基于拓扑复杂程度的实际供热管网建模方法研究与分析

提出了按照管网拓扑复杂程度建立水力工况仿真模型的思路,以及结合流量方向和最小闭合差判断环网水力交汇位置的方法。以某市区集中供热管网为研究对象,根据3种复杂程度建立管网水力工况仿真模型,并取3种工况验证分析。结果表明,该方法能准确判断环网水力交汇位置,每一级的模型仿真压力与实际值的最大相对误差的绝对值均低于10%,且管网拓扑结构复杂程度越高,模型模拟误差越小,建模成本越高。

基于贝叶斯网络的地下供热管线失效因素分析

本文统计地下供热管线事故案例214起,通过分析识别以及归纳化简,提取出22个影响因素,将其作为事件代入故障树模型中,根据转化关系得故障树一贝叶斯拓扑结构,在HuginLite软件中进行可视化处理,通过反向推理分析事故成因。结果表明导致管线泄漏失效事故发生的最主要直接影响因素为腐蚀穿孔,其他直接因素按概率重要程度排序依次为外力破坏、疲劳开裂、附属设施损坏。导致四周直接影响因素发生的因素分别为内保护层失效、施工破坏、管道存在施工设计缺陷、阀门损坏。

既有供热管网健康评估方法及案例分析

本研究基于对直埋热力管道环境风险以及自身风险分析,综合环境评估、宏观检查、防腐层检测、杂散电流检测、腐蚀环境评估,建立了一种既有供热管网健康评估方法。以天津市某一次管网供回水管道为案例进行了管网健康评估,指出了该管网健康程度提升方向。该方法将对城镇供热管线泄漏检测提供关键技术支撑,有利于提升整个供热系统运行质量。

声波法在直埋供热管道泄漏检测中的工程应用

利用声波法对城市内2段直埋供热管道的泄漏情况进行非开挖式工程实测,分析了不同工程条件下的泄漏声波信号特征,并采用傅里叶滤波进行声波振动信号的降噪处理。研究表明,傅里叶滤波可有效提升泄漏定位精度,实测漏点定位误差小于2%,基于傅里叶滤波降噪的声波法直埋供热管道泄漏检测技术具有较好的工程应用价值。

直埋热水供热管道泄漏定位检测实验研究

选用傅里叶滤波法和小波阈值法进行了管道泄漏信号降噪和泄漏定位的对比研究。在DN300管路的实验直埋热水供热系统上进行了泄漏检测实验,采用小管径支管和调节阀模拟泄漏点、加速度传感器测量声波振动信号,依次选用2种滤波方法对直埋热水供热管道泄漏的声波振动信号进行数据降噪处理,讨论了泄漏信号降噪前后的信号频域特征和定位精度。在北京市某小区直埋供热管道进行了声波降噪泄漏检测工程验证,定位偏差不超过1.0 m。研究表明,傅里叶滤波法和小波阈值法对直埋热水供热管道泄漏定位的声波振动信号降噪处理效果显著,小波阈值法保持了全频段的信号特征,可获得更高的定位精度。

全同聚丁烯-1供热管材料性能及应用进展

全同聚丁烯-1(iPB-1)是一种性能优异的热塑性树脂,具有良好的耐热性、耐蠕变性、耐应力开裂性,特别适用于做供热管材,但材料存在晶型转变慢、结晶温度低和结晶慢等问题,使其应用受到一定的限制。本文主要介绍iPB-1的材料特性、国内外的发展历史以及应用的进展,重点分析iPB-1作为供热管材与金属和其他塑料的供热管材相比的优势。

基于能量分析重构VMD分量的直埋供热管道泄漏定位研究

为提高声波法在复杂噪声环境下进行直埋供热管道泄漏定位的准确性,本文提出了基于能量分析重构有效模态分量的供热管道泄漏定位方法,即采用变分模态分解(VMD)将检测信号自适应地分解为一组本征模态函数(IMF),识别、提取有泄漏特征的有效模态分量,并通过能量占比分析完成信号加权重构。泄漏实验和工程实测表明:常规VMD泄漏定位方法与本文方法的平均定位偏差分别为1.57、0.51 m,相对定位偏差分别为8.42%、2.75%,采用本文方法定位准确性提高67.34%;工程实测中,常规VMD方法未能发现管道泄漏位置,本文方法确定的泄漏位置定位偏差为1.78 m;本文方法可抑制有效模态分量中的残余噪声,降低噪声成分对泄漏定位的影响,提高复杂噪声环境下供热管道泄漏定位精度。

