热管换热器间距对相变充填体蓄释热性能的影响

为了高效利用高温矿井的地热资源,解决高温环境对开采过程的影响,建立了热管-相变充填体矿井地热开采系统三维非稳态传热数值模型,研究了热管换热器与围岩布置间距对系统温度、相变材料液相分数、循环冷却水温度以及系统蓄热量、释热量的影响。结果表明:热管距离围岩越近,蓄热阶段相变材料熔化越快,蓄/释热共存阶段相变材料凝固越慢;随着热管与围岩间距的减小,热管冷凝端循环冷却水的出口温度和进出口温差增大,当热管与围岩间距从95 mm减小至20 mm时,系统稳定运行时冷却水进出口温差将由2.50 K增大至4.97 K;蓄热阶段,系统蓄热量随时间推移先逐渐增大,后维持恒定不变,蓄/释热共存阶段,系统释热量将以先逐渐减小,后恒定不变的速率持续增大;当热管与围岩布置间距由95 mm减小到20 mm时,系统总蓄热量提高72.89%,系统释热量提高91.10%,系统能效系数由81.71%增大到90.32%。研究结果可为热管-相变材料耦合系统在矿井地热高效开采与利用方面提供理论依据和技术指导。

枝状集输管网投资成本优化及运行节能研究

为降低枝状集输管网的投资成本及运行成本,在考虑中央处理厂投资、集输站投资和管道投资等方面对总投资的影响下,建立以建设投资最少为目标函数的优化模型,进行投资成本优化,通过分枝定界法进行求解,并以待建气田和已建油田区块进行了方法验证。结果表明,集输半径对总建设投资的影响最大,集输站处理量增大到一定程度后,对总建设投资不构成影响;整体优化充分考虑了井组划分、站场选址和管道优化等方面的协同影响,得到的结果是全局最优解;在待建气田上优化后的总建设投资从17910.35万元降至17883.95万元;在已建油田上优化后管输压降可降低0.1~1.0 MPa,管输温降可降低2~9℃,预计全年可节省资金8.94万元。研究结果可为同类油气田节能运行方案的制定和修改提供实际参考。

市政给排水设计合理性的提升策略及其研究

市政给排水设计合理性对城市的发展和居民生活质量有着重要的影响。本研究旨在提出提升市政给排水设计合理性的策略,以满足城市规划和未来发展的需求,通过分析目前市政给排水系统的现状和存在的问题,提出了一系列的改进和优化方案。研究结果显示,优化管网布局、提高排水效率、加强智能监控与管理、推广可持续技术等策略是提升市政给排水设计合理性的有效途径。

考虑轮灌方式下的树状管网布局优化问题

农业用水短缺和用水粗放共存,水资源利用率亟待提高。灌溉管道网络是节水灌溉的重要发展趋势,但灌溉管网系统在设计时存在诸多难点。因此,对灌溉工程进行科学合理的规划设计,在满足灌溉需水量和各种液压条件下寻求管网总投资最小的方案,是提高灌溉效率和农业水资源利用率的重要手段。在轮灌方式下的管网布局优化问题中,轮灌组划分方式从根本上决定管网中的流量分布,从而影响管网布置、管网设计和管网总成本。考虑轮灌组容量限制、管道流量流速、工作压力水头等约束,以灌溉系统管道成本和电力成本之和最小作为目标函数,建立了同时考虑灌溉管道网络布置和管网设计的数学模型,并根据模型特点设计一种基于迭代邻域搜索的混合启发式算法进行求解。对一个实际灌溉工程进行优化,设置120、150和190 m^(3)/h三种不同轮灌组容量上限。结果表明,在工作方式方面,由于轮灌组的划分,导致灌溉网络系统工作时的总流量减少,降低管道管径和水源处泵站扬程,从而降低管道成本和电力成本;对于同一算例,灌溉管网的成本也会因轮灌组容量限制不同而存在差异;灌溉系统管道成本和电力成本之间存在效益背反。在管网设计时,需要根据灌区地形和节点分布特点,合理设定轮灌组容量上限和轮灌组划分方式,选择最为经济的管网设计方案。

