基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统技术方案

本发明专利技术公开了基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，包括如下步骤：S1建立蒸汽热网的机理模型；S2设定疏水条件；S3根据热网运行的实时数据，使用步骤S1的模型计算各节点的蒸汽参数；S4根据疏水条件判定该管段是否需要疏水；S5判定需要疏水管段内的蒸汽流向，开启沿蒸汽流向方向上、距离需要疏水管段下游节点、最近的蒸汽直排管上的阀门进行疏水。本发明专利技术中根据蒸汽热网的机理模型判断网管内的蒸汽状态，并根据蒸汽的流向更加科学、合理的主动疏水，避免母管中堆积冷凝水，保证系统运行的稳定和安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统


[0001]本专利技术涉及供热疏水领域，具体涉及一种基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统。

技术介绍

[0002]蒸汽管道的母管在输送蒸汽的过程中会在管道内产生冷凝水，现有的蒸汽疏水系统都是通过安装在排水支管上的疏水阀被动排水，冷凝水灌满支管就会打开疏水阀进行排水，若母管中的冷凝水离排水支管有一段距离，而供热管道内的蒸汽局部流向是混乱的，会致使冷凝水不能顺利随蒸汽流动至排水支管，堆积在母管中。这就造成了在母管内的积水，母管内的积水较多会形成水塞，水塞被高速蒸汽推动前进，遇到转弯或是短面剧缩时，由于水的惯性大，撞击管壁、弯头、阀门等管附件就形成了水击现象，水击使管道振动，产生噪音，管内压力剧增，严重时可造成管道、阀门与设备的破坏。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案如下：
[0005]基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，包括
[0006]S1建立蒸汽热网的机理模型；
[0007]S2设定疏水条件；
[0008]S3根据热网运行的实时数据，使用步骤S1的模型计算各节点的蒸汽参数；
[0009]S4根据疏水条件判定相邻节点之间的管段是否需要疏水；
[0010]S5判定需要疏水管段内的蒸汽流向，开启沿蒸汽流向方向上、距离需要疏水管段下游节点、最近的蒸汽直排管上的阀门进行疏水。
[0011]进一步的：确定所述蒸汽流向的方法为：获取相邻节点处的压力，并比较相邻节点处的蒸汽压力；高压节点为该管段内流动蒸汽的上游，低压节点为该管段内流动蒸汽的下游，管段内蒸汽的流动方向为由高压节点流向低压节点。
[0012]进一步的：所述步骤S2中的疏水条件是在时间阈值内的蒸汽流速阈值或是水深阈值。
[0013]进一步的：水深阈值通过液位计探测；所述液位计安装在蒸汽管网母管上，所述液位计设置在弯头和或阀门前方。
[0014]进一步的：步骤S4中的蒸汽状态判断方式如下：通过步骤S1中的模型获取管路内的蒸汽压力值，并获取在该蒸汽压力值下的蒸汽饱和温度值，通过比较温度值与饱和温度值的大小关系，从而确定该位置蒸汽状态。
[0015]进一步的：所述蒸汽参数包括蒸汽的温度、蒸汽的压力、蒸汽的流量。
[0016]进一步的：所述热网运行的实时数据包括热源处的实测蒸汽参数和末端用户处的实测蒸汽参数。
[0017]进一步的：所述蒸汽直排管上的阀门为电动阀门。
[0018]进一步的：蒸汽热网的机理模型建包括水力平衡方程和热力平衡方程。
[0019]本专利技术的技术效果是：
[0020]本专利技术中根据蒸汽热网的机理模型判断网管内的蒸汽状态，并根据蒸汽的流向更加科学、合理的主动疏水，避免母管中堆积冷凝水，保证系统运行的稳定和安全。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]在附图中：
[0023]图1是本专利技术的总体流程结构示意图。
[0024]图2是本专利技术开启阀门的示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本专利技术，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的不当限定。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]如图1所示，基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，包括
[0029]首先，建立蒸汽热网的机理模型；
[0030]蒸汽热网的机理模型建包括水力平衡方程和热力平衡方程。具体如下：针对含有l个节点、m条管段、n个闭环回路的蒸汽管网：
[0031]由基尔霍夫第一定律建立节点处的流量守恒方程：
[0032]LR＝Q
ꢀꢀꢀ
(1)
[0033]L为节点管道关联矩阵；
[0034]R为各个管道内的流量向量，R＝[R1,R2,
…
,R
m
]T
；
[0035]Q为各节点净质量流量的向量，Q＝[Q1,Q2,
…
,Q
l
]，一般取流入该节点为正值，流出该节点为负值。
[0036]由基尔霍夫第二定律可知，在闭合回路中的压降和温降等于零：
[0037]BΔH＝0
ꢀꢀꢀ
(2)
[0038]BΔT＝0
ꢀꢀꢀ
(3)
[0039]B为闭合回路关联矩阵；
[0040]ΔH为闭合回路的管段压降矩阵，ΔH＝[ΔH1,ΔH2,...,ΔH
m
]T
；
[0041]ΔT为闭合回路的温度降矩阵ΔT＝[ΔT1,ΔT2,...,ΔT
m
]T
。
[0042]由流体力学相关方程可求得管线段的压力降：
[0043]ΔH＝ε|R|R+ΔZ
‑
P
ꢀꢀꢀ
(4)
[0044]P为闭合回路中管网水泵的压力降矩阵，不存在水泵时，取P＝0；
[0045]ε为管线段的阻力修正系数；
[0046]ΔZ为管线段地理标高最大值与最小值的差值。
[0047]管线段的温降与该管线段的焓降和散热量有关，焓降的计算式为：
[0048][0049]h
in
,h
out
为管段进、出口焓值；
[0050]V
in
,V
out
为管段进、出口流速；
[0051]Q
l
为管线段的热损失；
[0052]q为管线段的质量流量。
[0053]单位长度管线段的热损失Q1的计算式为：
[0054]Q
l
＝KπD
o
(T
m
‑
T
a
)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0055]上式中，管线段的外径D
o
与换热系数K计算式分别为式(7)和(8)：
[0056]D
o
＝D
m
2δ
p
+2δ
isu1
+2δ
isu2
ꢀꢀꢀ
(7)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，其特征在于：包括S1建立蒸汽热网的机理模型；S2设定疏水条件；S3根据热网运行的实时数据，使用步骤S1的模型计算各节点的蒸汽参数；S4根据疏水条件判定相邻节点之间的管段是否需要疏水；S5判定需要疏水管段内的蒸汽流向，开启沿蒸汽流向方向上、距离需要疏水管段下游节点、最近的蒸汽直排管上的阀门进行疏水。2.根据权利要求1所述的基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，其特征在于：步骤S5中的确定所述蒸汽流向的方法为：获取相邻节点处的压力，并比较相邻节点处的蒸汽压力；高压节点为该管段内流动蒸汽的上游，低压节点为该管段内流动蒸汽的下游，管段内蒸汽的流动方向为由高压节点流向低压节点。3.根据权利要求1所述的基于蒸汽管网模型的主动式疏水系统，其特征在于：所述步骤S2中的疏水条件是...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵琼，陈伦，刘成刚，谢金芳，王鹏飞，时伟，
申请(专利权)人：宁波市热力有限公司，
类型：发明
国别省市：