燃气信息模拟平台怎么用的_天然气模拟仿真软件

2024-07-26 17:08:51

1.天然气暖技术应用？

2.燃气输配课程教学改革与实践论文

3.求助：燃烧器燃烧模拟

4.燃气热腐蚀试验用哪个设备

燃气信息模拟平台怎么用的_天然气模拟仿真软件

1 前言

目前，人们对环境保护的意识越来越高，改变供暖的燃料品种，燃烧清洁燃料，是降低空气污染的有效措施。近几年来，我国城市燃气结构发生很大变化，陕北天然气已经进入京津，渤海天然气已经上岸，尤其西气东输工程的实施，更为燃气锅炉的应用起到了推动作用。

现在，一般燃气锅炉的设计效率均能达到90%左右，但在实际运行中，由于外界环境温度不断变化，需要的供热量也因而变化，如果不调整燃气量，往往会造成供热量不足或过量，造成能源浪费。在这样一种背景下，有必要对燃气锅炉的燃气供应进行实时调节，提高能源利用率。目前，世界各国都存在能源短缺的问题，我国能源问题更为突出，因此，如何使锅炉高效、安全运行是锅炉控制系统的重点。

2 燃气量控制原理

当需要的热量发生变化时，我们通过改变进入燃烧系统的燃气量来改变进入整个系统的能量。图1是燃气量控制系统图。

图1 燃气控制原理图

其中的关键部件包括稳压阀、比例调节阀和变频器，它们的作用分别是：稳压阀的作用是使燃气进入比例调节阀之前保证压力温定，使其不受燃气供应管道压力变化的影响；比例调节阀集燃气和空气的压力信号，当空气压力变化时，比例调节阀中的膜片位置将发生变化，从而带动阀门关小或开大，直到达到一定的比例，它的作用是保持空气量和燃气量的比例不受两者压力变化的影响，从而调整空气燃气比，即过剩空气系数，使锅炉一直运行在最适燃烧区；变频器是调节燃气量的主要设备，由它带动风机，进入锅炉系统的空气量与风机的转速成正比，而风机的转速与变频器的输出频率成正比，因此只要改变变频器的输出频率就可以改变进入锅炉系统的空气量，从而使进入锅炉系统的能量发生变化。

3 燃气锅炉控制系统

3.1 燃气锅炉控制系统硬件部分

燃气锅炉控制系统由可编程控制器（PLC）、输入单元、输出单元和人机界面组成，组成框图如图2所示。

图2 现场工作站系统图

PLC负责接收现场数据集单元传来的数据，控制现场的阀门、变频器、风机和水泵等执行机构。PLC是整个控制系统的核心部件，用西门子S7-200系列可编程逻辑控制器，CPU226，带PC/PPI电缆，它的运算能力以及通讯能力比其它PLC优越，可方便地进行数据处理和通讯。

输入单元，负责集现场的压力、温度等各项数据以及各种开关量。现场数据集系统由温度传感器、压力传感器、煤气报警器、火焰监视器、水位传感器等组成。其中，模拟量输入/输出模块用西门子的EM235模块，模拟量输入模块集各种传感器送来的4~20mA信号，模拟量输出模块输出0~10V信号，控制变频器频率。压力传感器、煤气报警器、火焰监视器以及水位传感器是开关量。

执行单元由风机、水泵、变频器和电磁阀等组成。

人机界面用西门子的TD200，使用十分方便，只要把它通过连接电缆，连接到S7-200上即可。它的用途有：显示信息；设定和修改参数；提供8个自定义功能键；提供密码保护等。

3.2 燃气锅炉控制系统程序设计

PLC程序用梯形图语言编制，这个程序按照模块化设计，包括初始化、点火、数据集、数据处理、故障报警与故障处理、停机等程序模块，它们各自的功能是：

初始化模块用来设置初始状态参数。

点火模块用来执行锅炉点火这个特殊动作。

数据集模块集各个温度参数，以便作出判断。

故障报警与处理模块是比较重要的一部分，它判断系统是否正常工作，并在出现故障时发出声光报警信号并在人机界面TD200上显示。

数据处理程序模块是最主要的部分。它根据集到的室外温度、回水温度、炉水温度和出水温度，依据一定的控制算法，控制变频器频率。在其控制算法上，我们选择模糊控制算法。

4 模糊控制算法

4.1 模糊控制算法原理

模糊控制是基于模糊条件语句描述的语言控制规则，根据模糊推理和模糊判决，查询模糊控制表，解模糊，得到精确的控制量。模糊控制器设计为双输入单输出二维模糊控制器。输入量分别是温度的偏差e及偏差变化率ec,输出是变频器频率变化信号u。根据控制系统得输入输出特性，制定控制查询表，如表1：