老油田集输管网布局优化技术研究

老油田在滚动开发的过程中,新增油井和阀组会改变原有的管网拓扑结构,使求解难度大幅增加。针对这一问题,以总投资费用最小为目标函数,在考虑压力约束、管径集合约束、连头数量约束和隶属关系约束的前提下,通过分支定界法对目标函数迭代求解,并利用实际案例进行了验证分析。结果表明,整体优化后的管道长度为15.43 km,总投资为605.53万元;分级优化后的管道长度增加了7.19%,总投资增加了14.53%,证明了整体优化可进一步降低管网投资和运行费用。

市政排水管线设计优化方案探究

分析了目前排水管线设计存在的问题,提出了生态优先、统筹协调、集约高效、经济性等优化设计原则;探讨了管线竖向布局、平行布局、径流系数和重现期的优化、管道材料的技术和经济对比;总结了BIM技术在排水管道布局和工程量统计方面的应用优势。

广东省天然气发电发展分析与建议

[目的]广东省作为全国天然气消费规模和天然气发电装机规模“双第一”的经济大省,天然气发电有其独特的发展规律及特点。近年来,随着珠三角天然气发电机组的集中建成投产、新建电厂天然气发动机动力设备迭代,广东省天然气发电供气压力不足、资源短缺、气和电市场脱节不同步等问题日趋严峻,需进一步研究天然气发电发展与天然气产供储销体系建设的协同关系,统筹发电和用气,保障广东能源安全供应。[方法]研究广东省天然气产供储存体系建设进展和天然气发电进展,进一步分析珠三角地区天然气发电需求与天然气资源供应、天然气管网建设等存在的矛盾问题,提出天然气发电规划布局、配套基础设施发展的建议。[结果]研究表明:随着国家对低碳发展的重视,天然气发电的环境价值将体现的更为明显,广东省天然气发电依然具有良好的发展空间和前景,但处理好“气”和“电”的相互关系显得尤为重要。天然气发电作为广东省新型电力系统构建的重要组成部分,要建立在天然气供给和基础设施完善的基础上。[结论]统筹好天然气发电的发展定位、规划布局、发展规模、实施路径等,同时加快天然气产供储销体系建设,是保障广东天然气发电发展的有效措施。

城市集中供热管网中存在的问题及优化设计

随着我国城市化建设的加快,对供热管网结构的要求也越来越高。枝状管网作为集中供热管网的主要形式之一,具有造价低廉、运行与管理较为简单等优势,在城市建设中得到了有效应用。但是该管网在长时间应用中,会出现局.部故障,影响供热的效果。为了进一步提高集中供热管网运行的效果,对其中的问题进行了分析,并提出优化措施,希望能够为相关学者提供借鉴价值。

基于列队竞争算法的变权值树状管网优化布置

根据树状输配水管网的特点,提出一种简化的灌溉输配水管网优化布置模型及求解方法。该模型的目标函数仅有各个管段的长度和流量,既考虑了流量的变化,实现变权值的管网优化布置,又摒除了管材的价格、规格型号等因素的影响,使得优化计算更简便。用列队竞争算法对该模型进行求解,首先用图论的有关理论建立管网系统的连接矩阵、流量向量等,并根据邻接矩阵表示的树图的特点设计了相应的适应度函数、编码方法和变异算子。通过算例表明该算法能够获得费用最小的布置方案,与单亲遗传算法和模拟退火遗传算法相比,该方法模型简单,控制参数少,收敛速度快,有较高的搜索效率和稳定性。

应用单亲遗传算法进行树状管网优化布置

树状管网布置优化属于典型的组合优化问题 .本文针对树状管网布置的特点 ,以图论和遗传算法为理论基础 ,应用改进遗传算法———单亲遗传算法进行树状管网优化布置 ,并设计了相应的适应度函数、单亲换位算子和逆转算子 .与Dijkstra算法和Kruskal算法相比 ,单亲遗传算法直接以管网投资最小为优化目标 ,能够获得一批管网投资最小的布置方案 ,且算法的寻优效率较高 。

基于整数编码遗传算法的树状灌溉管网优化设计方法

针对树状管网布置中较多依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法。第一级优化是根据树状管网单点供水的原则,建立了融合工程设计经验的树状管网优化布置整数编码遗传算法模型,克服了传统二进制编码方法易产生不可行解的问题,可快速寻找出一组符合工程实际情况的管网布置方案。第二级优化在确定管网布置方案组的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标,建立了管径优化模型与算法。编制了灌溉管网两级优化设计Matlab程序,进行了工程实例验证。与单亲遗传算法(SPGA)和管网布置经验设计方法进行了比较,表明本文提出的基于整数编码的管网优化设计方法可方便地将设计经验融合到优化计算过程中,能降低管网优化设汁的复杂性和求解难度,快速有效求解符合工程实际的管网优化方案。

