城市供热管网电动调节阀集中控制的运行调节
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b Q
ijstract] Based on heating pipe network hydraulic characteristics theory, with the aid of MATLAB software, the paper realizes the heat transfer station level network side electric control valve of the unified control, so as to solve the pipeline network system in the operation of the hydraulic and thermal imbalance, which guarantees the heating demand of each heat exchanger station between the first and secondary network.
Q 509 F P
[3]
i 节点不是 j 分支的端点；
Q j 为 j 分支的流量；
[Keywords] heating network, electric control valve, centralized control, operation regulation, heat transfer station
城市供热管网电动调节阀集中控制的运行调节
Urban Heating Network Electric Control Valve of Centralized Control Operation Adjustment
■ 舒 磊 官燕玲 ■ Shu Lei Guan Yanling
[摘 要] 本文依据供热管网水力特性理论，借助 MATLAB 软 件，实现对各换热站一级管网侧电动调节阀的统一控制， 从而解决运行中管网系统的水力、热力失调问题，保证一、 二级管网间各换热站的供热需求。 [关键词] 供热管网 电动调节阀 集中控制 运行调节 换热 站
qi 为 i 节点的节点流量， qi 的符号按照
流入节点为正好，流出节点为负号。 2. 回路压力平衡方程 根据能量守恒原理，在管网恒定流动过程 中，任意回路中沿回路方向，各个分支管段压降的 代数和为零。对于回路 i，其计算式为 ：
n
[2]
一、 引言 城市供热管网系统是由多个串并联管段组成的 管路系统，是城市集中供热系统的重要组成部分。 为满足各热用户个性化供暖需求，实现系统的节能 降耗，分户计量控制供暖系统形式正在逐步推广。 由于采暖用户的自主调节，连接系统一、二级管网 的换热站应随着用户末端进行调节。首先是在二级 管网侧通过循环水泵的变频，来保证二级管网某处 的供、回水压差不变，目的是稳定因末端用户用热 的改变而对管网水力工况的影响，然后，改变一级 管网侧的供热参数来确保二级管网侧的供水温度、 及供回水温差的稳定。在这一过程中，一级管网侧 实际上是按照二级管网侧所需的供热量在进行被动 调节。然而，管网系统中各管路水力工况相互影响， 系统中任何一个调节装置的工作参数发生改变，必 然会引起各热用户（换热站）之间流量的重新分配。 当各换热站一级管网侧均因二级管网侧负荷的改变 而各自进行被动调节时，由于各换热站管路间水力 工况相互影响，就必然会导致系统水力、热力失调， 影响供热效果。因此，为了提高供热管网整体的运 行调节与控制水平，减小水力、热力失调，保证供 热稳定性，必须将换热站一级管网各自的被动调节 进行统一管理和控制。 本文提出一种在配合一、二级管网间动态调节 的同时，采用电动调节阀集中控制的方法，即在供 热管网水力特性理论的基础上， 利用 MATLAB 软件智 能平台，对供热管网的运行调节与控制进行模拟计 算，输出信号，利用一级管网侧电动调节阀对管网 各个换热站进行集中控制与调节。这种方法不仅从 管网系统整体平衡角度出发调节各换热站的流量以 实现各热用户（换热站二次网侧）的用热需求，而 且整体调节一步到位，迅速准确，大大提高了供热
式中 bij 为流动方向的符号函数；
bij 1 表示 i 节点为 j 分支的端点且 q j 流
出该节点； bij 1 表示 i 节点为 j 分支的端点且 q j 流向该节点；
bij 0 表示
,该算法避开了研究调
节阀内部复杂结构，而是根据调节阀的流量特性， 运用数学方法推导出相对开度、流量、压力之间的 关系式。 1. 调节阀流量计算基本公式 从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力 可以变化的节流元件。对于不可压缩流体，其计算 公式为 :
管网系统整体运行效果。 二、 供热管网水力特性基本公式 1. 节点流量平衡方程 根据质量守恒原理，在管网恒定流动过程中， 与任一节点关联的所有分支的流量，其代数和等于 该点的节点流量，其计算式为 ：
N
时，由传感器将信号传递给变频泵，通过改变泵的 频率来实现泵转速的相应改变，从而达到调节与控 制目的。 四、电动调节阀流量的调节与自动控制 调节阀是供热管网系统中重要的调节装置，能 对管网系统中各管段的流量进行调节与控制。在实 际运行的供热管网系统中，调节阀的流量调节特性 （1） 受到调节阀自身结构因素、调节阀固有流量特性因 素和管路阻力特性因素等的影响 ，为了使管网具 有更好的流量调节及控制能力，能够确定调节阀在 任意相对开度下的流量计算关系式是很重要的。本 文采用一种工程近似算法
同向；
cij 1 表示 j 分支包括在 i 回路中并与回
路反向；
cij 0 表示 Pj 为
（4）
c
j 1
ij
(Pj H j ) PGi 0
（2）
c 式中 ij 为分支流动方向的符号函数；
cij 1 表示 j 分支包括在 i 回路中并与回路
___ 式中 Q 调节阀接管内流体流量，m³/h； ___ 2 F 调节阀接管截面积，cm ； ____ 调节阀阻力系数， 随调节阀的开度 而变；
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b Q
ijstract] Based on heating pipe network hydraulic characteristics theory, with the aid of MATLAB software, the paper realizes the heat transfer station level network side electric control valve of the unified control, so as to solve the pipeline network system in the operation of the hydraulic and thermal imbalance, which guarantees the heating demand of each heat exchanger station between the first and secondary network.
