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【论文精选】2023年3期《煤气与热力》论文一览

时间：2023-03-16 来源：浏览：

【论文精选】2023年3期《煤气与热力》论文一览

原创煤气与热力煤气与热力杂志

煤气与热力杂志

微信号 GAS-HEAT1978

功能介绍《煤气与热力》始于1978年，创刊于1981年，中国核心期刊，中国土木工程学会燃气分会会刊。筛选燃气供热行业最有价值的技术信息，新闻分类整理、政策标准、热点讨论、投稿查询、论文检索、写作指导、编委风采、精品会议……

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《煤气与热力》2023年3期目次

推荐论文

基于仿真计算的城市管网爆管事件关阀策略

乔帆 ¹ ，杨光 ¹ ，李业强 ² ，袁蕴佳 ² ，王海 ¹

（ 1. 同济大学机械与能源工程学院，上海 201804 ； 2. 上海天然气管网有限公司，上海 201204 ）

摘要： 提出一种区别于广度优先搜索遍历算法的关阀策略。根据管道流体的流体力学性质，利用计算机管网仿真技术，采用基于网络元思想的水力计算方法，通过计算节点处的压力来判断需要关闭的阀门。将该方法与传统遍历算法进行对比发现，该方法计算效率提高了 38.8% 。提出的关阀策略在某市中压燃气管网的工程实践中得到有效应用。

关键词： 爆管事件；关阀策略；水力计算；仿真计算；阀门类型

参考文献示例：乔帆，杨光，李业强，等 . 基于仿真计算的城市管网爆管事件关阀策略［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：B11-B15 .

集中供热系统供暖建筑室温控制算法研究综述

薄盛 ¹ ，王海超 ¹ ，赵洁 ² ，黄杰 ³ ，张骐 ⁴ ，刘伟 ⁴ ，王贵强 ⁵ ，邢军 ⁶

（ 1. 大连理工大学土木工程学院，辽宁大连 116024 ； 2. 承德热力集团有限责任公司，河北承德 067400 ； 3. 黄骅市兰天热力投资有限公司，河北黄骅 061110 ； 4. 河北华热工程设计有限公司，河北石家庄 050051 ； 5. 沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳 110168 ； 6. 赛拓信息技术有限公司，辽宁大连 116033 ）

摘要： 将集中供热系统供暖建筑室温控制算法分为基于经典控制理论的室温控制算法、基于现代控制理论的室温控制算法进行综述，分析各种控制算法的研究进展、局限性及改进方向。基于经典控制理论的供暖建筑室温控制算法，虽然能在一定程度上改善集中供热室温控制效果，但仍然存在一些难以突破的局限性。基于现代控制理论的供暖建筑室温控制算法由经典控制理论发展而来，对供暖建筑室温控制效果和供热系统的节能性进行了极大的改进，是当前研究的热点。自适应控制和人工神经网络控制对模型的精度要求不高，适合非线性系统，理论研究证明二者能得到更优秀的控制效果，但需要在实际工程中进一步验证。

关键词： 集中供热系统；室温控制；控制算法

参考文献示例：薄盛，王海超，赵洁，等 . 集中供热系统供暖建筑室温控制算法研究综述［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：A09- A17 .

2021 年燃气供暖热水炉整机市场数据统计分析

张杨竣 ^1
、
2 ，唐戎 ^1
、
2 ，王启 ^1
、
2 ，张凯 ^1
、
2

（ 1. 国家燃气用具质量检验检测中心，天津 300384 ； 2. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司城市燃气热力研究院，天津 300384 ）

摘要： 统计分析 2021 年燃气供暖热水炉整机市场数据，探讨未来市场对热水炉领域的要求。随着煤改气工程进入收尾阶段， 2021 年热水炉年总销量与 2019 、 2020 年相比降幅均超过 20% ，整体水平与 2018 年相近。 2021 年，热水炉生产企业将重心转回非煤改气市场，非煤改气市场销量达到 215 × 10 ⁴ 台，与 2020 年相比增长 41.4% 。热水炉的进出口形势发生变化， 2019 — 2021 年，出口量逐年增加，进口量呈逐年减少趋势。冷凝式热水炉销量自 2018 年连续下降后， 2021 年出现增长。华东、西南和华中地区将成为热水炉重要销售区域。

关键词： 燃气供暖热水炉；销量；市场

参考文献示例：张杨竣，唐戎，王启，等 . 2021 年燃气供暖热水炉整机市场数据统计分析［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：B01-B03.

