本發(fā)明屬于供熱管網(wǎng)監(jiān)測，具體涉及一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代城市供熱系統(tǒng)中，供熱管網(wǎng)承擔(dān)著將熱源生產(chǎn)的熱能高效輸送至各個用戶，如住宅、商業(yè)和工業(yè)用戶的重要任務(wù)。供熱管網(wǎng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行對確保供熱的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。然而，實(shí)際運(yùn)行中，由于供熱管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶端的分支管道設(shè)計(jì)存在顯著差異，導(dǎo)致供熱穩(wěn)定性和供熱效果難以量化評估，進(jìn)而影響用戶的采暖舒適度和能源利用效率，針對于如何提高供熱管網(wǎng)的“最后供熱一公里”的供熱區(qū)域穩(wěn)定性的問題，急需開發(fā)一套系統(tǒng)性的評估方法和調(diào)節(jié)機(jī)制，以提高供熱系統(tǒng)的智能化水平和服務(wù)質(zhì)量。

2、為此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有技術(shù)中供熱管網(wǎng)熱源在供熱主管道運(yùn)輸至用戶所在位置的供熱分支管道時，由于供熱管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶端的分支管道設(shè)計(jì)存在顯著差異，導(dǎo)致供熱穩(wěn)定性和供熱效果難以量化評估，進(jìn)而影響用戶的采暖舒適度和能源利用效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)、方法、電子設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中供熱管網(wǎng)熱源在供熱主管道運(yùn)輸至用戶所在位置的供熱分支管道時，由于供熱管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶端的分支管道設(shè)計(jì)存在顯著差異，導(dǎo)致供熱穩(wěn)定性和供熱效果難以量化評估，進(jìn)而影響用戶的采暖舒適度和能源利用效率的技術(shù)問題。

2、具體方案如下：

3、一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測方法，具體包括以下步驟：

4、步驟s1：獲取集中供熱管網(wǎng)中管道的基礎(chǔ)安裝信息，并計(jì)算分支管道的曲折度，根據(jù)曲折度對分支管道的曲折等級進(jìn)行評估，得到曲折等級對應(yīng)的水垢積累概率權(quán)重；

5、步驟s2：獲取管道的目標(biāo)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取管道的實(shí)時狀態(tài)數(shù)據(jù)及水垢沉降數(shù)據(jù)；

6、步驟s3：將步驟s2中獲取的數(shù)據(jù)代入管道彎頭處的水垢積累威脅值計(jì)算策略中，計(jì)算管道彎道處的水垢積累威脅值；

7、步驟s4：將水垢積累威脅值代入供熱管網(wǎng)的管道熱量損失系數(shù)計(jì)算策略中，計(jì)算供熱管網(wǎng)的管道熱量損失系數(shù)；

8、步驟s5：根據(jù)管道的基礎(chǔ)安裝信息和管道熱量損失系數(shù)，以及水垢積累概率權(quán)重，評估集中供熱管網(wǎng)的工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)，并預(yù)設(shè)供熱管網(wǎng)的不穩(wěn)定閾值，當(dāng)工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)大于不穩(wěn)定閾值時，將工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)進(jìn)行降序排列，同時針對性的輸出供熱管網(wǎng)的運(yùn)行建議。

9、所述步驟s1包括如下具體步驟：

10、s11：提取各個分支管道的管道結(jié)構(gòu)信息，具體包括：分支管道總長度數(shù)據(jù)sl、分支管道的管道彎頭總數(shù)量數(shù)據(jù)i、分支管道的管道彎頭角度數(shù)據(jù)θi、分支管道的管道彎頭半徑b及分支管道直徑數(shù)據(jù)dl；

11、s12：將管道結(jié)構(gòu)信息導(dǎo)入分支管道曲折度計(jì)算策略中，得到分支管道曲折度，所述分支管道曲折度的計(jì)算策略為：其中，e表示分支管道曲折度，θi表示第i個管道彎頭處的角度數(shù)據(jù)；θ′表示分支管道中與θi的差值最小的角度數(shù)據(jù)；

12、s13：提取分支管道曲折度，并根據(jù)分支管道曲折度對分支管道進(jìn)行曲折等級評估；當(dāng)e∈[e0,e1]時，評估分支管道屬于輕微曲折等級，其中，輕微曲折等級的水垢積累概率權(quán)重為g1；

13、當(dāng)e∈(e1,e2]時，評估分支管道屬于一般曲折等級，其中，一般曲折等級的水垢積累概率權(quán)重為g2；

14、當(dāng)e∈(e2,e3]時，評估分支管道屬于特別曲折等級，其中，特別曲折等級的水垢積

15、累概率權(quán)重為g3；

16、s14：提取各個分支管道的管道使用信息，具體包括：管道實(shí)際使用時長l、管道累積安裝時長h、管道的更換周期l。

17、所述步驟s3中，水垢積累威脅值計(jì)算策略具體如下：

18、

19、其中，wi為第i個管道彎頭處的水垢積累威脅值；sc為水垢威脅系數(shù)，sc＝1.88；

20、di(t)為第i個管道彎頭處在監(jiān)測時間點(diǎn)為t時的水垢層厚度；

21、qt,qmb分別為管道實(shí)際流量和管道出廠狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)流量；

