【摘要】：船用大擾動(dòng)供汽系統(tǒng)中鍋爐向蓄熱器充汽過(guò)程間歇、瞬時(shí)流量大,屬于典型的非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng),安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是關(guān)鍵。如何綜合評(píng)估供汽系統(tǒng)性能,繼而給出充汽時(shí)間、壓力穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)的合理范圍是船用供汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。同時(shí),船用供汽系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí),由于任務(wù)需求、使用工況、邊界條件多變,如何確定安全有效的運(yùn)行模式是另一難點(diǎn)。因此,開(kāi)展船用供汽系統(tǒng)綜合性能與運(yùn)行模式仿真研究對(duì)供汽設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。本文借助GSE仿真軟件建立了船用供汽系統(tǒng)仿真模型,并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型進(jìn)行校驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,仿真計(jì)算得出閥門特性、控制規(guī)律、閥門類型、蓄熱器初始條件對(duì)供汽系統(tǒng)性能的影響規(guī)律,實(shí)現(xiàn)滿足充汽時(shí)間、壓力穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性的綜合評(píng)估。同時(shí),仿真研究三蓄熱器交叉充放汽、三蓄熱器無(wú)時(shí)間間隔交替充放汽、三蓄熱器有時(shí)間間隔交替充放汽、用汽量不同時(shí)三蓄熱器交替充放汽、旁通回收系統(tǒng)故障時(shí)三蓄熱器交替充放汽,給出了船用供汽系統(tǒng)可行的運(yùn)行模式。分析仿真結(jié)果得出:單獨(dú)滿足充汽時(shí)間、壓力穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性以及同時(shí)滿足3個(gè)指標(biāo)時(shí)閥門特性、控制參數(shù)、閥門類型、蓄熱器初始條件合理的范圍。三蓄熱器交叉與交替兩種充放汽模式相比,三蓄熱器交叉充放汽有充汽速度快、穩(wěn)定性較好、經(jīng)濟(jì)性較好特點(diǎn),6次充汽時(shí)間101.9秒、供汽母管壓力波動(dòng)0.062MPa、燃油消耗量194.15kg、同時(shí)具有較好的工質(zhì)利用率。三蓄熱器交替充放汽時(shí),無(wú)時(shí)間間隔交替比有時(shí)間間隔交替充汽時(shí)間短、燃油消耗量小、旁通蒸汽量小,工質(zhì)利用率大,但壓力波動(dòng)差異不大。用汽量不同時(shí)三蓄熱器充放汽壓力波動(dòng)較大,供汽母管壓力波動(dòng)為0.101MPa,當(dāng)三蓄熱器狀態(tài)不一致時(shí)充放汽,主要表現(xiàn)為充汽時(shí)間變長(zhǎng),燃油消耗量增大,6次充汽時(shí)間為131.1s,燃油消耗量為248.92kg。旁通回收系統(tǒng)故障時(shí)三蓄熱器交替充放汽,無(wú)時(shí)間間隔交替充放汽時(shí)供汽母管壓力波動(dòng)0.575MPa、汽包壓力波動(dòng)0.306MPa,此時(shí)壓力波動(dòng)情況危及到供汽系統(tǒng)安全性。有時(shí)間間隔交替充放汽時(shí)供汽母管壓力波動(dòng)0.726MPa、汽包壓力波動(dòng)0.436MPa,此時(shí)壓力波動(dòng)情況易于引起供汽系統(tǒng)運(yùn)行崩潰。通過(guò)降低鍋爐負(fù)荷減小主蒸汽流量的方法能夠減小充汽過(guò)程壓力波動(dòng),本文的研究?jī)?nèi)容為供汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行提供一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U664.1
【圖文】：

