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基于流体网络的涡轮增压机组匹配特性仿真研究
| 论文题名： | 基于流体网络的涡轮增压机组匹配特性仿真研究 |
| 关键词： | 涡轮增压机组;增压锅炉;流体网络;动态仿真 |
| 摘要： | 涡轮增压机组与汽轮鼓风机是向锅炉输送空气的两种重要的设备。由于船舶机舱空间有限，设备的尺寸、重量、效率就成为衡量一个设备品质的三种重要指标。而经过涡轮增压机组的空气，具有温度高、密度大的特点，因此大大强化了燃烧过程，同时提高了容积热负荷及热交换强度，在较小的空间内能够燃烧更多的燃料。经实践证明，通常情况下，加装增压机组的锅炉重量和容积将降低50％，全工况效率提高8％以上。由此可见，用增压机组替代汽轮鼓风机同时提高了经济性和机动性，大大提升了船舶的生命力。 汽轮鼓风机传动装置的功率是负荷的单调增函数，而涡轮增压机组功率与负荷却是复杂的非线性关系，所以涡轮增压机组与增压锅炉之间的匹配是重点也是难点，匹配的关键在于功率的平衡，机组功率过剩将导致装置的经济性降低，机组功率不足会导致整个装置无法达到满负荷运行。本文对烟风系统的热力循环进行分析，指出介质在系统各部分的工作状态及损失。在此基础上，对比分析了三种典型的功率平衡情况，比较了其各自的特点，为系统仿真建模打下基础。 本文基于GSE仿真系统提供的流网平台，采用自编模型与JTopmeret提供的模型相结合的建模方法，建立了增压机组与锅炉匹配的仿真模型，借助矩阵同时求解流网模型中所有节点压力和支路流量，使流网模型更真实的反映压力传播的同步双向性特点，提高整个仿真系统的动态精度及计算的稳定性。 仿真结果表明，本系统的模型具有高度的精确性，能够准确合理反应出机组升降负荷的动态特性。随后，分析了大气温度变化对压气机联合运行线以及机组功率平衡的影响；分析了进排气管路阻力特性变化对机组功率平衡的影响；分析了机组对连续大扰动过程的动态响应特性。 |
| 作者： | 房桐毅 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王银燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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