表1 控制查询表

其简单过程为：对集来的数据进行计算，求出e和ec，分别利用量化因子Ke和Kec量化为模糊量E和EC，由模糊判决得到模糊控制变化量U，经比例因子Ku反量化后输出精确输出变化量u。

4.2 多级模糊控制

由于偏差e、偏差变化率ec的论域E和EC只有9级，覆盖域有限，控制显得很粗糙，升温速度较慢，需长时间才能进入稳态，且稳态误差大，虽然增加论域中的元素可提高控制精度，但使计算复杂，且控制效果没有明显增强。为了进一步提高控制质量，减少稳态误差，用了多级模糊控制器，即参数因子自修正的模糊控制。多级模糊控制器是将e和ec的变动范围分为嵌套的多个层次，各层具有不同论域。当系统轨迹进入某一层时，控制器就用所在层的范围作为新的论域，并修改偏差e、偏差变化率ec和控制变化量u的量化因子Ke、Kec和比例因子Ku。简要控制过程参见图3。

图3 模糊算法简要流程图

当偏差e的论域由大到小变化时，相应增大量化因子，减小比例因子，使其在接近控制目标值时，不断细分，从而提高控制精度。

5 结论

在实际应用中，供暖用热水锅炉用变频和模糊控制技术的主要优点有：提高能源利用率，保证系统能够高效运行；出水温度稳定，提高舒适度；升温速度快。实践证明该系统运行稳定，安全，可靠，节能。

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天然气暖技术应用？

1、“复位”键是跳闸后合闸恢复供电用的，当热水器有漏电的情况发生时漏保会跳闸断电，当故障排除后需要供电时，需要按一下复位键，开关才能合闸恢复供电；

2、“试验”键是测试开关工作是否正常用的，当新安装漏电开关后为了试验漏电开关在有漏电发生时能否跳闸切断电路，可以按“试验”键，模拟一个漏电信号，测试开关性能，测试后可按复位键恢复。

燃气输配课程教学改革与实践论文

天然气暖技术应用是非常重要的，根绝实际情况制定每个细节的实际应用，达到预期效果的作用，都是非常关键的。中达咨询就天然气暖技术应用和大家说明一下。

一、燃气红外线辐射暖技术特点分析

燃气红外线辐射暖技术是一种低强度远红外辐射暖技术，以其均匀舒适的供暖性能、高效节能的运转方式、保护环境和安装方便的优良特性在大空间建筑暖方面备受青睐。

1、基本原理。燃气红外线辐射暖系统由一个或多个独立的真空系统组成。每个真空系统包括一台真空泵、控制系统、一定数量的发生器和热交换器。系统的热交换器由100mm直径的钢管连接而成的管路及覆盖在其上方的高效铝合金反射板构成。该系统用天然气、液化石油气或煤气等气体作热源，经发生器燃烧后，加热发生器中的空气，借助于离心风机或真空泵的作用，将加热后空气及燃烧后的产物输送到辐射管内，加热辐射管至一定温度，辐射管产生远红外线，向外传递热量。该系统是根据太阳加热地球表面的原理设计制造的，太阳向地球供给能量的电磁波谱分析结论显示：波长10―8微米（μ）以下的为宇宙射线，波长在5×108μ以上的为声能电波，热能辐射波的波长范围主要在2―10μ之间。该系统能模拟太阳产生出只对被辐射物加热而对传导介质（空气）不加热的那一段热能辐射波（波长2―12μ）。所以该系统的直接供暖对象不是暖空间中的空气，而是取暖目的物：空间内的工作人员、设备工具等。这些取暖目的物按照其自身的物理化学结构特点吸收并储存接收的热能，然后通过其接触空气的表面向暖空间内的空气传递热量，从而较好地解决了一直困绕暖通技术界的各种军事、民用库房等高大空间暖的难题。

