热网仿真系统演示.课件.ppt

1、大型供热系统的智能仿真大型供热系统的智能仿真2003年年3月月目录一目录一n背景介绍背景介绍n功能简介功能简介n总体规划总体规划n特色与创新特色与创新目录二目录二n设计情况设计情况n难点和技术突破难点和技术突破n应用前景应用前景n后继开发后继开发背景介绍背景介绍n供热系统的基本结构供热系统的基本结构n供热系统微机监控与管理供热系统微机监控与管理n热力系统模型仿真分析图热力系统模型仿真分析图功能简介功能简介n典型房间的动静态特性仿真典型房间的动静态特性仿真 n典型楼房的静态特性仿真典型楼房的静态特性仿真n典型热力站的动静态特性仿真典型热力站的动静态特性仿真 n热力站自控系统仿真热力站自控系统仿真

2、功能简介功能简介n流体网络分析与优化设计流体网络分析与优化设计n流体网络扩供流体网络扩供n各种数据库的集中管理各种数据库的集中管理n工况流程组态显示工况流程组态显示总体规划总体规划仿真系统封面仿真系统封面主菜单主菜单系统数据维护系统数据维护节点仿真节点仿真热网仿真热网仿真系统管理系统管理仿真库名称维护仿真库名称维护仿真库数据维护仿真库数据维护房间仿真房间仿真楼仿真楼仿真热力站仿真热力站仿真优化设计优化设计全自控仿真全自控仿真无自控仿真无自控仿真部分自控仿真部分自控仿真热网扩供热网扩供系统简介系统简介系统帮助系统帮助系统推出系统推出主界面图主界面图数据维护数据维护单位名称维护单位名称维护节点仿真

3、节点仿真房间仿真界面房间仿真界面热力站仿真趋势图热力站仿真趋势图热网仿真热网仿真特色与创新特色与创新n供热子系统粗粒度建模与求解供热子系统粗粒度建模与求解n自控系统优化设计及参数整定自控系统优化设计及参数整定n热力站最佳运行方案的确定热力站最佳运行方案的确定n流体网络图形自动生成流体网络图形自动生成特色与创新特色与创新n水压图的计算机绘制与输出水压图的计算机绘制与输出n多种软件集成与协调多种软件集成与协调n安全经济的设备选型与网络扩展安全经济的设备选型与网络扩展n良好的人机交互与合理的人机分工良好的人机交互与合理的人机分工设计情况设计情况n多层次系统开发多层次系统开发n模块化的设计方法模块化的

4、设计方法n大量现场数据的开发与提取大量现场数据的开发与提取n多种工具软件的合理选择与使用多种工具软件的合理选择与使用多层次系统开发多层次系统开发最小系统最小系统原型系统原型系统进化系统进化系统信息反馈信息反馈信息反馈信息反馈信息反馈信息反馈难点和技术突破难点和技术突破n求解超越方程求解超越方程n数据库按采样时间插值数据库按采样时间插值n阀门和泵的选型阀门和泵的选型n组态与数据库的合理连接组态与数据库的合理连接难点和技术突破难点和技术突破n全网的流量分布计算全网的流量分布计算n全网的压力分布计算全网的压力分布计算n各管段管径各管段管径 选取选取n系统中最不利环路的确定系统中最不利环路的确定应用前

5、景应用前景n可以实现供热系统的优化运行可以实现供热系统的优化运行n可以校核设计的合理性可以校核设计的合理性n制定科学的热负荷发展计划制定科学的热负荷发展计划n指导供热系统的改造指导供热系统的改造n指导供热系统自动控制系统优化设计指导供热系统自动控制系统优化设计后继开发后继开发n进行供热系统动静态仿真进行供热系统动静态仿真n进行系统故障诊断进行系统故障诊断n多热源环网仿真多热源环网仿真 谢谢 谢谢 2003.3水压图显示水压图显示 返回热网图形自动生成热网图形自动生成返回返回供热系统的基本结构供热系统的基本结构 返回返回热力系统模型仿真分析图热力系统模型仿真分析图 P T T1h T1g G1i

6、 G T o i G1i T2Ri T1gi G1I G1i Z oT2gi Pi ( Pi ) Si H T oi G2i T 2g i T 2h i T oi 热 网 加 热 器热 流 体 网f ( T o )控 制 器 单 元f ( Z o )f ( G1 i)流 体 网 络热 力 站 换 热 器二 次 网楼房 间 返回返回房间动态离散模型与求解房间动态离散模型与求解(1)先对其物理模型作如下简化：1.标准房间与邻房不发生热交换；2.常物性；3.室内对流换热系数为常数，室外对流换热系数为风速的单值函数；4.冷风渗透、太阳辐射及其他因素作为房间内热源（冷源）考虑，且变化规律已知5.室内温度

7、分布均匀，室内空气的热惯性忽略；6.不考虑散热器的热惯性。下面将外墙分成m层，分别对每一层列热平衡方程如下：房间动态离散模型与求解（房间动态离散模型与求解（2）m 分层数；M 质量kg/m3；C 比热J/(kg；time 时间步长s；r 热阻m2 /w；w 墙外对流换热系数w/(m2)；n 墙内对流换热系数w/(m2)；twnew 室外温度；tnnew 室内温度；tnew(i) 第i层墙体温度；told(i) 第i层墙体的上一时间步长时的温度。rmtmtmmttmtmtmMCtimemiritititmititmMCtimemittrttmttmMCtimeinewnewnewnnewnold

8、newnewnewnewoldnewwnewnewwnewnewoldnew)1()()1()()()(2111)(2) 1() 1()1()()(111, 2) 1 ()1 () 2()1() 1 () 1 (21) 1(112 返回返回楼模型与算法楼模型与算法nQ1=q v (t n i - t w ) nQ2=A F (t i +t i+1)/2-tn i1+B nQ3=1.163 G (t i+1-t i) nQ1 房间的实际耗热量 (w)；Q2 散热器的实际耗热量(w)；Q3 供热系统的实际供热量(w)；q 房间供暖体积概算热指标(w/(m3)；G 供热系统的实际流量(t /h)；

9、t n i 第i层房间实际温度()；t w 室外实际温度()； t i 第i层散热器的出口实际温度()；ti+1 第i层散热器的入口实际温度()； 返回返回热力站建模与仿真基本假设： 板间流体的流动为一维稳态流动； 常物性； 厂家提供对流换热系数的可靠实验数据； 污垢系数可以在运行中实测出来； 各板间参数均匀一致。n在上述基本假设下可以提出如下基于实验数据得到的半经验数学模型。：热力站建模与仿真热力站建模与仿真2221112122222221111111122122)()()(SjSjjjjPPRttqRttqqqtCmLqzttCFLAqzttCF 返回返回热网模型与求解（传统方法）热网模型与求解（传统方法） 其中，A为关联矩阵；Bf 为基本回路矩阵；G为管段流量列向量；Q为节点净流出流量列向量；H为管段压降列向量。0HBQAGf热网建模与求解（新方法）热网建模与求解（新方法）n算法为：从每一个叶节点出发，分别逐次沿着其父节点的方向搜索，每搜索到一个管路就将该叶节点的流量加到这个管路上，直到寻到根节点。当所有叶节点均把其流量加到了与根节点相连的所有管路上之后。整个网络的流量分布就求出来了。 返回返回房间工艺流程图房间工艺流程图 返回返回仿真系统在管理系统中的位置仿真系统在管理系统中的位置 系统总控热网监控多媒体介绍地理系统数据处理仿真系统 返回返回