城市燃气管网掺氢输送关键技术探讨

乔佳，郭保玲，马旭卿，侯谨城，闫松

（北京市燃气集团研究院，北京 100011 ）

摘要： 分析城市燃气管网输送及用气环节的安全掺氢比例。探讨掺混环节、输送环节（管材相容性、 PE 管和钢管渗漏、泄漏扩散、对计量影响、对加臭影响）、运维环节的关键技术。分析国内外城市燃气管网掺氢标准现状。

关键词： 城市燃气管网；掺氢输送；掺氢比例；泄漏扩散；安全运维

参考文献示例：乔佳，郭保玲，马旭卿，等 . 城市燃气管网掺氢输送关键技术探讨［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：B19-B22 .

LNG 调峰储备站储罐选型和技术经济比较

林天承 ¹ ，吴洪松 ²

（ 1. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司第四设计研究院，天津 300074 ； 2. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司第十设计研究院，天津 300074 ）

摘要： 以 30 000 m ³ 双金属壁全容罐为例，阐述储罐结构。通过对比分析 30 000 m ³ LNG 单容罐、双金属壁全容罐、三金属壁全容罐技术参数、技术经济性，提出城市液化天然气调峰储备站储罐选型建议。

关键词： LNG 储罐类型；单容罐；双金属壁全容罐；三金属壁全容罐；选型

参考文献示例：林天承，吴洪松 . LNG 调峰储备站储罐选型和技术经济比较［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：B31-B34.

· 热网·供冷管网·热力站 ·

大管径直埋热水管道强度设计理论及研究进展

杨悦 ^1-3 ，刘啸奔 ^1-3 ，杨洪 ^1-3 ，张宏 ^1-3 ，孙健 ⁴ ，高明旭 ⁴

（ 1. 中国石油大学（北京）油气管道输送安全国家工程实验室，北京 102249 ； 2. 中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京 102249 ； 3. 中国石油大学（北京）城市油气输配技术北京市重点实验室，北京 102249 ； 4. 北京市煤气热力工程设计院有限公司，北京 100032 ）

摘要： 综述直埋热水管道强度设计理论及研究进展，总结分析直埋热水管道热屈曲、大管径直埋热水管道失效准则、时变温压荷载（时变性温度、压力荷载）作用下大管径直埋热水管道疲劳寿命等方面的研究成果与不足，对开展直埋热水管道强度设计理论研究的必要性和发展方向进行阐述与展望。

关键词： 大管径直埋热水管道；强度设计；屈曲；全寿命完整性评价

参考文献示例：杨悦，刘啸奔，杨洪，等 . 大管径直埋热水管道强度设计理论及研究进展［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：A01-A05，A24.

二级管网智慧供热改造与经济效益测算

丘宁 ¹ ，张康 ¹ ，任艳 ²

（ 1. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司第五设计研究院，天津 300381 ； 2. 中国市政工程华北设计研究总院有限公司第六设计研究院，天津 300381 ）

摘要： 以某住宅小区作为试点，探索二级管网智慧供热改造思路，分析改造效果。借鉴试点小区成功经验，对住宅小区所在供热区域内所有热力站进行二级管网智慧供热改造，测算项目投资回收期。对于试点小区，改造后，耗电量降低 15% ，耗热量降低 14.8% ，耗水量降低 85.1% 。对于供热区域智慧供热改造项目，投资回收期为 8.47 a ，低于行业基准投资回收期 15 a 的限值，该项目能按期回收投资。

关键词： 智慧供热；二级管网；改造；经济效益

参考文献示例：丘宁，张康，任艳 . 二级管网智慧供热改造与经济效益测算［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：A06-A08.

· 建筑供暖·空调·通风·热环境 ·

三角形微沟槽壁面湍流减阻的数值研究

李茂林 ¹ ，张浩 ^1
、
2 ，玄克勇 ³ ，张志 ¹ ，石若冉 ¹

（ 1. 山东建筑大学热能工程学院，山东济南 250101 ； 2. 山东省绿色建筑协同创新中心，山东济南 250101 ； 3. 山东林李建筑设计有限公司，山东济南 250014 ）

摘要： 针对三角形微沟槽壁面的流动减阻问题，应用 RNG k- ε湍流模型对近壁处湍流进行描述，研究不同来流速度与雷诺数对微沟槽减阻效果的影响，分析微沟槽壁面与光滑壁面的速度场、湍动能、壁面切应力的特征。结果表明：所设计微沟槽结构减阻率随来流速度及雷诺数增加先增大后减小，减阻率最大达到 10.23% 。减阻主要原因为：相对于光滑壁面，微沟槽壁面近壁处形成低流速带，起到缓冲层的作用；微沟槽特殊形状抑制了展向流的发展，且槽谷内部壁面切应力相对较小。

关键词： 微沟槽；湍流减阻；壁面切应力；数值模拟

参考文献示例：李茂林，张浩，玄克勇，等 . 三角形微沟槽壁面湍流减阻的数值研究［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：A18-A24.