2、技术特性。（1）高效节能。该暖系统产生的远红外线直接加热地面、设备、人体，被加热体吸热后变为储能装置再次向空间放热，这就使被加热体温度高于周围空气温度，同时使室内空气下层温度与上层温度接近。而用对流原理的供暖系统是直接加热空气，由于热气上浮形成室内空气上层温度明显高于下层温度，造成大量的热量通过天花板及外墙散失，增加了能源消耗，两者相比，用燃气红外线辐射暖技术可节约能源达30%以上。（2）安全舒适。用无名火暖，系统带有多项互检安全措施，可以100%的保证安全。远红外线大部分被地表吸收，人体足部温度高于身体温度，且远红外供暖无空气流动，不会形成灰尘及悬浮粒子在空气中飘扬，使供暖区间洁净无灰尘，非常舒适。（3）运行经济。可实现定时、定向、定区域供热，自动控制，消除热媒远程输送及开机预热造成的能源浪费。（4）操作简便。可以设定温度或时间进行自控，也可由工作人员手控，只须轻触控制开关即可实现开机关机。

二、工程实例　

1、工程概况。某机库长52米，宽42米，屋脊高15.3米，屋檐高8米，建筑面积2184m2，建筑物体积25450m3。机库两侧有耳房12间，层高3.6米，建筑面积600m2。机库内热风系统已锈蚀殆尽，耳房也无暖设备。场区现有暖热水锅炉设备为其它建筑供暖，负荷余量仅够耳房使用。现定检机库及耳房要整修使用，需要重新设计安装新的暖系统。经计算，定检机库热负荷为263Kw,耳房热负荷为42Kw。

2、设计参数。冬季室外设计温度：－6℃；机库室内设计温度：16℃；耳房室内设计温度：18℃。

3、方案选择。机库面积大，高度高，为典型的大体量厂房建筑，原有的热风暖系统的热媒是由锅炉房产生蒸汽，暖效果既不理想又浪费能源。针对机库使用具有间歇性，使用时要求升温迅速，而且只需保障工作区温度的特点，综合考虑工程的安全性、经济性及运行效果，机库供暖设计用了燃气红外线辐射暖技术：在机库吊顶下悬挂安装柔强辐射暖系统，在机库外耳房内设液化石油气配气站。

4、系统设计。机库内8米高处有钢网吊顶，考虑到飞机检修高度，将辐射暖器用吊架悬挂安装于吊顶下7.5米高处，符合燃气红外线辐射器安装高度不应低于3米的规定。燃气红外线辐射器用于全面暖时，建筑维护结构的耗热量可不计算高度附加，并在此基础上乘以0.8―0.9的修正系数，此处取0.8，根据使用手册，系统安装高度超过6米时，每增高0.3米，系统的设计热负荷需增加1%，所以高度修正系数为1.05，计算得机库实际暖热负荷为220Kw，选用六套辐射暖器，每套功率35Kw，暖通风与空气调节设计规范规定燃气红外线辐射暖系统的尾气应排至室外，排风口应设在人员不经常通行的地方，距地面高度不低于2.0米且伸出墙面不少于0.5米，所以燃烧废气就近由接管穿墙排至室外即符合要求。该系统安装使用后，机库内温度分布得到明显改善。

三、结束语

1、燃气红外线辐射暖技术成功解决了大空间内温度分布不合理的问题，较对流暖方式节约能源30%以上。

2、燃气红外线辐射暖技术广泛适用于民用及库、各类大型制造装配车间、超市、体育馆及花卉、蔬菜等农业温室、温棚。

3、燃气红外线辐射暖系统现在全部设备完全进口，造价较高，在一定程度上限制了推广应用，据悉，设备国产化进程正在加紧进行当中，预计不久的将来，大部分设备国产化之后，价格将会大幅度降低，将会具有广泛的应用前景。

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燃气输配课程教学改革与实践论文

　 摘要：

　燃气输配是建筑环境与能源应用工程专业的核心课程，结合西南石油大学土建学院情况，针对燃气输配课程教学的局限性，对教学内容、教学方法及手段改革与实践进行了探讨。

　 关键词：

　燃气输配；教学改革；虚拟仿真

　我校建筑环境与能源应用工程专业2001年开设，下设“城市燃气工程”和“供热通风与空调工程”两个方向。其中，“城市燃气工程”方向是本专业的特色与优势。燃气输配是建筑环境与能源应用工程专业的主干专业课程，设置的目的是培养学生的工程设计和管理能力。通过课堂教学等环节，使学生系统掌握燃气输配系统的构成和基本理论、城市燃气管网水力计算与工况分析，了解各种常用设备的工作原理及设备选择依据，培养学生能够进行城市燃气管网规划设计、燃气输配系统的设计，以及燃气输配工程施工、管理的能力。研究和探讨燃气输配课程教学改革，进一步提高教学质量、提升毕业生的专业技术素养已成为必然选择。

