小型供汽系統(tǒng)多方案對比與控制策略研究.pdf

1、受到船舶行駛條件的影響，船舶供汽系統(tǒng)需要頻繁改變運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，供汽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)眾多，每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部存在非線性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)。因此對整個(gè)供汽系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。目前國內(nèi)外對船舶供汽系統(tǒng)的研究主要以整體性能仿真為主，少有供汽系統(tǒng)匹配探究，存在爐膛換熱處對流換熱被忽略，傳熱系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)選取等不足，影響了仿真系統(tǒng)的精度。因此建立機(jī)理層位仿真模型，編制船舶供汽系統(tǒng)仿真軟件，進(jìn)而研究控制策略，通過多方案對比，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，有其必

2、要性和緊迫性。
　　本文以某小型供汽系統(tǒng)為研究對象，基于傳熱學(xué)和流體力學(xué)基本理論，采用模塊化建模方法，運(yùn)用simulink仿真軟件搭建了小型供汽系統(tǒng)的仿真模型。通過溫度和壓力作為狀態(tài)參數(shù)，利用基本的傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)系式計(jì)算煙氣及汽水側(cè)的傳熱系數(shù)；考慮爐膛換熱處對流換熱不能被忽略等關(guān)鍵問題，提高了仿真模型的精度。進(jìn)而編制了小型供汽系統(tǒng)仿真軟件，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正了仿真結(jié)果，得到了系統(tǒng)動、靜態(tài)品質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，探討了基于PID控制器的小型

3、供汽系統(tǒng)充、放汽過程的控制策略問題，探究不同充、放汽過程中對于鍋爐水位與壓力穩(wěn)定性的影響。
　　通過對仿真算法的改進(jìn)，模型簡化了系統(tǒng)的初值設(shè)定，提高了仿真程序的計(jì)算速度和響應(yīng)。仿真系統(tǒng)的穩(wěn)、動態(tài)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，證明了所提出的方法能夠滿足系統(tǒng)動態(tài)性能的需要；根據(jù)船用增壓鍋爐爐膛換熱的特點(diǎn),提出適用于船舶鍋爐仿真的爐膛換熱的簡化模型，通過考慮爐膛對流換熱得到更精確的爐膛出口煙溫；基于PID控制理論，通過不同的充、放汽策略的