探讨城市集中供热管网的优化设计

随着城市化进程的不断加快,城市供热需求呈现出日益增长的趋势。城市集中供热作为一种高效、经济的供热方式,得到了广泛应用。然而由于城市供热管网的规模较大、复杂度较高,时常存在着能源浪费、供热效果不佳等问题。因此,对城市集中供热管网进行优化设计具有重要的理论和实际意义。首先阐述了城市集中供热管网的优势,接着对当前供热管网设计存在的问题进行分析,并在优化设计上给出了相应对策,希望能给相关领域人员一定的参考和借鉴。

基于CUSUM改进算法的实际供热管网泄漏故障分级诊断

为了能够对供热管网泄漏故障进行及时和有效的诊断,提高管网泄漏位置的搜索效率,本文基于CUSUM改进算法,提出了通过管网拓扑结构的自由组合进行泄漏分级诊断的方法。以某城区集中供热管网为研究对象,将其拆分成5种拓扑结构并建立各自的管网水力工况模型,并选取4个1点泄漏工况和4个2点泄漏工况进行了验证分析。结果表明:在保证供热管网泄漏诊断模型压力、流量的仿真值与实际运行数据的最大相对误差绝对值不超过10%的条件下,该方法的泄漏位置诊断准确率达到了75%,验证了该方法应用于实际管网的可行性。

基于状态估计的供热管网数据质量提升方法

在供热管网整个运行监测过程中,其测量的大量数据往往会出现误差等问题,大大削弱了测量数据的能用性。基于供热管网的基础数学模型,将供水和回水时间差产生的温度时滞效应融入模型,利用供热管网测量数据之间的数学关联及冗余,采用状态估计法,改善供热管网的测量数据,并在此基础上,对计算机的复杂运算进行简化,缩短运算时间。为了验证该方法的可行性,进行蒙特卡洛仿真实验,将小偏差加入准确数据中,进行计算模拟,结果显示,状态估计方法能够有效消除这些小偏差,提高数据质量。利用状态估计方法对天津市一处实际运行供热管网数据进行处理,结果显示良好。

大温差长输供热管网的防腐防垢策略研究与应用

宁夏A供热公司采用大温差长输供热技术,2019~2021年连续2个采暖季发现其二级管网内存在明显的结垢、不锈钢点蚀和碳钢腐蚀现象,严重影响冬季居民供热效果。供热公司针对其水质特点及运行情况展开了阻垢缓蚀剂研发、点蚀临界条件研究等工作,最终确定了以添加TC型阻垢缓蚀剂为主的防腐防垢方案。通过工业试验的检验,换热板抽查无明显的点蚀和结垢现象,碳钢腐蚀挂片结果表明管道内壁腐蚀速率得到了有效控制,保证了供热系统的安全经济运行,该种防腐防垢策略在同类型供热系统中具有较高的推广价值。

数字化技术在供热管网管理中的应用与创新

文章对供热管网管理中存在的难点、堵点问题进行了研究,指出了供热管网数字化建设的必然要求,从供热管网一张图构建、传感器与物联网应用下的供热管网运行监测、转变传统巡检模式、提高发现问题线索转办效率、强化供热管网应急抢修等方面指出了数字化技术在供热管网管理中的具体应用与创新。

隧道内超长大直径供热管道流固耦合效应分析

为了对华电银川供热项目中的供热管道系统进行优化设计,建立了三维全尺寸流固耦合力学模型,计算了超长大直径供热管道在不同支座间距下的受力、变形与支座反力,并分析了管道不同部位受力与变形的变化规律。研究结果表明,管道的入口端部位受力与变形最大,出口端部位次之,平直段部位最小。然而,支座间距的变化对平直段管道受力与变形的影响较大,对入口端与出口端部位的影响较小。另外,支座反力的变化趋势与管道受力基本一致。研究成果和施工经验可为后续类似的供热管道设计与施工提供借鉴和参考。

基于逐层互信息对抗自编码器的城市供热管网故障检测

城市集体供热管网属于市政工程管网的重要组成部分,其安全稳定运行与城市经济生产和居民日常生活息息相关,因此对供热管网进行准确实时的状态监测至关重要。近年来,基于深度学习的方法已经被广泛应用于状态监测领域,如对抗自编码器(adversarial auto-encoder,AAE)。然而,从信息论的角度看,在AAE模型训练过程中样本与特征表示之间的互信息存在衰减现象,从而直接影响到该网络模型的故障检测性能。为此,提出了一种基于逐层互信息对抗自编码器(layer-by-layer mutual information adversarial auto-encoder,LM-AAE)的故障检测方法,该方法通过显性引入低维特征空间与前面每一层神经网络的互信息,以最大化正常输入样本与特征表示之间的相关性,有效克服了AAE模型训练过程中的互信息衰减问题。最后,将LM-AAE模型、VAE模型和传统AAE模型分别用于连续搅拌釜式加热器实验,结果表明LM-AAE模型在保证较小故障漏报率的同时具有最小的故障误报率。证明了引入逐层互信息策略可以使模型在故障检测任务中更具优越性。