　 一、目前教学中存在的问题

　（一）教材建设不足

　目前燃气输配教材存在一定问题，如内容落后，新技术、新理论偏少，与工程实践联系不紧密，某些章节部分内容不够全面和深入，某些设计规范中的重要条文未做介绍；计算例题不够多；某些章节计算方法不详细，计算公式偏少等。管网优化、模拟理论及技术是现在管网规划设计、运行管理的重要手段，教材基本未做介绍。用气量预测、储气量模拟计算、管网流量分配计算、管网水力计算、水力工况分析计算等内容侧重基本原理，与实际工程差别较大；计算例题与工程实际脱节，难以达到工程训练的要求。行业法律法规、设计规范等介绍甚少，部分章节未引用最新版本的相关规范。教材是学生学习重要的工具，系统性强、结构严谨、体系完整、内容全面、理论联系实际的教材对教学的促进作用是不言而喻的，而内容不全，知识陈旧，不能反映新理论新技术的教材会影响教学效果。

　（二）教学方法单一

　现在燃气输配一般用讲授法作为主要的教学手段，教师满堂灌，往往讲得热火朝天，学生侧耳听，通常听得昏昏欲睡。教师抱怨学生听课不认真，学生反映教师讲课不生动。教与学都达不到应有的效果。

　（三）教学手段落后

　多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影像的特点，是课堂上常用的教学手段，但是通常情况教师仅使用其中的幻灯片功能，把教材搬到屏幕上，最多加一些动画来体现教师的讲课思路，或者补充一些，把多媒体设备当作播放器。落后的教学手段很难提起学生的兴趣，使得学生在课堂上始终保持思维的活跃性，自然影响教学效果。

　 二、教学内容改革

　（一）明确学习目的与要求

　以强化学生工程设计能力和培养管理能力为目的，确定燃气输配课程的.学习目的与要求为：了解燃气管网运行的基本规律；了解管材及附属设备；能够进行用气量、储气量、管道流量等计算；理解水力计算原理、方法；能够进行枝状管网、环状管网的计算；理解“事故工况”的概念，了解管网运行的水力工况变化规律；掌握调压、计量、储存的基础知识；能够进行相关的设计，包括管网及站场。

　（二）优化课程体系

　根据学习目的与要求，优化教学内容和课程体系，舍弃与学习要求联系疏松的章节，按照学习目的与要求对授课内容重新编排和整理，打破章节限制，将内容分类讲授。去掉了长距离输送系统、管网的技术经济计算、CNG供应、LNG供应、LPG供应等章节。燃气用户与燃气需用量、管段小时计算流量、储气量、枝状管网流量分配、环状管网、室内管网流量计算等关于流量的内容集中讲解，以便于对析，加深理解。将枝状管网、环状管网水力计算原理一起讲解，将这两种管网的水力计算方法及步骤一起讲解，有利于学生对比理解这两种管网的水力特征，并掌握其水力计算过程与步骤。将高压储罐、高压管道、长输管道末端等高压储气设施的储气原理及储气容积计算方法集中讲解，并引申出来教材未提及的高压钢瓶、高压储气井，指明其工作原理一样，计算思路相同，起到触类旁通的作用，也避免重复讲解，节约了课时。通过对课程体系和教学内容的优化，教材内容变得调理清楚，简洁明了，既易于掌握，又易于复习。

　（三）适当补充教材内容

　补充了燃气输配工程建设项目概况，用气量预测计算方法，周调峰储气容积计算，环网流量分配计算方法，变工况管网水力工况分析实例，场站设计实例、管网规划实例、管网完整性管理概况等内容，并按照行业现行法律法规、设计规范补充修改了教材相关内容。

　 三、教学方法和手段改革

　（一）综合应用多种教学方法

　改变“讲听式”的教学模式，运用启发式教学法、研讨问题教学法、直观演示教学法、自主学习法、案例教学法等多种教学方法，与讲授法紧密结合，融为一体，充分发挥学生的主体作用，培养学生研究和创新能力。

