阀门、弯头、三通、大小头等管件。为了降低散热损失，管道外围包有一定厚度的保温层。在 本申请中，将汽源端，或用户端，或不同管道之间的管道汇集点定义为节点，两个节点之间 连接的管道或所述节点与所述用户端之间连接的管道或所述节点与所述汽源端之间连接 的管道定义为管段，将进入或流出蒸汽管网的蒸汽定义为边界流股。
[0088] 在目前蒸汽管网运行过程中，企业一般仅对汽源和用户端的温度、压力、流量等信 息进行监控，缺少大量的中间节点运行参数信息。随装置的扩建、改造，操作工况的调整及 管网的老化，个别蒸汽管段由于不适应新的工况常出现能量损耗过大的情况，造成大量的 能量损失，甚至出现用户端的蒸汽温度、压力不能满足工艺要求而被迫排空等情况。因此本 申请提出一种蒸汽管网的优化方法，来降低蒸汽管网的能耗，提高蒸汽能源综合利用效率。
[0089] 实施例一
[0090] 请参见图1，其示出了本申请提供的蒸汽管网的优化方法的一种流程图，可以包括 以下步骤：
[0091] 步骤S11:获取蒸汽管网中各个节点的节点温度和节点压力。
[0092] 所述节点为汽源端或不同管道之间的管道汇集点或用户端。
[0093] 其中，在节点为汽源端或用户端时，节点的节点温度和节点压力可以直接读取。
[0094] 在节点为不同管道之间的管道汇集点时，节点的节点温度和节点压力则需要计 算。
[0095] 步骤S12: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。
[0096] 步骤S13: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。
[0097] 所述管段为两个节点之间连接的管道。
[0098] 步骤S14: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。
[0099] 步骤S15:计算所述瓶颈管段的功损失和热损失。
[0100] 步骤S16 :比较所述功损失和所述热损失的大小。
[0101] 若所述功损失不小于预设倍数的所述热损失，执行步骤S17 ;若所述热损失不小 于所述预设倍数的功损失，执行步骤S18 ;若所述功损失小于所述预设倍数的热损失或者 所述热损失小于所述预设倍数的功损失，则执行步骤S19。
[0102] 在本实施例中，预设倍数具体为2倍。在预设倍数具体为2倍时，若所述功损失不 小于2倍的所述热损失时，执行步骤S17 ;若所述热损失不小于2倍的功损失时，执行步骤S18 ;若所述功损失小于2倍的热损失且所述热损失小于2倍的功损失，则执行步骤S19。
[0103] 步骤S17 :确定所述瓶颈管段的管道结构不合理，并计算所述瓶颈管段的最优管 径，以按照所述最优管径对所述瓶颈管段进行改造。
[0104] 步骤S18 :确定所述瓶颈管段的保温效果差，并计算所述瓶颈管段保温层的最优 厚度，以按照所述最优厚度对所述瓶颈管段进行改造。
[0105] 步骤S19 :同时对所述瓶颈管段的管径和保温层进行优化。
[0106] 在本实施例中，同时对所述瓶颈管段的管径和保温层进行优化的具体过程为：首 先计算所述瓶颈管段的最优管径，然后计算瓶颈管段保温层的最优厚度，按照最优管径和 最优厚度对瓶颈管段进行改造。
[0107] 在本申请中，通过计算蒸汽管网中各个管段的有效能损失，并比较各个管段的有 效能损失，确定瓶颈管段（即有效能损失最大的管段），并通过比较瓶颈管段的功损失和热 损失，确定蒸汽管网中能耗过大的主要原因（即确定蒸汽管网中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），确定蒸汽管网中能耗过大的主 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，提高了蒸汽管网的输送效率，提高蒸汽能源综合利用效率，并降低了改造成 本。
[0108] 在本实施例中，计算蒸汽管网中各个节点的节点温度和节点压力的过程可以参见 图2,具体可以包括以下步骤：
[0109] 步骤S21 :读取所述蒸汽管网中支路j的入口流股的温度、压力和出口流股的温 度、压力。
[0110] 所述j={l，2,……，M}，所述Μ为所述蒸汽管网中的支路个数.