Q 509 F P
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i 节点不是 j 分支的端点；
Q j 为 j 分支的流量；
[Keywords] heating network, electric control valve, centralized control, operation regulation, heat transfer station
城市供热管网电动调节阀集中控制的运行调节
Urban Heating Network Electric Control Valve of Centralized Control Operation Adjustment
■ 舒 磊 官燕玲 ■ Shu Lei Guan Yanling
[摘 要] 本文依据供热管网水力特性理论，借助 MATLAB 软 件，实现对各换热站一级管网侧电动调节阀的统一控制， 从而解决运行中管网系统的水力、热力失调问题，保证一、 二级管网间各换热站的供热需求。 [关键词] 供热管网 电动调节阀 集中控制 运行调节 换热 站
qi 为 i 节点的节点流量， qi 的符号按照
流入节点为正好，流出节点为负号。 2. 回路压力平衡方程 根据能量守恒原理，在管网恒定流动过程 中，任意回路中沿回路方向，各个分支管段压降的 代数和为零。对于回路 i，其计算式为 ：
n
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一、 引言 城市供热管网系统是由多个串并联管段组成的 管路系统，是城市集中供热系统的重要组成部分。 为满足各热用户个性化供暖需求，实现系统的节能 降耗，分户计量控制供暖系统形式正在逐步推广。 由于采暖用户的自主调节，连接系统一、二级管网 的换热站应随着用户末端进行调节。首先是在二级 管网侧通过循环水泵的变频，来保证二级管网某处 的供、回水压差不变，目的是稳定因末端用户用热 的改变而对管网水力工况的影响，然后，改变一级 管网侧的供热参数来确保二级管网侧的供水温度、 及供回水温差的稳定。在这一过程中，一级管网侧 实际上是按照二级管网侧所需的供热量在进行被动 调节。然而，管网系统中各管路水力工况相互影响， 系统中任何一个调节装置的工作参数发生改变，必 然会引起各热用户（换热站）之间流量的重新分配。 当各换热站一级管网侧均因二级管网侧负荷的改变 而各自进行被动调节时，由于各换热站管路间水力 工况相互影响，就必然会导致系统水力、热力失调， 影响供热效果。因此，为了提高供热管网整体的运 行调节与控制水平，减小水力、热力失调，保证供 热稳定性，必须将换热站一级管网各自的被动调节 进行统一管理和控制。 本文提出一种在配合一、二级管网间动态调节 的同时，采用电动调节阀集中控制的方法，即在供 热管网水力特性理论的基础上， 利用 MATLAB 软件智 能平台，对供热管网的运行调节与控制进行模拟计 算，输出信号，利用一级管网侧电动调节阀对管网 各个换热站进行集中控制与调节。这种方法不仅从 管网系统整体平衡角度出发调节各换热站的流量以 实现各热用户（换热站二次网侧）的用热需求，而 且整体调节一步到位，迅速准确，大大提高了供热
式中 bij 为流动方向的符号函数；
bij 1 表示 i 节点为 j 分支的端点且 q j 流
出该节点； bij 1 表示 i 节点为 j 分支的端点且 q j 流向该节点；
bij 0 表示
,该算法避开了研究调
节阀内部复杂结构，而是根据调节阀的流量特性， 运用数学方法推导出相对开度、流量、压力之间的 关系式。 1. 调节阀流量计算基本公式 从流体力学的观点看，调节阀是一个局部阻力 可以变化的节流元件。对于不可压缩流体，其计算 公式为 :
管网系统整体运行效果。 二、 供热管网水力特性基本公式 1. 节点流量平衡方程 根据质量守恒原理，在管网恒定流动过程中， 与任一节点关联的所有分支的流量，其代数和等于 该点的节点流量，其计算式为 ：
N
时，由传感器将信号传递给变频泵，通过改变泵的 频率来实现泵转速的相应改变，从而达到调节与控 制目的。 四、电动调节阀流量的调节与自动控制 调节阀是供热管网系统中重要的调节装置，能 对管网系统中各管段的流量进行调节与控制。在实 际运行的供热管网系统中，调节阀的流量调节特性 （1） 受到调节阀自身结构因素、调节阀固有流量特性因 素和管路阻力特性因素等的影响 ，为了使管网具 有更好的流量调节及控制能力，能够确定调节阀在 任意相对开度下的流量计算关系式是很重要的。本 文采用一种工程近似算法
同向；
cij 1 表示 j 分支包括在 i 回路中并与回
路反向；
cij 0 表示 Pj 为
（4）
c
j 1
ij
(Pj H j ) PGi 0
（2）
c 式中 ij 为分支流动方向的符号函数；
cij 1 表示 j 分支包括在 i 回路中并与回路
___ 式中 Q 调节阀接管内流体流量，m³/h； ___ 2 F 调节阀接管截面积，cm ； ____ 调节阀阻力系数， 随调节阀的开度 而变；