　（二）积极应用对比式教学

　燃气输配课程很多内容可以用对比式的教学方法。如室外和室内管道小时计算流量方法对比、枝状管网和环状管网水力特征对比、枝状管网和环状管网水力计算原理对比、枝状管网和环状管网水力计算方法及步骤对比、枝状管网和环状管网变工况分析对比、高压储罐与低压储罐工作原理对比等。对比式教学可以让学生清楚地看到各对比内容之间的差别，加深对内容的理解。

　（三）充分利用虚拟仿真技术

　了解管网运行规律,变工况下能够判断水力参数的变化趋势是燃气输配课程的教学目标之一，传统教学方式难以简洁直观地全面展示城市管网的运行规律和工况变化过程及相关设备、站场工作原理、工艺流程等，借助虚拟段可有效解决这一问题。燃气管道仿真是对管道系统的特性进行描述的一种手段，它是通过计算机程序来完成的。它可自动地将系统的压力、流量与管线各截面的流动特性联系起来，在设计阶段用做方案比较和优化设计。进行燃气管道稳定流动的模拟时一般在几秒或几十分钟内就可知道整个管网及各分气点的压力、流量、温度等参数，非常适合在设计中用来确定方案、进行水力计算、分析变工况参数等。目前常用的管网仿真模拟软件有英国ESI公司的PIPELINESTUDIOTGNET、美国STONER公司的SPS、由中国市政工程华北设计研究总院与北京赛远科技发展有限公司共同开发的燃气管网分析软件G-NET等。TGNET和SPS动态模拟功能强，G-NET静态模拟功能强，课堂教学中选择G-NET做主要模拟软件。利用机房安装的G-NET网络版，教师完成管网的流量分配、水力计算、工况变化等计算过程，学生可直观看到计算结果，并进行分析讨论。可完成的变工况包括气源点数量位置改变、气源点供气压力改变、一个或多个点管径变化、一个或多个调压站故障等。教师备课时，要选择一个合适的工程项目，预先完成水力计算前的准备工作，如管网方案、用气量预测、储气量计算、确定储配站位置、确定环流量等，并提前绘制计算草图。上机时输入环流量、管径等参数，即可得到相应的水力计算参数。为了保证上机时能很快计算出结果，该工程项目不能太大，管网也不能太特殊。相比传统教学方法，引入虚拟段后，学生对管网流量、管径、压力等各水力参数的变化有了更深的认识，更容易理解管网的基本运行规律。通过上机及工程实例分析，将传统教学方法只能完成的定性分析变为了定量分析，提高了课堂教学效果。

　（四）布置课外小组专题学习

　任务驱动法是教师给学生布置探究性的学习任务，学生查阅资料，对知识体系进行整理，再选出代表进行讲解，最后由教师进行总结。教师布置任务要具体，其他学生要极积提问，以达到共同学习的目的。基于任务驱动法基本理论，布置了布置课外小组专题学习。将全班学生每7~8人分成一个学习小组，在课堂学习的不同阶段，根据课堂内容布置多个课外学习专题任务。学习任务以小组为单位，小组全体学生协同合作，共同完成任务。成果有大作业、调研报告、方案比选报告、上机计算等多种方式，其中方案比选、水力计算分析等难度较大、工作量较大的任务还需要经过汇报才能获得成绩。成绩按小组评定，小组每个学生的成绩都一样，课外学习专题任务成绩作为平时成绩的一部分，计入总成绩。任务驱动教学法可以让学生在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力，培养学生独立探索及合作精神。

　 四、结束语

　燃气输配课程经过上述教学内容、教学方法及手段等方面的改革后，提高了教学质量，增强了学生的工程设计及管理能力，更加符合高等学校建筑工程与设备工程学科专业指导委员会的培养本专业需要的复合型工程技术应用人才的要求。

　 参考文献

　[1]刘新文，黄辉，等《.燃气输配》课程教学改革与反思[J].宁波工程学院学报，2014（12）.

　[2]王许涛.建筑环境与设备专业“燃气输配”课程教学研究[J].中国电力教育，2014（3）.

　[3]吴晓南，王怡佳，等.虚拟仿真在城市燃气教学中的应用与实践[J].石油教育，2013（5）.

　[4]谭洪艳，王婷婷，等《.燃气输配》课程的教学改革[J].黑龙江科技信息.

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燃气热腐蚀试验用哪个设备

燃气燃烧器的金属火焰探针是什么材料～～～钨碳钢。

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