用供汽系統(tǒng)組成及工作原理用供汽系統(tǒng)龐大復(fù)雜的結(jié)構(gòu)主要組成如圖 2.1 所示。主要由增壓鍋爐、渦充汽閥、旁通閥、蒸汽蓄熱器、旁通回收減溫減壓裝置、動(dòng)力輔助系統(tǒng)及管道等組成。工作過(guò)程描述為：首先整個(gè)供汽系統(tǒng)各設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，增壓下平穩(wěn)運(yùn)行并連續(xù)不斷產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，由于此時(shí)蒸汽蓄熱器不需要進(jìn)行而增壓鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽供給到供汽母管后全部經(jīng)旁通減溫減壓裝置回器部分，并進(jìn)而流經(jīng)除氧器來(lái)完成整個(gè)工質(zhì)循環(huán)過(guò)程。當(dāng)蒸汽蓄熱器需要程時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)給予充放汽命令，則充汽閥門逐漸開(kāi)啟，旁通閥門逐漸門與旁通閥門由控制系統(tǒng)指令其協(xié)調(diào)匹配運(yùn)行進(jìn)而來(lái)維持供汽母管壓力穩(wěn)中增壓鍋爐通過(guò)控制系統(tǒng)維持鍋爐負(fù)荷不變。當(dāng)蒸汽蓄熱器壓力充到預(yù)開(kāi)始關(guān)閉充汽閥，同時(shí)開(kāi)啟旁通閥，并協(xié)調(diào)控制充汽閥門與旁通閥門動(dòng)作母管壓力穩(wěn)定。蒸汽蓄熱器充汽過(guò)程結(jié)束后，增壓鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽由

哈爾濱工程大溫減壓裝置回收進(jìn)入冷凝器，并流入除氧器充汽壓力要求的蒸汽蓄熱器進(jìn)行放汽過(guò)程時(shí)進(jìn)行放汽過(guò)程，放汽過(guò)程中若蒸汽蓄熱器壓汽閥關(guān)閉指令，則充放汽過(guò)程結(jié)束，船用供2.1.1 增壓鍋爐裝置增壓鍋爐與普通常壓鍋爐相比具有其特在 0.2MPa 至 0.4MPa，這是由于其進(jìn)風(fēng)來(lái)自增強(qiáng)鍋爐內(nèi)的燃料燃燒效果，提高鍋爐工作構(gòu)圖，如圖 2.3 所示為增壓鍋爐工作過(guò)程圖

圖 2.4 渦輪增壓機(jī)組工作過(guò)程圖汽蓄熱器用供汽系統(tǒng)的用戶特點(diǎn)是：瞬時(shí)用汽量極大、間斷用汽，基于以上特點(diǎn)汽系統(tǒng)中應(yīng)用蒸汽蓄熱器，蒸汽蓄熱器是實(shí)現(xiàn)汽源產(chǎn)汽供給用戶由常規(guī)供汽能力轉(zhuǎn)換的重要裝置。緩解由于汽源與用汽設(shè)備之間由于不協(xié)調(diào)造，為供汽系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提供保障。蒸汽蓄熱器內(nèi)部由蒸汽噴頭及循充汽調(diào)節(jié)閥、旁通調(diào)節(jié)閥、充汽截止閥、旁通截止閥、放汽閥、進(jìn)水閥、孔板流量計(jì)、水位計(jì)、壓力傳感器、溫度傳感器構(gòu)成。蒸汽蓄熱器工汽蓄熱器內(nèi)部留有一定液位，當(dāng)要進(jìn)行充汽過(guò)程時(shí)，充汽截止閥、旁通制系統(tǒng)給予充汽調(diào)節(jié)閥和旁通調(diào)節(jié)閥信號(hào)，充汽調(diào)節(jié)閥打開(kāi)的同時(shí)由匹配進(jìn)而維持供汽母管壓力穩(wěn)定，過(guò)熱蒸汽經(jīng)充汽調(diào)節(jié)閥由蒸汽噴頭進(jìn)汽噴頭及循環(huán)筒的設(shè)置有利于汽水混合，當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到蒸汽蓄預(yù)先設(shè)定值時(shí)，由控制系統(tǒng)給予充汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉信號(hào)，旁通調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟蒸汽由旁通部分排出，當(dāng)要進(jìn)行放汽過(guò)程時(shí)，則由控制系統(tǒng)給予放汽閥

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2778230