[0111] 在本实施例中，根据管网结构进行支路、管段划分及编号。如图3所示，将汽源1 至用户8管线编号为支路1，并将管段依次编号为Pipel~Pipe6,将节点1至用户1管线 编号为支路2,将节点2至用户4编号为支路3,将节点7至用户5编号为支路4……。
[0112] 支路j的入口流股的温度即汽源端的蒸汽的温度、支路j的入口流股的压力即汽 源端的蒸汽的压力或管道汇集点的蒸汽的压力。支路j的出口流股的温度即用户端的的蒸 汽的温度、支路j的出口流股的压力即用户端的蒸汽的压力。其中，汽源端和用户端的蒸汽 的温度和压力可以直接读取。
[0113] 步骤S22 :对所述支路j的保温层导热系数、管壁粗糙度及污垢热阻进行初始化。
[0114] 步骤S23 :读取所述支路j中管段i的入口流股的温度、压力和蒸汽的质量流量， 并对所述管段i的出口流股的温度、压力初始化，得到所述管段i的出口流股的初始温度和 初始压力。
[0115] 所述i={l，2,……，N}，所述N为所述支路j的管段个数。
[0116] 在本实施例中，在i=l时，管段i的入口流股的温度即支路j的入口流股的温度， 管段i的入口流股的压力即支路j的入口流股的压力，由于i= 1时支路j的入口流股的 温度为汽源端的蒸汽的温度且支路j的入口流股的压力为汽源端的蒸汽的压力，汽源端的 蒸汽的温度和压力可以直接读取，因此支路j中管段i的入口流股的温度、压力和蒸汽的质 量流量是已知的，保证能够顺利计算出各个管道汇集点的节点温度和节点压力。
[0117] 步骤S24:利用所述管段i的入口流股的温度、压力和所述出口流股的初始温度和 初始压力，计算所述管段i中蒸汽的定性温度和定性压力。
[0118]在本实施例中，利用公式T=CVig/lnOV%)计算管段i中蒸汽的定性温度，利 用公式P= (Pi-P^/lnTi/Pj计算管段i中蒸汽的定性压力。其中，为管段i中蒸汽的定 性温度，?\为管段i的入口流股的温度，T2为管段i的出口流股的初始温度。P为管段i中 蒸汽的定性压力，Pi为管段i的入口流股的压力，P2为管段i的出口流股的初始压力。
[0119] 步骤S25:利用所述管段i中蒸汽的定性温度和定性压力，计算所述管段i中蒸汽 的蒸汽物性。
[0120] 步骤S26 :利用所述管段i中蒸汽的定性温度、定性压力和蒸汽物性，计算所述管 段i的管道压降和散热损失。
[0121] 步骤S27 :将所述管段i的入口流股的压力减去所述管段i的管道压降，得到所述 管段i的出口流股的出口流股压力。
[0122] 步骤S28 :对所述管段i的入口流股的温度和所述管段i的散热损失进行计算，得 到所述管段i的出口流股的出口流股温度。
[0123]在本实施例中，所述管段i的入口流股的温度为所述管段i的始端节点的节点温 度，所述管段i的入口流股的压力为所述管段i的始端节点的节点压力，所述管段i的出口 流股温度为所述管段i的末端节点的节点温度，所述管段i的出口流股压力为所述管段i 的末端节点的节点压力。
[0124]始端节点即位于管段i的始端的节点，末端节点即位于管段i的末端的节点。
[0125] 步骤S29:比较所述管段i的出口流股的初始温度和出口流股温度的差值是否在 温度合理范围内，以及比较所述管段i的出口流股的初始压力和出口流股压力的差值是否 在压力合理范围内。
[0126]若所述管段i的出口流股的初始温度和出口流股温度的差值在温度合理范围内、 并且所述管段i的出口流股的初始压力和出口流股压力的差值在压力合理范围内，则执行 步骤S210,若所述管段i的出口流股的初始温度和出口流股温度的差值不在温度合理范围 内或所述管段i的出口流股的初始压力和出口流股压力的差值不在压力合理范围内，则执 行步骤S216。
[0127] 步骤S210:判断所述i是否小于N。
[0128]若是，则执行步骤S211，若否，则执行步骤S212。
[0129] 步骤S211:将i+Ι作为i，并返回执行步骤23。
[0130] 步骤S212 :比较所述管段i的出口流股温度与所述支路j的出口流股的温度及比 较所述管段i的出口流股压力与所述支路j的出口流股的压力。
[0131]若所述管段i的出口流股温度与所述支路j的出口流股的温度的差值在合理范围 内且所述管段i的出口流股压力与所述支路j的出口流股的压力的差值在合理范围内，则 执行步骤S213,若所述管段i的出口流股温度与所述支路j的出口流股的温度的差值不在 合理范围内或所述管段i的出口流股压力与所述支路j的出口流股的压力的差值不在合理 范围内，则返回执行步骤S22,直至所述管段i的出口流股温度和所述支路j的出口流股的 温度的差值在合理范围内、并且所述管段i的出口流股压力和所述支路j的出口流股的压 力的差值在合理范围内时，执行步骤S213。
[0132] 若所述管段i的出口流股温度与所述支路j的出口流股的温度的差值不在合理范 围内或所述管段i的出口流股压力与所述支路j的出口流股的压力的差值不在合理范围 内，则通过返回执行步骤S22来对管道进行改进，以使计算得到的管段i的出口流股温度和 直接读取到的支路j的出口流股的温度的差值在合理范围内、并且计算得到的管段i的出 口流股压力和直接读取到的支路j的出口流股的压力的差值在合理范围内。
[0133] 步骤S213:判断所述j是否小于M。
[0134] 若是，执行步骤S214,若否，执行步骤S215。
[0135] 步骤S214:输出所述支路j中各个节点的节点温度和节点压力，并将j+Ι作为j， 并返回执行步骤S21。
[0136] 步骤S215:输出所有节点的节点温度和节点压力。
[0137] 步骤S216:将所述出口流股温度作为所述管段i的出口流股的初始温度，将所述 出口流股压力作为所述管段i的出口流股的初始压力，并返回执行步骤S24,直至所述管段 i的出口流股的初始温度和所述出口流股温度的差值在温度合理范围内、并且所述管段i 的出口流股的初始压力和所述出口流股压力的差值在压力合理范围时，执行步骤S210。<