一种长距离供热多级泵运行方法及系统技术方案

本发明专利技术属于供热设备技术领域，具体涉及一种长距离供热多级泵运行方法及系统。包括以下步骤：S1、根据热负荷需求计算总热负荷需求Q；S2、计算管网供回水温差ΔT，S3、计算管网所需的目标流量m，S4、建立并运行管网数字孪生模型有阻力计算功能、频率设定功能、扬程计算功能和耗电计算功能；S5、分别设定各个泵站的频率，并分别计算各个泵站的扬程、管网总阻力、耗电以及总扬程、总耗电；S6、校验方案合理性；S7、评估方案经济性。现有技术欠缺针对不同泵组运行效率、泵组整体耗电性能、泵组用电方式的考虑，未能从多级泵组各级升压能力匹配上降低泵组的整体能耗，在经济性上存在一定局限性。在经济性上存在一定局限性。在经济性上存在一定局限性。

【技术实现步骤摘要】
一种长距离供热多级泵运行方法及系统


[0001]本专利技术属于供热设备
，具体涉及一种长距离供热多级泵运行方法及系统。

技术介绍

[0002]长距离供热是城市供热清洁化、集约化中极具竞争力的一种方式，能够在减少城市分散小锅炉热源的同时，有效利用城市内及城市周边大型热电联产机组的供热能力。目前，北方地区已建成投运多个长距离供热系统，包括太古长输供热、石家庄长输供热及呼伦贝尔高寒地区伊敏长输供热工程等。长距离供热为了实现较长距离的热水输送，一般包括多个升压泵组，考虑到地势高低、输送距离等因素，各个泵组在用电方式、扬程性能、效率性能方面存在一定的差异，通过综合考虑水泵的高效运行区间、耗电方式，能够有效提高长距离供热系统多级泵组运行经济性，提高效益。
[0003]目前，多级泵组的运行方式通常由热网调度运行人员制定，为了保证系统总体的压力流量运行稳定性，热网调度人员通常在大多运行流量工况下，均开启多个升压泵组，如此的运行方式能够保证各个泵组前后的压力趋于平衡，单个泵组的升压幅度小，减少运行调节过程中的操作量，同时减少水泵故障后产生的水击压力冲击性。
[0004]多级泵运行方式一般从安全性角度出发，开启多个泵组保持系统稳定，但是欠缺针对不同泵组运行效率、泵组整体耗电性能、泵组用电方式的考虑，未能从多级泵组各级升压能力匹配上降低泵组的整体能耗，在经济性上存在一定局限性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种长距离供热多级泵运行方法及系统，以解决现有技术中未能从多级泵组各级升压能力匹配上降低泵组的整体能耗的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种长距离供热多级泵运行方法，包括以下步骤：
[0008]S1、根据热负荷需求计算总热负荷需求；
[0009]S2、设定管网供水温度，并根据管网供水温度和管网回水温度计算管网供回水温差；
[0010]S3、根据总热负荷需求和管网供回水温差计算管网所需的目标流量；
[0011]S4、建立并运行管网数字孪生模型，管网数字孪生模型由理论计算模块和辨识修正模块构成，并具有阻力计算功能、频率设定功能、扬程计算功能和耗电计算功能；
[0012]S5、根据目标流量和管网数字孪生模型，分别设定各个泵站的频率，并分别计算各个泵站的扬程、管网总阻力、耗电以及总扬程、总耗电；
[0013]S6、校验方案合理性，即检查是否满足管网总阻力等于泵站总扬程的条件；
[0014]S7、评估方案经济性，即检查是否达到最小或最合理的耗电成本；
[0015]S8、制定多级泵经济调度方案，并输出给热网调度人员。
[0016]可选的，所述辨识修正模块通过实际运行数据对理论计算模块中的参数进行修正。
[0017]可选的，步骤S5中，各泵站间分段阻力的阻力
‑
流量计算公式为：
[0018]ΔP
n
＝a1Q2+a2Q+a3[0019]管网总阻力由管网各泵站间分段阻力得到：
[0020]ΔP
总
＝∑ΔP
n
[0021]其中n为各个泵站间分段编号；a1、a2、a3为辨识修正模块确定的参数；Q为总热负荷需求；ΔP
n
为各个泵站间分段阻力。
[0022]可选的，步骤S5中，扬程
‑
流量计算公式为：
[0023]ΔH
n
＝a1m2+a2m+a3[0024]泵站总扬程等于各个泵站的扬程之和：
[0025]ΔH
总
＝∑ΔH
n
[0026]其中n为各个泵站编号a1、a2、a3为辨识修正模块确定的参数；m为目标流量；ΔH
n
为各个泵站扬程。
[0027]可选的，步骤S5中，耗电公式为：
[0028]E
n
＝QgΔH/3.6η
[0029]泵站总耗电量E
总
为各个泵站的耗电之和：
[0030]E
总
＝∑E
n
[0031]其中n为各个泵站编号；Q为目标流量；g为重力加速度；ΔH为各个泵站扬程；η为水泵效率；E
n
为各个泵站耗电。
[0032]可选的，所述管网数字孪生模型还具有流量计算功能和温度计算功能。
[0033]可选的，所述管网供水温度T
g
