[發(fā)明專利]一種復(fù)雜管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410363269.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104133958B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宏業(yè);張華云;侯衛(wèi)鋒;康聰慧;李達(dá);胡穎龍;吳玉成;李志強(qiáng);廖曉全;張路恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江中控軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬仿真計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)雜管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算方法及裝置。

背景技術(shù)

水、蒸汽、爐氣、煤氣、瓦斯與天然氣等能源介質(zhì)或者物質(zhì)原料流，被廣泛用于煉油、化工、鋼鐵、輕工、熱電、城市供水供氣等各個(gè)領(lǐng)域，而這些能源介質(zhì)或物質(zhì)原料流從產(chǎn)生源到各個(gè)用戶之間的輸送均通過(guò)復(fù)雜管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，這些復(fù)雜管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)參數(shù)復(fù)雜，氣源和用戶數(shù)量較多，監(jiān)控難度較大。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)工業(yè)管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算主要針對(duì)的是蒸汽或者水管網(wǎng)，并沒(méi)有針對(duì)爐氣、煤氣、瓦斯與天然氣等復(fù)雜混合流體的模擬仿真計(jì)算方法。并且現(xiàn)有的蒸汽或者水管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算方法，一般只選擇動(dòng)力學(xué)計(jì)算，而忽略流體流動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)工況和熱力學(xué)工況之間的相互影響，使得計(jì)算結(jié)果和流體在實(shí)際管網(wǎng)中的流動(dòng)存在巨大差異，計(jì)算結(jié)果往往難以滿足工程需要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種復(fù)雜管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有針對(duì)爐氣、煤氣、瓦斯與天然氣等復(fù)雜混合流體的模擬仿真計(jì)算，且已有的管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算結(jié)果和流體在實(shí)際管網(wǎng)中的流動(dòng)存在巨大差異，難以滿足工程需要的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)雜管網(wǎng)模擬仿真計(jì)算方法，所述方法包括：

根據(jù)管網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ蜕蓛?nèi)節(jié)點(diǎn)鄰接矩陣A_ji、內(nèi)節(jié)點(diǎn)通路矩陣E_ji、外節(jié)點(diǎn)通路矩陣B_mi以及管道鄰接矩陣D_ki；

初始化各個(gè)流股的初始?jí)毫_i⁰、初始流量F_i⁰、初始溫度T_i⁰以及初始組成向量

利用所述初始?jí)毫_i⁰、初始流量F_i⁰、初始溫度T_i⁰以及初始組成向量調(diào)用化工熱力學(xué)立方型狀態(tài)方程計(jì)算各個(gè)流股的物性參數(shù)，所述物性參數(shù)包括密度ρ；

獲得管道長(zhǎng)度l、管道直徑d、管道粗糙度λ以及其他管件當(dāng)量長(zhǎng)度l_e，計(jì)算各個(gè)管道的壓降系數(shù)

由所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)鄰接矩陣A_ji、所述管道鄰接矩陣D_ki、所述外節(jié)點(diǎn)通路矩陣B_mi以及所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)通路矩陣E_ji聯(lián)立物料守恒方程以及能量守恒方程，計(jì)算得到各個(gè)流股的流量F_i^k和壓力P_i^k；

按照管道序貫矩陣的順序計(jì)算得到各個(gè)流股的組成向量并根據(jù)熱量守恒方程依次計(jì)算得到各個(gè)流股的溫度T_i^k；

判斷各個(gè)流股的所述溫度T_i^k與所述初始溫度T_i⁰的溫度差絕對(duì)值之和是否滿足設(shè)定范圍，如果是，則保存各個(gè)流股的所述流量F_i^k、壓力P_i^k、溫度T_i^k以及組成向量如果否，則將各個(gè)流股的所述流量F_i^k、壓力P_i^k、溫度T_i^k以及組成向量分別作為各個(gè)流股的所述初始流量F_i⁰、初始?jí)毫_i⁰、初始溫度T_i⁰以及初始組成向量返回所述計(jì)算各個(gè)流股的物性參數(shù)步驟。

相應(yīng)的，所述根據(jù)管網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ蜕蓛?nèi)節(jié)點(diǎn)鄰接矩陣A_ji、內(nèi)節(jié)點(diǎn)通路矩陣E_ji、外節(jié)點(diǎn)通路矩陣B_mi以及管道鄰接矩陣D_ki，包括：

根據(jù)j個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)與i股流股之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系生成內(nèi)節(jié)點(diǎn)鄰接矩陣A_ji與內(nèi)節(jié)點(diǎn)通路矩陣E_ji，根據(jù)m個(gè)外節(jié)點(diǎn)與i股流股之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系生成外節(jié)點(diǎn)通路矩陣B_mi，根據(jù)k段管道與i股流股之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系生成管道鄰接矩陣D_ki。