[發明專利]一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法及系統

在審

• 申請號: 202011012525.9
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112035991A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王大濱;胡堃
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F111/02;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：通過蒸汽管網的地理位置構建管網拓撲圖，在管網拓撲圖中根據管道和節點的連接方式將管網信息用矩陣的方式表示，即管網信息矩陣；

S2：通過水力計算得到流體在管道中的流動情況，判斷管網中每根管道流體介質的流動方向；

S3：通過將管網信息矩陣與流動方向相結合，形成新的管網關聯矩陣；

S4：通過管網關聯矩陣，利用實際流體流動方向找到氣源點到用戶點的所有路徑；

S5：根據每條路徑上管道的物理參數：管道長度、管道直徑和管道粗糙度，計算每條路徑的阻力系數，用于計算路徑上流體的壓降與流量。

2.根據權利要求1所述的一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法，其特征在于：所述S1中，在管網信息矩陣在構建時：

首先對每個節點和管段點進行編號；

將節點和管段點的編號形成二維矩陣，如果管段和節點有連接關系則用數字“1”表示，如果沒有連接關系，則用數字“0”表示。

3.根據權利要求1所述的一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法，其特征在于：所述S3中，將管網信息矩陣與實際流體流動方向相結合，形成新的管網關聯矩陣時：

根據蒸汽源點和用戶點儀表測得的數據進行水力計算，得到每個管段中流體的流動方向；管段信息矩陣中的數字根據其流進流出的關系標記為“1”和“-1”。

4.根據權利要求1所述的一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法，其特征在于：所述S4中，利用關聯矩陣尋找流動路徑時：

每一根管段僅能對應一個入口和一個出口，但一個節點可與多管段聯通；利用這一性質并結合“一縱一橫，異號相連”的原則，充分利用實際流體流動方向及在關聯矩陣中的表現形式，可快速而準確地在二維關聯矩陣中找到從蒸汽源出發到用戶點的全部路徑。

5.根據權利要求1所述的一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算方法，其特征在于：所述S5中，在利用每條路徑的阻力系數計算壓降與流量時：

通過流量與阻力系數相乘等于壓力降的物理公式，且氣源與用戶之間壓力差是一定的，由此可以列出每條路徑上的壓降方程并求出每條路徑的流量：

ΔP＝∑ζ_i1Q₁＝∑ζ_i2Q₂＝…＝∑ζ_i3Q_n

Q＝Q₁+Q₂+…+Q_n

計算出每條路徑上蒸汽輸送過程中的冷凝損失，再結合蒸汽的效益，對蒸汽輸送方案進行優化，從而使蒸汽整體使用效益最大化；

目標函數：Max{Benefit_蒸汽-Cost_冷凝}。

6.一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算系統，其特征在于：該系統包括：

采集模塊，用于采集流體管網中所有氣源和用戶節點的流體狀態的實時狀態數據，以及用于表示管段結構和流體管網物理性質及管段之間連接方式的物理參數數據；

數據處理模塊，用于到采集的數據進行數據處理，

輸出模塊，用于輸出數據處理結果；

所述采集模塊、數據處理模塊和輸出模塊依次連接。

7.根據權利要求6所述的一種基于管網輸送路徑的蒸汽優化計算系統，其特征在于：所述系統還包括：

顯示模塊，用于將所有氣源和用戶點之間的所有路徑可視化，并將各路徑上的所有流量信息實時顯示；

數據列表模塊；

其中，數據列表模塊包括：

實時數據列表，用于存儲實時狀態數據；

物理參數列表，用于存儲物理參數數據；

結果數據列表，用于存儲計算所得的所有結果，包括氣源點到用戶點的每一條路徑、路徑上的流量信息；

通過顯示模塊將所有氣源和用戶處的計量儀表測得的流量和壓力信息，氣源和用戶之間的所有路徑及每條路徑對應的流量進行圖像顯示。