22、v(t)表示在監(jiān)測時間點(diǎn)為t時，流體在管道彎頭處的流速降低因子；f為流體在管道

23、彎頭處的摩擦因子；

24、γ,δ分別為水垢厚度影響系數(shù)及流體流量影響系數(shù)。

25、所述步驟s4包括如下具體步驟：

26、s41：提取所述管道使用信息，并構(gòu)建管道老化函數(shù)，其中，管道老化函數(shù)j(l,h,l)為：l為管道實(shí)際使用時長，h為管道累積安裝時長，l為管道的更換周期，μ1,μ2均為老化因子占比系數(shù)；

27、s42：將水垢積累威脅值、管道老化函數(shù)代入供熱管網(wǎng)的管道熱量損失系數(shù)計(jì)算策略中，計(jì)算供熱管網(wǎng)的管道熱量損失系數(shù)，所述管道熱量損失系數(shù)計(jì)算策略具體如下：

28、

29、其中，qi為第i個管道彎頭處的管道熱量損失系數(shù)；

30、u為熱傳導(dǎo)系數(shù)；si為第i個管道彎頭處的液體流量截面積；

31、tinsid,toutside分別為管道彎頭內(nèi)表面的溫度數(shù)據(jù)和外表面的溫度數(shù)據(jù)；

32、ri為第i個管道彎頭處的水垢層熱阻系數(shù)；ri′為第i個管道彎頭處的管材熱阻系數(shù)；

33、r為管道直管的管材熱阻系數(shù)；

34、kθ為管道彎頭的彎道損失系數(shù)，k45＝0.8，k90＝1.5；

35、所述管道彎頭處的水垢層熱阻系數(shù)ri的計(jì)算策略如下：

36、

37、其中，c為水垢熱導(dǎo)率。

38、所述步驟s5包括如下具體步驟：

39、s51：提取管道的基礎(chǔ)安裝信息和管道熱量損失系數(shù)；

40、s52：根據(jù)s51和s1，評估集中供熱管網(wǎng)的工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)，所述工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)φ的評估策略具體為：

41、

42、其中，x和i均為下標(biāo)，x表示供熱區(qū)域中分支管道的總數(shù)量；

43、g(x)表示第x個分支管道所屬曲折等級對應(yīng)的水垢積累概率權(quán)重，g(x)∈(g1,g2,g3)；

44、s53：預(yù)設(shè)供熱管網(wǎng)的不穩(wěn)定閾值，當(dāng)工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)大于不穩(wěn)定閾值時，將工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)進(jìn)行降序排列，優(yōu)先針對工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)低的供熱區(qū)域的分支管道進(jìn)行供熱管網(wǎng)的流體流速或流體溫度優(yōu)化處理；

45、s54：繼續(xù)在下一監(jiān)測時段對優(yōu)化后的供熱區(qū)域進(jìn)行工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)的評估；當(dāng)下一監(jiān)測時段中，工作效率區(qū)域穩(wěn)定指數(shù)仍然大于不穩(wěn)定閾值時，在供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中引入水質(zhì)處理裝置，對水垢進(jìn)行軟化處理。

46、一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)信息獲取模塊、狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、水垢風(fēng)險計(jì)算模塊、管網(wǎng)損耗評估模塊及管網(wǎng)運(yùn)行建議可視化模塊；所述基礎(chǔ)信息獲取模塊、狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、管網(wǎng)損耗評估模塊均與水垢風(fēng)險計(jì)算模塊連接；所述管網(wǎng)損耗評估模塊還與管網(wǎng)運(yùn)行建議可視化模塊連接。

47、一種電子設(shè)備，包括處理器和存儲器，其中，存儲器中存儲有可供處理器調(diào)用的計(jì)算機(jī)程序；處理器通過調(diào)用存儲器中存儲的計(jì)算機(jī)程序，執(zhí)行上述的一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

48、一種電子設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，存儲有可擦寫的計(jì)算機(jī)程序；當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)設(shè)備上運(yùn)行時，使得計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述的一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

49、本發(fā)明的有益效果為：

50、本發(fā)明提供一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測方法，通過水垢威脅值的計(jì)算、熱量損失系數(shù)的計(jì)算和工作效率的評估，建立了標(biāo)準(zhǔn)化的評估方法和智能優(yōu)化機(jī)制，并能夠針對性的輸出供熱管網(wǎng)的運(yùn)行建議，提供一種集中供熱管網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)，通過管道數(shù)據(jù)和水垢數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對供熱管網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)測，可以精確調(diào)節(jié)供熱服務(wù)，并對不同用戶進(jìn)行個性化的優(yōu)化，提高服務(wù)穩(wěn)定性。