基于实际运行参数的直埋供热管道保温厚度优化研究

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本文分别从经济角度和环境角度,基于实际运行参数(实际运行供水温度、实际运行回水温度)建立了优化直埋供热双管保温厚度的数学模型。通过具体案例分析了直埋供热双管的经济保温厚度和环境保温厚度的模型求解结果。具体内容包含以下4个方面:(1)给出了直埋供热双管的保温材料年费用和热损失年费用的计算方法,基于年总费用建立了直埋供热双管的经济保温厚度数学模型,并通过MATLAB求解数学模型。(2)引入了生态指标(Eco-indicator)方法,基于生态指标方法给出了直埋供热双管的保温材料年环境影响和热损失年环境影响的计算方法,基于年总环境影响建立了直埋供热双管的环境保温厚度数学模型,并通过MATLAB求解数学模型。(3)以北京市管径为DN50、DN100、DN200、DN400、DN600、DN800以及DN1000的直埋供热双管为案例,计算了直埋供热双管的保温材料年费用、热损失年费用、年总费用。探究了热源类型、保温材料类型、运行策略、管道埋深对年总费用的影响,并分析了不同热源类型、不同保温材料类型、不同运行策略、不同管道埋深以及不同管径的经济保温厚度和最小年总费用。结果表明,理想的热源类型、保温材料类型、运行策略分别是燃煤热电厂、硬质酚醛泡沫、质调节,而大的管道埋深节约年费用。通过敏感性分析发现,单位供热成本和保温材料价格是选择经济保温厚度时需要考虑的敏感因素。(4)以北京市管径为DN50、DN100、DN200、DN400、DN600、DN800以及DN1000的直埋供热双管为案例,计算了直埋供热双管的保温材料年环境影响、热损失年环境影响、年总环境影响。探究了热源类型、保温材料类型、运行策略、管道埋深对年总环境影响的影响,并分析了不同热源类型、不同保温材料类型、不同运行策略、不同管道埋深以及不同管径的环境保温厚度和最小年总环境影响。结果表明,理想的热源类型、保温材料类型、运行策略分别是燃煤热电厂、玻璃棉、质调节,而大的管道埋深对环境有益。通过敏感性分析发现,所分析的敏感性因素的变化都对环境保温厚度的影响较大。
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