船用增压锅炉涡轮增压机组动态仿真研究

摘要

涡轮增压机组是保证船用增压锅炉正常工作的关键设备之一，对增压锅炉有着十分重要的意义。本文以前苏联某型船用增压锅炉为研究对象，介绍该型增压锅炉的工作原理与结构特点；分析并绘制了增压锅炉烟气工作过程的焓熵图；研究增压锅炉涡轮增压机组在不同平衡点时的功率平衡关系。 采用模块化结构建立增压锅炉稳态模型。通过多元逐步回归法拟和压气机和涡轮机的特性曲线，基于压气机与涡轮机特性曲线分别建立压气机和涡轮机的仿真模块，利用Matlab/Simulink对增压锅炉的六个稳态工况进行仿真计算。计算结果表明：压气机与涡轮机的功率平衡点在，n=5500r/min，在平衡点右侧机组功率过剩，而在平衡点左侧会有功率不足。 建立增压锅炉动态仿真模型。采用小偏差线性法，利用Matlab/Simulink对增压锅炉50％和100％工况下小扰动过程进行动态仿真计算。结果表明：当改变燃油量的瞬间，增压锅炉内空气的供给存在滞后现象，这会使增压锅炉效率降低。该结果对船用增压锅炉的进一步研究有重要的参考作用。 通过对增压锅炉系统的仿真分析，可以掌握压气机出口和涡轮机进口参数的变化规律，对增压锅炉系统设计研究起到一定作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.2研究背景

1.2.1增压锅炉特点

1.2.2国内外发展现状

1.2.3仿真方法研究

1.3研究目的及意义

1.4研究的主要内容

第2章系统描述及其特点介绍

2.1烟气工作过程分析

2.1.1烟气工作过程

2.1.2烟气工作过程焓熵图

2.2涡轮增压机组部件特性

2.2.1压气机工作原理及特性参数

2.2.2锅炉工作原理及特性参数

2.2.3涡轮机工作原理及特性参数

2.4涡轮增压机组功率平衡

2.5本章小节

第3章稳态建模方法与结果分析

3.1热力系统模块化建模

3.1.1热力系统模块化建模原因

3.1.2热力系统模块化建模的基本思路

3.2数学模型

3.2.1模型简化

3.2.2数学模型

3.2.3系统仿真模块

3.2.4系统稳态仿真模块

3.3稳态仿真结果分析

3.4本章小节

第4章非稳态建模模型与结果分析

4.1非稳态模型特点

4.2建模思路与方法

4.2.1基本思路

4.2.2线性化模型法原理

4.3数学模型

4.4非稳态工况仿真及结果分析

4.5本章小节

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