城镇供热管网泄漏原因分析及相关维护要点探究

在城市发展建设过程中,人们的生活环境受到了广泛关注。尤其是在供热管网建设方面,如果存在异常问题,将会使人们的生活水平受到严重影响。因此,有关单位在对城镇供热管网进行研究的过程中,要重点做好泄漏处理,结合其产生原因开展维护管理工作。

高温供热管网中316L不锈钢防点蚀策略研究

供热管网内循环水运行温度高、系统总水量大,水质相对较差,该环境中不锈钢换热板的点蚀问题一直困扰化学运行人员。宁夏A供热管网设计最高温度130℃,循环水中氯离子浓度达到63.7mg/L,远高于CJJ/T 34《城镇供热管网设计标准》中规定的限值25mg/L,根据往年经验在供热过程中换热板存在较高的点蚀风险。本文通过现场情况调研,实验室模拟实验针对该热网水质特点制定了投加N型阻垢缓蚀剂,并严格控制循环水中氯离子浓度的策略。其中循环水中氯离子控制的期望值为小于70mg/L,当供水温度不超过110℃时,限制值小于90mg/L。在2022年~2023年供暖期间在现场应用该策略,取得了良好的应用效果,经检查316L换热板和旁路挂片均没有发生点蚀现象。

长输直埋供热管道材质和壁厚的选取

以宁夏华电灵武公司向银川市长距离大温差集中供热项目为例,为了保证长输供热管道的安全性,以长输供热工程对供热管道的要求为出发点,选取长输供热工程中直埋供热管道的材质和壁厚。结果显示:工作管管径小于DN800时,管道材质选用Q235B;工作管管径大于等于DN800时,管道材质选用Q355B材质的工作管。研究表明,该方案能够满足工程管网运行的安全性且成本较低。

长输供热管网压力平衡波纹补偿器比选

为解决长输供热管网工程中补偿器的选型难题,以内外压旁通直管、全外压旁通直管、内压直管、外压直管这4种压力平衡波纹补偿器作为研究对象,利用START应力软件及局部阻力模拟进行仿真计算,分析其性能结构、应力荷载及局部阻力,对应用案例进行经济性分析,并结合国内成功案例,分析可得内压直管压力平衡型波纹补偿器架空敷设,安全性高、承压能力强、稳定性好;压损仅有0.001 MPa;初投资低、运行费用低。故推荐内压直管压力平衡型波纹补偿器。

保温层材质对供热管道Q235钢腐蚀行为的影响研究

供热管道表面保温材料会显著影响水汽渗透和腐蚀性离子扩散,最终影响热力管道腐蚀。为此,针对4种保温材料(聚氨酯、泡沫玻璃、2种市售气凝胶)下Q235钢热力管道的腐蚀行为规律展开研究。结果表明,泡沫玻璃表面的接触角约为43.8°,小于聚氨酯、气凝胶保温层(180°),表面更容易被水浸润,周浸条件下泡沫玻璃包覆的Q235钢的腐蚀速率最快,约为153.1 mg/(dm^(2)·d),明显高于聚氨酯包裹试样的124.3 mg/(dm^(2)·d),2种气凝胶包裹下试样周浸试验后腐蚀速率最小,分别为96.73,109.43 mg/(dm^(2)·d)。泡沫玻璃包覆下的表面腐蚀最严重,除锈后表面凹坑最多。Q235钢在4种保温材料下的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4),并含有少量Fe(OH)(SO_(4))(H_(2)O)_(5)和FeCl_(2)(OH)_(4)。

城市集中供热管网调控滞后特性的研究

城市集中供热一级管网传输距离长、拓扑结构复杂、覆盖面积大,热源侧针对用户侧进行负荷调节时往往存在滞后特性。为实现实时精准按需供热,本文建立了供热一级管网延时特性的仿真模型,针对不同类型的热用户进行调控滞后特性分析,并通过历史数据建立模型,分析实际供热过程中调控的滞后特性。最后将理论与实际供热情况进行对比,发现换热站距离和供暖季不同阶段对温度调控滞后时间具有不同程度的影响,末端管网及供暖季末期的调控滞后特性更强。