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小型供汽系统多方案对比与控制策略研究
| 论文题名： | 小型供汽系统多方案对比与控制策略研究 |
| 关键词： | 蒸汽蓄热器;控制策略;船舶供汽系统;对流换热;流体力学;仿真模型 |
| 摘要： | 受到船舶行驶条件的影响，船舶供汽系统需要频繁改变运行状态；同时，供汽系统结构复杂、系统众多，每个子系统内部存在非线性、强耦合等特点。因此对整个供汽系统的性能提出了更高的要求。目前国内外对船舶供汽系统的研究主要以整体性能仿真为主，少有供汽系统匹配探究，存在炉膛换热处对流换热被忽略，传热系数按经验选取等不足，影响了仿真系统的精度。因此建立机理层位仿真模型，编制船舶供汽系统仿真软件，进而研究控制策略，通过多方案对比，实现系统的可靠运行，有其必要性和紧迫性。 本文以某小型供汽系统为研究对象，基于传热学和流体力学基本理论，采用模块化建模方法，运用simulink仿真软件搭建了小型供汽系统的仿真模型。通过温度和压力作为状态参数，利用基本的传热学实验关系式计算烟气及汽水侧的传热系数；考虑炉膛换热处对流换热不能被忽略等关键问题，提高了仿真模型的精度。进而编制了小型供汽系统仿真软件，并利用实验数据修正了仿真结果，得到了系统动、静态品质。在此基础上，探讨了基于PID控制器的小型供汽系统充、放汽过程的控制策略问题，探究不同充、放汽过程中对于锅炉水位与压力稳定性的影响。 通过对仿真算法的改进，模型简化了系统的初值设定，提高了仿真程序的计算速度和响应。仿真系统的稳、动态计算结果与实验结果吻合较好，证明了所提出的方法能够满足系统动态性能的需要；根据船用增压锅炉炉膛换热的特点,提出适用于船舶锅炉仿真的炉膛换热的简化模型，通过考虑炉膛对流换热得到更精确的炉膛出口烟温；基于PID控制理论，通过不同的充、放汽策略的探讨，得出较好的小型供汽系统充、放汽匹配原则。研究成果对于供汽系统仿真及控制精度的提高有一定理论及现实意义。 |
| 作者： | 祝仲伦 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 陈明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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