滴灌支管轮灌模式中管网布置形式的改进研究

为了提高现行规模化滴灌工程系统的经济性、操作性和机械化水平,本文以支管长短管布置形式代替等距布置对现有滴灌支管轮灌模式下管网的布置进行改进研究。结果表明:支管长短管布置形式减少了大口径管材管件用量和地埋管路的长度,平均每公顷可减少管网成本和土方工程费用分别为202.5元和37.5元;管网布置形式改进后,田间出水管相对集中,分布密度减少一半,同时可节地约0.3%。此外,改进管网布置形式有利于减少管网工程施工的工作量和管材的损耗量,且管网结构更便于施工。因此,长短管布置形式是更适合于滴灌支管轮灌模式的管网布置形式,可应用于规模化滴灌工程。

基于蚁群算法的灌溉管网布置与管径优化设计研究

将蚁群算法引入到灌溉管网设计当中,综合考虑管网设计的经济性条件和运行性条件,通过MATLAB软件编程求解,研究了不规则树状管网的布置及管径同步优化设计。实例应用结果表明,该优化方法拥有较为广阔的应用空间,可以用于实际生产。

基于CAD的滴灌系统水力自动计算模型

针对滴灌CAD系统中水力计算与管网布置的耦合问题,研究了管网图形识别及有效性判定,并基于AutoCAD二次开发思想,应用步进法水力学解析原理,建立了滴灌系统计算机辅助设计水力计算模型,有效地将管网图形与水力计算耦合,使水力计算结果及时反馈到管网图形中,为实际工程管网水力性能的优化提供了技术手段。通过算例对该模型进行了验证,结果表明,应用该模型计算出的流量和水头偏差率均在允许范围内,管网识别及水力计算过程可在10 min内完成。

受限最小生成树算法在城镇管网布局优化中的应用研究

随着天然气输配管网规模的大型化,管网系统进一步优化对提高运行的经济效益和利用率显得非常重要.采用受限最小生成树算法对城镇燃气管网布局进行优化,并将该算法与最小生成树算法(prim)进行了比较.仿真表明,该算法实用性强,对城镇天然气系统工程投资的评估预算有重要的参考价值.

同程布置冷水系统管网水力特性计算机分析

以同程布置的冷水系统管网为研究对象,在充分考虑末端支路温度调节阀调节特性的基础上,建立了管网水力计算数学模型,提出了虚拟流量的计算机逻辑算法。以10个AHU支路的同程式管网为例,在所有末端支路水力可调、部分AHU关闭及部分AHU调节失灵3种情况下,分别计算了不同供回水压差下各支路温度调节阀的开度和实际流量,计算结果符合同程式管网的固有特性。

微灌田间管网支毛管优化设计探讨

本文以单位面积管网造价最小为目标，导出了平地田间管网优化设计模型及支毛管压力差分配比例，可供微灌管网设计及灌水单元划分和支毛管布置等参考。

三峡库区山地城市排水体制和管网方案的选择

通过对三峡库区山地城市排水管网的现状分析,并结合山地城市特殊的地形特点,确定了山地城市的排水体制;重庆是典型的山地城市,以唐家沱污水处理厂管网布置为例,具体分析了山地城市排水体制和管网布置方案的选择,通过对方案的经济、技术、施工等方面详细对比,选择了最优方案。

压力输水树状管网遗传优化布置和神经网络优化设计

分别应用单亲遗传算法和 Hopfield神经网络方法进行机压式树状管网的优化布置和优化设计 ,能够在管网投资最小的最优树状管网布置形式上 ,获得年费用最低的最优设计方案。研究表明 :该方法是可行的和有效的 ,能减小管网工程投资 。

基于生成树和遗传算法的树状管网布置优化

以投资最小为目标函数,建立了树状管网布置优化数学模型。针对树状管网布置优化的特点,应用基于生成树理论和二进制编码遗传算法对模型进行求解。在遗传算法产生初始解、交叉和变异操作过程中,设计了基于圈的实现方法,避免了不可行解的产生,提高了算法的计算效率。