船用间断供汽系统非稳态过程仿真研究

摘要

增压锅炉作为船用间断供汽系统汽源，其正常稳定运行是整个系统安全的保障，当对外供汽时，供汽流量大、快速且供汽间歇，若由增压锅炉直接供汽，增压锅炉无法承受，并且具有比较严重的安全隐患。如何保证快速供汽、达到供汽的时间要求的同时，又能维持增压锅炉及整个系统自身的稳定可靠运行，是必须解决的问题，也是船用供汽过程的重点与难点，具有非常重要的意义。船用间断供汽系统通过在中间增加蒸汽蓄热器并辅以相应的蓄热器充放汽策略的方法来实现这一过程。
　　本文以船用间断供汽系统为研究对象，根据集总参数法建立了热力系统的数学模型，利用 GSE仿真平台建立供汽系统的动态仿真模型，并使用实验数据对仿真模型进行校核和修正。利用该仿真模型研究了船用间断供汽系统稳定性及快速性的影响因素，分别研究快开速率、快关速率、快开开度等阀门运行特性以及阀门类型、自动控制参数、汽源参数等因素对充放汽过程的影响，得出最小波动的准则，并对船用间断供汽系统非稳态过程进行仿真分析。
　　通过仿真实验可知：船用间断供汽系统采用增设蒸汽蓄热器的方法，并采用随动充汽策略，推进锅炉可以实现大流量、快速且间歇供汽过程；本文通过大量正交实验，给出了不同阀门类型及不同旁关速率时，系统最小波动及最短时间的初步准则，为实际应用提供参考准则；不同阀门类型组合均可实现最大波动不大于0.01MPa，且此时充汽时间不超过29s；不同阀门类型组合均可实现充汽时间不大于24.1s，且此时波动不大于0.3MPa；相同条件下，充汽阀为线性阀时充汽时间更短，且波动更小；旁通阀为等百分比阀时波动最小，充汽时间最长；旁通阀为线性阀时波动最大，充汽时间最短；本文的研究内容可以对相关行业内的供汽系统的控制策略的制定和提高经济性能起到较好的支撑作用。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 相关领域研究现状

1.3 课题研究目的与意义

1.4 课题研究内容

第2章 船用间断供汽系统数学模型建立

2.1 船用间断供汽系统功能及组成

2.2 增压锅炉装置的数学模型

2.3 蒸汽蓄热器数学模型

2.4 阀门数学模型

2.5 本章小结

第3章 基于GSE的船用间断供汽系统仿真程序编制

3.1 系统仿真概述

3.2 仿真算法及流程

3.3 仿真模型的建立

3.4 模型验证

3.5 本章小结

第4章 船用间断供汽系统稳定性及快速性影响

4.1 随动充汽策略及系统稳定性及快速性影响因素

4.2 阀门运行特性影响

4.3 阀门类型组合影响

4.4 自动控制参数影响

4.5 汽源参数影响

4.6 波动原因解析及最小波动准则

4.7 本章小结

第5章 船用间断供汽系统非稳态过程研究

5.1 单蓄热器单次充放汽

5.2 单蓄热器连续充放汽

5.3 双蓄热器交替充放汽

5.4 双蓄热器交叉充放汽

5.5 不同工作方式对比分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