电梯轿厢气溶胶颗粒弥散分布及通风方式研究

苗露，石硕

（山东建筑大学热能工程学院，山东济南 250101 ）

摘要： 采用数值模拟方法，以人体口腔作为气溶胶颗粒喷射源，分析在不同通风方式下电梯轿厢内气溶胶颗粒的弥散分布、通风方式净化能力。通风方式 1 ，轿厢顶部左右两侧各设置 6 个均匀分布的自然送风孔，底部左右两侧中间位置分别设置 2 个排风口。通风方式 2 ，送风口设置在轿厢顶部后侧中间位置，排风口设置在底部左侧中间位置。通风方式 3 ，送风口分别设置在轿厢顶部左右两侧中间位置，排风口分别设置在底部左右两侧中间位置。通风方式 4 ，两送风口沿轿厢顶部 3 等分线分布，排风口分别设置在底部左右侧中间位置。人体说话产生的气溶胶颗粒运动过程与电梯轿厢的通风方式密切相关。自然通风的送风量小，无法有效排出电梯轿厢内气溶胶颗粒。在自然通风条件下电梯轿厢内，未佩戴口罩交谈所引起的病毒气溶胶颗粒传播感染风险极大。与通风方式 2 相比，通风方式 3 下发生病毒接触式感染风险更高。通风方式 4 的病毒气溶胶颗粒传播感染风险与病毒接触式感染风险均小于其他通风方式，通风净化能力理想。

关键词： 电梯轿厢；飞沫；气溶胶颗粒；弥散；通风方式

参考文献示例：苗露，石硕 . 电梯轿厢气溶胶颗粒弥散分布及通风方式研究［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：A25-A31.

时滞效应对需求响应期间空调末端的影响

陈孝国 ¹ ，胡从川 ² ，刘广东 ² ，张野 ³ ，高岩 ⁴

（ 1. 北京建筑大学北京节能减排与城乡可持续发展省部共建国家协同创新中心，北京 100044 ； 2. 鲁能集团有限公司，山东济南 250000 ； 3. 清华大学，北京 100084 ； 4. 北京建筑大学供热供燃气通风空调工程北京市重点实验室，北京 100044 ）

摘要： 提出空调末端延时简化算法，计算最小、最大空调末端延时，以确定空调末端延时范围，为空调系统准确配合电网进行需求响应提供依据。结合算例，计算空调末端延时，分别采用传统模型、时滞模型对同一需求响应事件下的空调末端供冷量进行模拟。立管流速、支管流速一定时，建筑体形是空调末端延时的主要影响因素。时滞模型考虑空调末端延时的影响，空调末端供冷量变化比冷水机组停机和重启的时间有延迟，真实反映空调系统在参与需求响应时空调末端供冷量的变化。

关键词： 空调水系统；需求响应；时滞效应；简化算法

参考文献示例：陈孝国，胡从川，刘广东，等 . 时滞效应对需求响应期间空调末端的影响［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：A32-A36.

前圆后椭圆管管翅式换热器性能模拟

盖殿臣，郭峰，李强

（山东建筑大学热能工程学院，山东济南 250101 ）

摘要： 建立前圆后椭圆管管翅式换热器的三维模型，采用模拟方法，研究前圆后椭圆管管型、入口空气流速对管翅式换热器速度场、压力降、温度场、换热量、换热性能强化评价指标的影响。以半径为 4.5 mm 的圆管作为换热管标准管型，保持前圆后椭圆管的周长与圆管周长一致，调整半径比（椭圆长半径比圆半径），得到不同的前圆后椭圆管管型。换热性能强化评价指标大于 1 表示前圆后椭圆管综合性能好于圆管，越大于 1 说明管翅式换热器的综合性能越好。入口空气流速一定时，增大半径比有利于减小管翅式换热器压力降。在较大的入口空气流速下使用前圆后椭圆管能有效减小管翅式换热器的压力降。入口空气流速为 4.0 m/s 、半径比为 4.0 时，热工水力性能参数最大，管翅式换热器的综合性能最佳。

关键词： 前圆后椭圆管；管翅式换热器；压力降；综合性能

参考文献示例：盖殿臣，郭峰，李强 . 前圆后椭圆管管翅式换热器性能模拟［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：A37-A42.

