热水供热系统长输管线的可靠性研究

摘要

近年来，随着供热需求的不断增长，以及环保要求的愈发严格，将城市周边热量输送给热用户已成为各省市既满足城镇居民供热需求，又满足节能减排环保要求的不二选择，多地陆续建设了热水供热系统长输管线工程。由于长输管线工程输送的热负荷大、热水温差大、压力高，一旦发生故障即会造成极其不良的社会影响和严重的经济损失。然而，我国现行的相关规范中并没有明确的关于长输管线的设计方法和要求，而现有的供热系统可靠性评价方法不能完全适用长输管线可靠性评价。所以，进行热水供热系统长输管线可靠性研究既是工程建设的现实需要，也是完善我国供热系统可靠性评价的需求。本文主要构建了长输管线可靠性评价指标体系，并研究基于可靠性的长输管线设计方法。
　　根据长输管线的建设特点和故障时对热用户的影响，本文首先构建了包括确定性指标和概率性指标在内的可靠性评价指标体系。其中，确定性指标包括管长限值、管径限值和分段阀门间距限值，概率性指标包括结构连通性和供热率指标。同时，本文明确指出长输管线多管制系统属于表决模型，并依此建立表征长输管线供热能力的供热率指标，完成多管制故障工况流量比的推导，并展开讨论，定量分析故障工况流量比。
　　其次，本文根据建立的长输管线可靠性评价指标体系分别计算长输管线两管制、三管制（两供一回）和四管制的可靠性，分析三种故障流参数管网的连通性和供热率，并结合管材可靠性强度指标综合分析管制的适用性。为探究供热率指标中各因素的影响，本文应用图像法观察供热率指标中某一因素在变化时，供热率的变化趋势；应用敏感性分析法计算供热率指标中各参数的权重，研究供热率指标的变化特点。
　　最后，本文根据已经建立的长输管线可靠性评价指标体系，对长输管线进行基于可靠性的设计，并给出长输管线可靠性判定流程，分析既有长输管线和处于设计阶段的长输管线方案是否满足备用能力和供热能力的要求。同时，本文提出长输管线基于可靠性的设计流程，该流程可根据可靠性限值，计算长输管线管径、管长、分段阀门间距限值。本文建立的各个指标需要共同使用，互为补充，该研究为我国热水供热系统长输管线的可靠性评价和设计工作提供参考。

目录

第1章 绪 论

1.1课题来源及研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 长输管线可靠性评价指标体系

2.1长输管线形式及特点

2.2可靠性评价术语及故障概率分布

2.3确定性指标的约束条件

2.4概率性指标的建立

2.5多管制系统故障工况流量比

2.6管材可靠性强度指标

2.7长输管线可靠性评价指标体系分析

2.8本章小结

第3章 长输管线多管制可靠性计算及分析

3.1长输管线算例基本信息

3.2连通性分析

3.3供热率指标分析

3.4管材可靠性强度指标分析管制适用性

3.5供热率指标变化趋势分析

3.6供热率指标敏感性分析

3.7本章小结

第4章 基于可靠性指标的长输管线设计

4.1长输管线可靠性判定

4.2长输管线管径限值和分段阀门间距限值的计算

4.3长输管线长度限值的计算

4.4长输管线可靠性设计流程及限值

4.5本章小结

结论

参考文献

附录A

附录B

声明

致谢