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船用供汽系统综合性能与运行模式仿真研究
| 论文题名： | 船用供汽系统综合性能与运行模式仿真研究 |
| 关键词： | 船用供汽系统;蓄热器;性能表征;运行模式 |
| 摘要： | 船用大扰动供汽系统中锅炉向蓄热器充汽过程间歇、瞬时流量大，属于典型的非稳态系统，安全、稳定、经济运行是关键。如何综合评估供汽系统性能，继而给出充汽时间、压力稳定性、经济性等指标的合理范围是船用供汽系统设计的难点。同时，船用供汽系统实际运行时，由于任务需求、使用工况、边界条件多变，如何确定安全有效的运行模式是另一难点。因此，开展船用供汽系统综合性能与运行模式仿真研究对供汽设计及实际运行具有重要的指导意义。 本文借助GSE仿真软件建立了船用供汽系统仿真模型，并利用实测数据对仿真模型进行校验。在此基础上，仿真计算得出阀门特性、控制规律、阀门类型、蓄热器初始条件对供汽系统性能的影响规律，实现满足充汽时间、压力稳定性、经济性的综合评估。同时，仿真研究三蓄热器交叉充放汽、三蓄热器无时间间隔交替充放汽、三蓄热器有时间间隔交替充放汽、用汽量不同时三蓄热器交替充放汽、旁通回收系统故障时三蓄热器交替充放汽，给出了船用供汽系统可行的运行模式。 分析仿真结果得出:单独满足充汽时间、压力稳定性、经济性以及同时满足3个指标时阀门特性、控制参数、阀门类型、蓄热器初始条件合理的范围。三蓄热器交叉与交替两种充放汽模式相比，三蓄热器交叉充放汽有充汽速度快、稳定性较好、经济性较好特点，6次充汽时间101.9秒、供汽母管压力波动0.062MPa、燃油消耗量194.15kg、同时具有较好的工质利用率。三蓄热器交替充放汽时，无时间间隔交替比有时间间隔交替充汽时间短、燃油消耗量小、旁通蒸汽量小，工质利用率大，但压力波动差异不大。用汽量不同时三蓄热器充放汽压力波动较大，供汽母管压力波动为0.101MPa，当三蓄热器状态不一致时充放汽，主要表现为充汽时间变长，燃油消耗量增大，6次充汽时间为131.1s，燃油消耗量为248.92kg。旁通回收系统故障时三蓄热器交替充放汽，无时间间隔交替充放汽时供汽母管压力波动0.575MPa、汽包压力波动0.306MPa，此时压力波动情况危及到供汽系统安全性。有时间间隔交替充放汽时供汽母管压力波动0.726MPa、汽包压力波动0.436MPa，此时压力波动情况易于引起供汽系统运行崩溃。通过降低锅炉负荷减小主蒸汽流量的方法能够减小充汽过程压力波动，本文的研究内容为供汽系统设计和安全运行提供一定的指导意义。 |
| 作者： | 张晓宇 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 李彦军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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