· 燃气燃烧·燃具·用气设备 ·

基于 CFD 动态模拟的燃气比例阀流量特性研究

曹士华 ¹ ，刘凤国 ¹ ，崔杨 ¹ ，庞智勇 ² ，刘光钱 ²

（ 1. 天津城建大学能源与安全工程学院，天津 300384 ； 2. 广州市精鼎电器科技有限公司，广东广州 510000 ）

摘要： 采用 CFD 数值模拟方法，对燃气比例阀内部流动进行动态数值模拟研究。编写适用于刚性体阀芯移动的 UDF 动网格程序，分析了动态模拟过程下燃气比例阀的流动特征和流量特性。得出结论：验证了燃气比例阀的瞬开特性，揭示了阀芯位移与进出口压差的关系，为选取阀芯材质和质量提供依据。阀芯存在临界的提升高度 4.5 mm ，通过动态仿真计算获得了流量系数与阀芯位移关系的拟合曲线方程，为燃气比例阀调压控制结构设计提供重要数据。

关键词： 燃气比例阀；数值模拟；流动特征；流量特性；出口质量流量

参考文献示例：曹士华，刘凤国，崔杨，等 . 基于 CFD 动态模拟的燃气比例阀流量特性研究［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：B04-B10.

· 燃气输配与储运 ·

在定向钻主 - 套管夹层内敷设光缆可行性分析

钟震，万平，高艳

（深圳市燃气集团股份有限公司，广东深圳 518000 ）

摘要： 对外加保护套管的燃气管道定向钻施工，提出一种光缆敷设新方法：在主 - 套管夹层中敷设光缆。介绍常规定向钻同孔敷设光缆方案、在主 - 套管夹层中敷设光缆方案的施工工艺，从技术可行性、经济可行性、技术安全风险方面进行分析，指出在主 - 套管夹层中敷设光缆的技术要点。在主 - 套管夹层中敷设光缆方案造价很低，技术可行性高，施工简单，是一种性价比较高的敷设方式。

关键词： 燃气管道；保护套管；定向钻施工；套管夹层；光缆敷设

参考文献示例：钟震，万平，高艳 . 在定向钻主 - 套管夹层内敷设光缆可行性分析［J］. 煤气与热力， 2023，43（3）：B16-B18，B22.

综合管廊内燃气管道抗震计算分析

冯涛

（北京市煤气热力工程设计院有限公司，北京 100032 ）

摘要： 分析综合管廊内燃气管道抗震计算方法，采用 Caesar Ⅱ应力计算软件模拟分析地震偶然载荷对综合管廊内燃气管道应力、支架受力的影响。地震状态下的偶然载荷对综合管廊内燃气管道的一次应力有影响，但影响不大。地震状态下固定支架轴向最大受力与非地震状态相比增幅较大，滑动支架、导向支架、导向支架（无支撑）的最大受力与非地震状态相比有所增加。

关键词： 综合管廊；燃气管道；抗震计算； Caesar Ⅱ软件

参考文献示例：冯涛 . 综合管廊内燃气管道抗震计算分析［J］ . 煤气与热力， 2023，43（3）：B23 - B25.

综合管廊顶棚下方横向温度分布研究

吕正修 ¹ ，周磊 ² ，王旭 ²

（ 1. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074 ； 2. 重庆交通大学山区桥梁与隧道国家重点实验室，重庆 400074 ）

摘要： 通过 FDS 数值模拟研究不同火源功率、火源纵向位置对综合管廊横向温度分布的影响。研究表明：顶棚下方横向温度整体呈火源正上方温度高、两侧温度低的趋势，随着与火源中心距离增大，温度逐渐降低，趋于稳定。火源左侧温度高于右侧。当火源纵向位置一定时，火源功率越大，顶棚下方横向温度越高。相同火源功率下，火源距离管廊左封闭端越近，顶棚下方横向温度越高，这与综合管廊防火门等引起的烟气回流有关。综合考虑火源功率和火源纵向位置等因素，提出综合管廊顶棚下方横向温升预测模型，将模型计算值与数值模拟值进行对比，发现两者吻合度较好，相对误差在可接受范围内。

关键词： 综合管廊；火源功率；火源纵向位置；横向温度分布