供热管网水力平衡调节与控制分析

供热管网是一个复杂的流体网络系统,供热管网的正常运行与很多因素直接相关。在供热管网系统中,用户出现水力失调现象是不可避免的,采用经验调节不仅效率低,可靠性也低。因此对供热管网进行水力平衡调节对供热管网的正常运行至关重要。通过工程实例,应用模拟分析法对供热管网系统建模和仿真分析,通过确定阀门开度,对供热管网的水力平衡进行实时调节与控制消除了用户水力失调现象,验证了模拟分析法的正确性和可靠性,为供热管网水力平衡调节与控制提供了科学方法和理论指导。     

因地制宜,保证冬季供暖系统稳定运行

太钢供热系统管网庞大,供热区域地形复杂,供水压力和流量难以平衡。１９９６年采用发电机低真空运行集中供热后,对系统的稳定性要求更高,为保证供热系统正常运行,提出了建设加压泵站,改造相应管网的措施。     

大型环枝状油田注水管网系统运行优化

针对大型环枝状油田注水管网系统考虑实际运行工艺约束、流量、压力约束等多个约束条件,以管网运行能耗与注水井注入量偏差损失成本总和最小为目标建立混合整数非线性规划(MINLP)模型,模型贴合管网实际运行工况。针对大规模复杂MINLP模型的求解,提出蚁群算法结合线性近似与单纯形法的混合求解策略。结果表明:所建立的数学模型考虑管网实际运行约束较为全面,求解对象可以为大型环枝状复杂结构的注水管网。所提出的求解策略能够求解规模较大、变量之间关系复杂的MINLP模型,在保证求解效率的前提下,计算结果最优性较强,较大程度上提高了该注水系统运行的稳定性与经济性,满足现场工艺要求。     

虚拟阻抗法在水电工程仿真自动建模中的应用

在大型水利水电工程中 ,管道系统结构复杂 ,而且包含各种非管道元件 ,在该类系统的仿真中初值计算通用性很差 ,影响了系统仿真的自动建模。该文基于管网的恒定流计算方法 ,同时考虑各种非管道元件的特性 ,提出一种新的包括各种非管道元件在内的管网计算方法——虚拟阻抗法 ,解决了初值计算通用性差的困难。该方法适合各种复杂的管道系统布置 ,计算结果合理 ,使大型水利水电系统仿真的自动建模得以真正实现     

矿井防尘供水管网系统的GO法可靠性分析

为保障煤矿生产的安全运行,采用GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性.以双鸭山某矿防尘系统为例,根据其工作原理和结构建立GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量和定性的GO运算,获得了系统的状态概率和最小割集.结果表明,比故障树法对同一系统的分析结果更精确.GO方法能够反映系统原貌,非常适合模拟有序列过程的状态系统.对于较复杂的系统,GO法则显得比较简单,优势更加明显.     

大型注水系统注水站合理排量的确定方法

大型注水管网系统结构复杂 ,涉及的井点、管网节点多 ,且压力、流量互相耦合 ,注水站排量合理分配难度大。以流体力学基本理论为基础 ,利用“压力谷”的性质 ,根据注水管网特性 ,建立了注水管网的基本模型 ,并在满足注水量和管路阻力损失最小的前提下 ,给出了一种确定大型注水系统注水站设计排量和运行排量的方法。实例计算表明 ,利用该方法调节大型注水系统注水站排量 ,可以使注水站和管网同时达到最优运行状态 ,并且能够科学地计算注水站的设计排量。该研究为大型注水系统的合理设计和优化运行提供了一定的理论指导     

应用龙格——库塔法分析管网系统液体瞬态特性问题

本文在特征线法的基础上,应用龙格——库塔法的基本原理提出了一种计算管网系统液体瞬态特性的新方法.实践证明,这一计算方法比一般特征线法计算精度高,同特征线法一样,是分析任何复杂管网系统液体瞬态特性的有效方法.     

多维编码遗传算法在城市供水管网优化调度中的应用研究

从供水管网系统整体优化和最小供水费用的角度出发,结合复杂供水系统的生产调度特点,提出了城市供水系统整体优化调度的遗传算法,对其编码规则、染色体的评估以及遗传操作进行了深入的研究,并给出了详细的求解步骤.采用Matlab软件编写了基于遗传算法的优化调度程序,并应用该程序对某市供水管网系统的生产调度进行了仿真研究.仿真结果表明,应用遗传算法求解管网系统优化调度,可以得到问题的全局最优解,采用优化调度程序进行生产调度可以节省运行费用.图2,表1,参11.     

