[发明专利]一种不同压力管网的流体混合方法、系统及其装置

说明书

本发明提供了一种不同压力管网的流体混合方法、系统及其装置，其中，所述方法包括：已知相对高压支管E1和相对低压支管E2在合并节点B处的指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need，以及两条支管各自的管道参数；通过迭代的方法来确定两条支管的流量和相对高压支管上的阀门阻力系数，以此同时达到满足用户侧的需求流体温度和流体混合后的需求流量的目的；克服了传统方法基于混合点压力反馈调节阀门阻力系数（开度），不能实现混合后温度的调节，并且存在波动大、延迟高的缺陷。尤其当用于蒸汽时，实现不同压力的蒸汽管网的合并，并可以调节混合后的蒸汽温度，有效减少输送过程的凝结水产生，具有低碳节能的经济效益。

技术领域

本发明涉及管道能源领域，尤其涉及一种不同压力管网的流体混合方法、系统及其装置。

背景技术

现有技术是基于混合点压力反馈调节阀门开度（阻力系数）的方法，不能实现混合点处温度的按需调节，且具有延迟高，不稳定，测量波动大的缺陷，同时会产生能量的浪费，进而带来经济损失；同时现有技术很少研究根据已知用户侧的流体需求量和流体需求温度的前提下，通过迭代计算以达到流体在管道中的混合，因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不同压力管网的流体混合方法、系统及其装置，旨在解决在现有技术中使用传感器反馈调节阀门改变混合点压强却无法按需调节混合点处温度，且延迟高，节能效果差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种不同压力管网的流体混合方法，其中，包括：

已知相对高压支管E1和相对低压支管E2在合并节点B处的指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need，以及两条支管各自的管道参数；

其中，管道参数包括管道长度、壁厚、管径；另外，若要考虑热量损失，还需要有保温材料参数、保温厚度；

假设E1管线上的阀门阻力系数K和流体流量Q1，假设E2管线上的流体流量Q2，其中，Q1与Q2的和等于Q_need；

已知流体在E1管线入口节点A1处的压强PA1和温度TA1，流体在E2管线入口节点A2处的压强PA2和温度TA2，其中，TA2≥TB_need≥TA1或TA1≥TB_need≥TA2；

结合已知参数，通过计算方程，不断调整K，Q1和Q2，迭代计算出同时满足指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need的K、Q1和Q2。

其中，计算同时满足指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need的阀门阻力系数K的方法，包括通过计算方程分别算得E1支管在末端节点B1处的压强PB1，E2支管在末端节点B2处的压强PB2，若PB1=PB2，输出此时的K，否则，则通过改变阀门阻力系数K至K_change，将K_change赋值给假设的阀门阻力系数K重新计算直到满足PB1=PB2。

进一步地，改变阀门阻力系数K的方法，包括，若PB1＞PB2，则减小阀门阻力系数K，将阀门阻力系数减小至K_change；若PB1＜PB2，则增大阀门阻力系数K，将阀门阻力系数增大至K_change。

其中，计算同时满足指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need的Q1、Q2方法，包括，根据在PB1=PB2时输出的K，结合计算方程得到两条支管分别在末端节点B1、B2的温度TB1、TB2，结合PB1与PB2，计算得到E1和E2在合并节点B处的实际混合温度TB，若TB=TB_need，输出此时的初始流量Q1、初始流量Q2和K，计算结束；否则，分别改变两条支管的流量至Q1_change和Q2_change，将Q1_change和Q2_change分别赋值给假设的Q1和Q2，重新计算直到得到同时满足指定流体混合温度TB_need和指定流体混合流量Q_need的K、Q1、Q2。