[发明专利]一种蒸汽管网的优化方法及装置

说明书

本申请提供了一种蒸汽管网的优化方法及装置，蒸汽管网的优化方法包括：计算蒸汽管网中各个节点的节点温度和节点压力；计算各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值；利用各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值，计算蒸汽管网中各个管段的有效能损失；对各个管段的有效能损失进行比较，确定有效能损失最大的管段为瓶颈管段；计算瓶颈管段的功损失和热损失，并比较功损失和热损失的大小来确定蒸汽管网能耗过大的主要原因(即确定蒸汽管网能耗过大的原因为管道结构不合理或保温效果差或管道结构不合理且保温效果差)，确定能耗过大的主要原因后，计算最优管径或最优厚度来对瓶颈管段进行优化改造，从而降低蒸汽输送过程中的能量损耗，提高蒸汽能源综合利用效率。

技术领域

本申请涉及工业在役管网的分析及改造技术领域，特别涉及一种蒸汽管网的优化方法及装置。

背景技术

蒸汽是钢铁、石化、化工等工业中最重要的携能介质，其在管网输送过程存在着大量的能量损失现象。特别是，当管网结构不合理、保温效果差、疏水阀损坏、管道损伤时，输送过程中的质量、动能和热能损耗都会急剧增加，不仅会造成大量的能量损失，而且严重影响用汽设备的运行效率。因此，如何降低蒸汽管网的能耗损失是企业节能的重点方向。

大量工程案例表明，蒸汽管网的能耗增加往往是由于个别管段的不合理，产生了瓶颈造成的。例如：装置的改扩建使得蒸汽管网某些管线的流速增大，偏离原来的运行状态，造成较大的压力损失；保温层局部脱落、损坏、老化等使管线局部的散热损失增大；用汽负荷的降低，造成局部管段蒸汽滞留，产生较大的温降。个别管段长期处于苛刻工况不仅造成大量的能量损失，甚至还会出现腐蚀、水击、冲蚀等失效，影响管道寿命及工艺安全。然而，由于管网结构复杂，缺乏有效的分析手段，工程操作及管理人员无法及时、准确地获知当前蒸汽管网的运行状态，难以找到影响管网输送效率的瓶颈管段，无法判断管网能耗过大的主要原因，不能及时对蒸汽管网进行合理的结构优化，从而不能降低蒸汽管网的能耗，导致蒸汽能源综合利用效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种蒸汽管网的优化方法及装置，以达到降低蒸汽输送过程中的能量损耗，提高蒸汽能源综合利用效率低的目的，技术方案如下：

一种蒸汽管网的优化方法，包括：

获取蒸汽管网中各个节点的节点温度和节点压力，所述节点包括汽源端、不同管道之间的管道汇集点和用户端；

利用各个节点的节点温度和节点压力，计算各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值,所述利用各个节点的节点温度和节点压力，计算各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值的过程，包括：利用公式分别计算各个节点的蒸汽焓值，所述H为蒸汽焓值，所述T_node为节点的温度，所述P_node为节点的压力；利用公式

S＝1.6620197lnT_node+6.1061778×10^-4T_node-0.46215823lnP_node-4.7901371×10^-4(P_node)^1.0041815-3.7513967-1.70779750×10⁸(P_node)/(T_node)^3.5550681-1.2295331×10²⁵(P_node)²/(T_node)^10.035739，分别计算各个节点的蒸汽熵值，所述S为蒸汽熵值；

利用各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值，计算所述蒸汽管网中各个管段的有效能损失，所述管段为两个节点之间连接的管道，所述利用各个节点的蒸汽焓值和蒸汽熵值，计算所述蒸汽管网中各个管段的有效能损失的过程，包括：