BP神经网络用于饮用水管网细菌总数预测

为保障饮用水管网细菌学水质安全，并实现对细菌总数指标的预测，选定北方某市实验小区饮用水管网为研究对象，应用Matlab软件建立BP神经网络的细菌总数预测模型．结果表明，BP神经网络方法能较好地模拟复杂系统，模型精度较高；同时，建立BP神经网络模型，对水质指标间的相互作用进行模拟，拟合效果较好，并针对该实验管网给出了某些指标的限值．     

基于GIS的城市三维管网爆管分析优化及系统实现

城市管网是城市重要的基础设施,也是它赖以生存和发展的物质基础.为了准确高效地管理庞大复杂的城市管网数据,基于SuperMap iObjects探索了城市管网3D GIS的设计方法与开发技术,提出了系统的C/S结构、功能模块、二三维联动式布局及数据库的设计方案.采用Visual C#.NET开发实现了基本功能、连通分析与三维管网分析功能,并对传统基于广度优先遍历算法的爆管关阀算法进行优化.旨在为科学、高效地管理城市管网信息提供便捷、实用的软件系统及新思路.     

天然气管网系统性能评价指标及方法研究进展

目前中国对天然气的需求与消费扩大,天然气管网建设势必要加快.天然气管网系统在服役过程中的事故率和安全风险难以控制,从而会极大影响天然气管网供应格局的形成.近年来,中外对天然气管网系统的性能评价指标及方法已经取得了大量的研究成果,但是中国油气管道领域的应用实例仍然较少,未形成一套完整的、全面的天然气管网系统性能评价指标及方法体系.通过总结现有研究成果发现,管网结构可靠性评价主要是采用故障树分析、蒙特卡洛模拟方法来计算管网系统的失效概率,从而量化管网系统的可靠性.管网供气可靠性评价主要是基于概率统计方法,建立天然气管网系统日需求-日供给干涉模型,并结合TGNET软件或蒙特卡洛模拟法,求解出管网系统的供气可靠度;管网经济性评价主要侧重于投资估算和财务评价;管网适应性评价主要是通过模拟软件建立管网水力计算模型,从而分析管网在不同工况下的输送效率.同时也指明了建立管网系统评价模型、划分评价指标等级是未来的研究重点;采用极限状态设计理论,并准确计算管网系统发生失效或故障的概率是未来的研究难点.以上综述内容对于开展天然气管网系统性能评价指标及方法的理论研究与现场应用具有一定的借鉴价值.     

自来水管网的可靠性分析与优化设计

以某科技园区自来水管网为例,分析研究了城市供水管网的可靠性和优化设计,提出了供水管网可靠性优化设计的数学模型.在确保供水管网系统可靠性的基础上建立优化模型,寻求最经济管径,从而建立最经济、最可靠的供水管网系统.对现有供水管网系统进行了优化,给出了优化设计方案.     

采用关联模型的离心压缩机喘振工况数值研究

为了研究管网系统特性对离心式压缩机喘振的影响,建立了包含温度项的关联模型,将管网效应耦合到压缩机出口的边界条件中,实现了压缩机系统从稳定工况到喘振工况的数值模拟。对一离心压缩机流道和无叶扩压器流场进行了非定常数值模拟,结合关联模型得到喘振时压缩机出口处压力及质量流量脉动随时间的变化情况,分析了管网容量、管网出口流量等管网参数对压缩机系统喘振的影响。模拟结果显示:所建模型能捕捉到喘振工况下压缩机出口的参数变化特征;随着管网容量的增大或管网出口质量流量的减小,压缩机出口流量、总压波动幅值增大,工况向喘振振荡特性转变;管网容量对失速频率影响较大,而管网出口流量的变化对压缩机的失速频率影响较小。该研究对进一步分析压缩机管网系统相互影响和喘振预测具有参考价值。     

