船用间断供汽系统非稳态过程仿真研究

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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。
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