为65℃至95℃之间的一个值，所述管网回水温度T
h
为40℃至60℃之间的一个值。
[0034]可选的，步骤S7中，所述评估方案经济性的步骤包括：
[0035]S71、根据各个泵站的耗电和电价计算各个泵站的运行成本；
[0036]S72、将各个泵站的运行成本相加得到总运行成本；
[0037]S73、比较不同方案下的总运行成本，并选择最小或最合理的方案。
[0038]可选的，步骤S8中，所述制定多级泵经济调度方案并输出给热网调度人员的步骤包括：
[0039]S81、将各个泵站的频率、扬程、耗电等信息以表格或图形形式显示在屏幕上；
[0040]S82、将多级泵经济调度方案以文本或语音形式发送给热网调度人员。
[0041]一种长距离供热多级泵经济运行系统，包括以下部分：
[0042]热负荷需求计算模块给出总热负荷需求；
[0043]管网供温设定模块，用于设定管网供水温度，管网供回温差计算模块根据管网供水温度和管网回水温度计算管网供回水温差；
[0044]目标流量计算模块，用于根据总热负荷需求和管网供回水温差计算管网所需目标流量；
[0045]管网数字孪生模型，所述管网数字孪生模型由理论计算模块和辨识修正模块构成，理论计算模块包括，管网总阻力计算模块、泵站频率设定模块、泵站扬程计算模块和泵
站耗电计算模块；
[0046]根据目标流量m和管网数字孪生模型，分别设定各个泵站的频率，并分别计算各个泵站的扬程、耗电以及管网总阻力、总扬程、总耗电；
[0047]方案合理性校验模块，用于校验方案合理性，检查是否满足管网总阻力等于泵站总扬程的条件；
[0048]方案经济性评估模块，用于评估方案经济性，检查是否达到最小或最合理的耗电成本；
[0049]多级泵经济调度方案制定模块，用于制定多级泵经济调度方案，并输出给热网调度人员。
[0050]本专利技术的有益效果如下：
[0051]本专利技术提供一种长距离供热多级泵运行方法及系统，针对含有多个升压泵站的长距离供热系统，从热负荷需求出发，通过合理计算各级泵组的出力，制定多级泵组的优化运行方案，结合实际系统，实现长距离供热系统的耗电成本降低，创造经济效益。
附图说明
[0052]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。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长距离供热多级泵运行方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、根据热负荷需求计算总热负荷需求；S2、设定管网供水温度，并根据管网供水温度和管网回水温度计算管网供回水温差；S3、根据总热负荷需求和管网供回水温差计算管网所需的目标流量；S4、建立并运行管网数字孪生模型(7)，所述管网数字孪生模型(7)由理论计算模块(5)和辨识修正模块(6)构成，并具有阻力计算功能、频率设定功能、扬程计算功能和耗电计算功能；S5、根据目标流量和管网数字孪生模型(7)，分别设定各个泵站的频率，并分别计算各个泵站的扬程、管网总阻力、耗电以及总扬程、总耗电，得到多级泵组运行的方案；S6、校验方案合理性，检查是否满足管网总阻力等于泵站总扬程的条件；S7、若满足管网总阻力等于泵站总扬程，评估方案经济性，检查是否达到最小或最合理的耗电成本；S8、若方案达到最小或最合理的耗电成本，制定多级泵经济调度方案，并输出给热网调度人员。2.根据权利要求1所述的一种长距离供热多级泵运行方法，其特征在于：所述辨识修正模块(6)通过实际运行数据对理论计算模块(5)中的参数进行修正。3.根据权利要求1所述的一种长距离供热多级泵运行方法，其特征在于：步骤S5中，各泵站间分段阻力的阻力
‑
流量计算公式为：ΔP
n
＝a1Q2+a2Q+a3管网总阻力由管网各泵站间分段阻力得到：ΔP
总
＝∑ΔP
n
其中n为各个泵站间分段编号；a1、a2、a3为辨识修正模块(6)确定的参数；Q为总热负荷需求；ΔP
n
为各个泵站间分段阻力。4.根据权利要求1所述的一种长距离供热多级泵运行方法，其特征在于：步骤S5中，扬程
‑
流量计算公式为：ΔH
n
＝a1m2+a2m+a3泵站总扬程等于各个泵站的扬程之和：ΔH
总
＝∑ΔH
n
其中n为各个泵站编号a1、a2、a3为辨识修正模块(6)确定的参数；m为目标流量；ΔH
n
为各个泵站扬程。5.根据权利要求1所述的一种长距离供热多级泵运行方法，其特征在于：步骤S5中，耗电公式为：E
n
＝QgΔH/3.6η泵站总耗电量E
总
为各个泵站的耗电之和：E<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜楠，蔡浩飞，朱勇，宋明岩，孙国辉，程仁静，王鑫，张宝立，姚国鹏，白烨，王子涵，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：