主推进汽轮机组是舰船动力系统的核心部件,结构和热力过程复杂,工况变化频繁,随着近几年自动化程度和制造技术的发展,对机组设计和操作人员以及运行经济性的要求越来越高,只着眼于培训功能的仿真模型已不再能够满足当今的需求。针对这一现状,本文以舰船主推进汽轮机组为研究对象,基于SimuWorks仿真支撑平台,建立适用于操作训练及运行特性分析的仿真模型。全文开展了以下研究工作:(1)分析建模仿真技术发展现状及机组的结构特点与运行特性,根据模块化建模方法将汽轮机组分为汽轮机本体,推进轴系,凝汽系统,除氧设备,调节阀和管道流网几个部分,运用集总参数法建立模块相应的数学模型;(2)在SimuWorks仿真平台建立舰船主推进汽轮机组整体模型,经过多次特性参数调试,确定模型初始特性参数,将100%工况、75%工况、50%工况以及30%工况下的主蒸汽压力、流量、机组输出功率、推进轴转速、冷凝器真空度、凝水温度、循环水温度等状态参数与设计参数进行对比,验证模型的静态精度;(3)分别对舰船全速工况、倒车工况、降工况扰动、循环水流量扰动以及除氧阀门扰动进行动态仿真。监测机组主蒸汽压力、温度及流量、级组输出功率、推进轴转速、冷凝器压力、凝水温度、循环水温度以及除氧压力等重要参数的动态仿真结果,验证模型动态响应特性。为进一步验证模型可信度,运用AHP-云评估仿真模型置信度;(4)针对该舰船巡航经济性较差的问题分析机组运行方式特点,基于仿真模型建立机组热耗率计算模块。在给定工况的可行压力范围内,采用磷虾群算法寻找机组变工况运行时热耗率最低点所对应的压力,并通过试验验证该压力点热耗率低于厂家提供的设计压力点的热耗率,即该方法求得的最优初压能达到机组优化的目的。据此给出了优化后的滑压运行曲线。试验及评估结果表明该仿真模型具有良好的动静态仿真精度和可信度,不仅可以用于培训还可以用于机组运行特性分析,为机组的经济运行提供参考。