某气田集输配气管网仿真分析

针对国内的某些老气田已经进入开发后期,产气规模小,产量田已满足不了市场的需求的实际,提出以管网仿真分析,实施地面管网规划和改造,进行邻区天然气的开发和利用。建立了包括管道和非管元件的复杂管网的数学模型,对稳态仿真采用节点压力法建立非线性方程,对瞬态仿真采用隐式法建立非线性差分方程,并应用广义阻尼牛顿—拉夫逊法求解非线性方程组,最后研制出管道仿真系统Pipeline Emulation System（PES）仿真软件包,对某片区的目前管网和规划管网进行仿真分析。结果表明：规划后管网中的管道压力没有超过允许压力,大部分管道可以增加流量,个别管道应该改换成较大管径的管道。     

三维数字管网地理信息系统

"数字管网"是"数字城市"的重要组成部分,传统的二维平面图形难以描述管网的复杂空间结构,在三维虚拟场景中对管网进行可视化管理是当前研究的热点。在参与某数字园区项目的基础上,本文系统地阐述了管网的测量、矢量化、三维建模及编程开发等技术的实现过程,研究了其中的关键技术,提出了三维数字管网地理信息系统的构建方法,实现了管网的可视化管理。     

GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性

为保障煤矿生产的安全运行,采用GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性。以双鸭山某矿防尘系统为例,根据其工作原理和结构建立GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量和定性的GO运算,获得了系统的状态概率和最小割集。结果表明,所有割集故障概率的和为0.009 502 6,精度较高。GO方法能够反映系统原貌,其操作码和信号流可以表示系统的多个状态,非常适合模拟有序列过程的状态系统。对于较复杂的系统,GO法则显得比较简单,优势更加明显。     

基于Android供水管网移动端巡检系统设计

目的解决传统的经验式供水管网巡检模式导致的巡检效率低、监控手段落后、抢险维修应急反应不及时和管网系统信息利用率不高等问题.方法分析供水管网现状,结合企业科技化需求,提出一种结合Arc GIS管网地理空间系统和SCADA管网监测点的监控系统,以Android移动终端为平台,利用终端GPS定位系统和4G网络通讯交互的现代化技术,以SOA设计理念和Ajax技术设计系统架构,利用UML序列法对供水管网巡检系统应具有的主要功能进行设计.结果构建集供水管网信息采集、巡检系统导航定位、管网事故抢险维修和系统信息管理为一体的供水管网移动端巡检系统.结论实现了供水管网巡检的高效智能运行,提高了企业信息化水平.     

沈阳油田沈一区掺水系统分析及提高效率策略

沈阳油田沈一区地面掺水系统是一大型、复杂、枝状管网结构的地面伴热系统,目前系统单耗高,热损失大.在对当前系统运行状态深入剖析后,找出了影响系统效率及耗能的关键因素,同时提出了有针对性的优化运行改造方案.试验证明,该方案是可行的,对类似的掺水系统优化改造方案的提出具有指导意义.     

大型注水系统注水站合理排量的确定方法

大型注水管网系统结构复杂，涉及的井点、管网节点多，且压力、流量互相耦合，注水站排量合理分配难度大。以流体力学基本理论为基础，利用“压力谷”的性质，根据注水管网特性，建立了注水管网的基本模型，并在满足注水量和管路阻力损失最小的前提下，给出了一种确定大型注水系统注水站设计排量和运行排量的方法。实例计算表明，利用该方法调节大型注水系统注水站排量，可以使注水站和管网同时达到最优运行状态，并且能够科学地计算注水站的设计排量。该研究为大型注水系统的合理设计和优化运行提供了一定的理论指导。     

面向服务的供水管网模型应用模式及其实证研究

该文提出面向服务的供水管网模型应用模式,通过建立独立的供水管网模型系统,把模型构建与模型应用区分开。在该模式中,集中维护的模型与分布的模型应用通过模拟服务接口连接。进而基于提出的模式,构建供水管网模型系统框架,包括管网模型管理模块和管网模型模拟服务模块,提供了管网模型参数管理、管网模型参数识别、管网模拟服务监控以及系统参数设置等功能,可以解决供水管网管理系统中管网模型管理维护困难的问题。最后以东莞市典型供水管网为案例对象,选择EPANET作为水力与水质模拟的模型软件,采用微软ASP.NETXMLWeb服务和IIS服务器技术构建了模型模拟服务接口系统,构建了供水管网模型系统,并进行了模型应用研究,取得了预期效果。