北方小城镇供热输配管网的节能改造研究

摘要

近年来伴随着城市化进程的快速发展,我国北方小城镇的冬季采暖热负荷增长迅速,供热系统作为小城镇最为重要的基础设施建设之一,与小城镇居民的生活质量息息相关。但是随着集中供热系统在北方小城镇的推广,我国对于小城镇小型集中供热系统的技术研究还存在一定的滞后,在系统的设计和运行方面仍然存在大量问题,造成大量的能源浪费,因此对北方小城镇供热输配管网的节能改造势在必行。
　　本文首先对北方小城镇的供热现状进行了调查研究,调研结果表明目前集中供热的采暖方式在小城镇迅猛发展,但是其运行时存在诸多问题,主要表现为系统中各用户存在严重的冷热不均现象,管网运行时普遍采用“大流量、小温差”的运行方式,整个供热管网缺乏科学有效的调节手段等,这些问题不但影响了小城镇供热系统的供热质量,同时造成了严重的能源浪费。本文针对以上问题,研究小城镇供热输配管网的节能改造方案。
　　本文结合小城镇供热管网的特点,建立了小城镇枝状连接供热管网的水力工况数学模型,采用HardyCross平差法对简化后的数学模型进行了求解,为小城镇供热管网的水力计算和改造方案的研究奠定了基础。
　　其次,针对小城镇供热输配管网能耗过高的问题,提出了分布泵方案、旁通混水方案两种改造方案,通过建立小城镇供热管网的计算模型,计算了不同方案的能耗情况,并进行了比较,得出采用本文所提出的改造方案之后,供热管网的输送能耗都有所降低,其中旁通混水方案的节能效果最为显著,与改造前相比,系统的能耗减少了71.66％。
　　再次,针对小城镇供热输配管网调节方式落后的问题,研究了小城镇采用混水方案时的运行调节问题,得到了不同调节方式下的调节公式和调节曲线,并分析了不同调节方式下的水泵能耗,针对北方小城镇供热输配管网的特点,提出了小城镇采用旁通混水系统的控制方案。
　　最后,本文运用所研究的内容,对黑龙江省某小城镇集中供热管网进行节能改造,通过对改造前后供热管网的输送能耗进行对比分析,对本文的理论研究成果进行了验证,证实了本文所提改造方案确实可行,方法确实有效,对北方小城镇供热系统的节能改造方法积累了经验。

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第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外集中供热系统的研究与应用现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 北方小城镇供热状况调研

2.1 小城镇的界定和概况

2.2 北方小城镇集中供热状况调研

2.3 本章小结

第3章 小城镇供热管网的水力工况模拟

3.1 供热管网水力工况基本公式

3.2 小城镇枝状连接供热管网的水力工况模拟

3.3 本章小结

第4章 小城镇供热输配管网的节能改造方案

4.1 小城镇供热管网水力平衡调节方法

4.2 小城镇供热管网节能改造方案的提出

4.3 计算模型的假设

4.4 各方案的能耗计算

4.5 小城镇供热管网改造方案的确定

4.6 本章小结

第5章 小城镇混水系统调节与控制方案

5.1 混水供热系统的运行调节

5.2 小城镇混水供热系统的控制方案

5.3 本章小结

第6章 工程实例分析

6.1 工程概况

6.2 供热管网存在问题

6.3 供热管网改造前后能耗分析

6.4 混水改造不同调节方式下水泵能耗分析

6.5 本章小结

结论

参考文献

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致谢