汽輪機在船舶動力中主要以推進汽輪機和發(fā)電汽輪機兩種形式存在,是船舶航行為了實現(xiàn)在船舶運行過程中對于船舶燃燒系統(tǒng)和汽輪機之間的協(xié)調(diào)控制策略研究,本文建。立在實。際科。研項。目的基。礎(chǔ)上,根。據(jù)各裝。置的工。作原。理,對增。壓鍋。爐燃。燒系。統(tǒng)和汽。輪機之。間的協(xié)。調(diào)控。制進。行了控。制策。略的研。究,開。展了以。下的研。究工。作:首先,結(jié)合增壓鍋爐及其輔助設(shè)備的運行特點,對增。壓鍋。爐燃。燒系。統(tǒng)的工。作機。理進行深。入研。究。遵循質(zhì)量守恒和能量守恒定律,對增壓鍋爐燃燒系統(tǒng)進行建模。對于燃燒系統(tǒng)回路、煙氣回路、主汽輪機負載端分別進行模型的建立,為整體燃燒系統(tǒng)的控制奠定了基礎(chǔ)。其次,針對于燃燒系統(tǒng)輸入端,即燃油、空氣回路進行了控制方法研究。燃油端通過對各個回路進行PID控制得到了很好的動態(tài)特性,考慮到燃燒過程中的安全性,進行了對于燃油流量、燃油總管壓力、燃油壓差三回路的耦合控制,驗證了燃油系統(tǒng)耦合過程的安全、可行性。通過對于煙氣回路的PID控制得到了渦輪機組、輔汽輪機的動態(tài)特性曲線,驗證了煙氣回路的模型正確性,并在PID控制器的基礎(chǔ)上提出了模糊控制,進一步改善了空氣流量的動態(tài)性能。考慮到燃燒過程中的安全性,通過對于不同工況下空氣、燃油比的調(diào)節(jié),在燃燒系統(tǒng)負荷增加過程中預先對空氣流量進行補償,燃燒系統(tǒng)負荷降低過程中預先減少空氣流量,防止增壓鍋爐在燃燒過程中出現(xiàn)冒黑煙、白煙的現(xiàn)象。根據(jù)這些現(xiàn)象提出了對固定空燃比的改進設(shè)計。并通過仿真驗證了對空燃比優(yōu)化后系統(tǒng)動態(tài)性能的改善情況。然后,在主蒸汽回路輸入端,即燃油、空氣回路得到良好控制的前提下,對主蒸汽壓力回路進行了PID控制,驗證了模型的準確性,但是負載、工況發(fā)生變化的情況下,PID對于整體系統(tǒng)不能夠很好的完成跟隨調(diào)節(jié)�？紤]到燃燒系統(tǒng)是一個復雜的、大滯后環(huán)節(jié),提出了廣義預測控制的控制策略。并通過離線辨識對廣義預測控制進行了模型參數(shù)整定。完成控制器的設(shè)計,能夠?qū)崿F(xiàn)負載端變化情況下,對于主蒸汽壓力更好的控制。最后,本文考慮到船舶推進汽輪機在電站負荷突變時受到影響,針對這種情況作出協(xié)調(diào)控制策略。類比汽輪發(fā)電機組的數(shù)學模型給出推進汽輪機的數(shù)學模型,并對。系統(tǒng)進。行仿。真分。析。在保持兩汽輪機蒸汽配比的情況下,通過控制主蒸汽壓力的方法使推進汽輪機和電站汽輪機在電站負荷突變時能夠協(xié)調(diào)控制,保。證了船。速的穩(wěn)。定。仿真結(jié)果表明,該控制策略能夠在負載端產(chǎn)生符合擾動時很好得對推進汽輪機進行控制,具有很好的抗干擾性,并且燃燒系統(tǒng)在不同工況下工作,均可實現(xiàn)快速調(diào)節(jié),該控制系統(tǒng)具有很好的抗干擾性和快速性。本文針對船舶增壓鍋爐燃燒系統(tǒng)與電站的協(xié)調(diào)控制難點,設(shè)計了相關(guān)的控制器,實驗結(jié)果表明這些控制方法都能夠?qū)崿F(xiàn)船舶增壓鍋爐燃燒系統(tǒng)與電站的協(xié)調(diào)控制,并在此基。礎(chǔ)上解。決了考。慮推。進汽輪機情。況下使船。速保。持穩(wěn)。定這一實。際的船舶運行問題。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U665.1
【部分圖文】：

流量、空。氣流。 。量和鍋。爐給。水量的調(diào)。節(jié)�？梢酝ㄟ^調(diào)。節(jié)渦。輪增。壓機。組中的各參。數(shù)，如輔。。汽輪。機、壓。氣。機、煙。氣輪。。機的進汽。量、煙。氣流。。量和轉(zhuǎn)。速，來調(diào)。節(jié)空。氣流。量。

流量、空。氣流。 。量和鍋。爐給。水量的調(diào)。節(jié)�？梢酝ㄟ^調(diào)。節(jié)渦。輪增。壓機。組中的各參。數(shù)，如輔。。汽輪。機、壓。氣。機、煙。氣輪。。機的進汽。量、煙。氣流。。量和轉(zhuǎn)。速，來調(diào)。節(jié)空。氣流。量。

圖 1.3 美國艦用立式自然水循環(huán)增壓鍋爐。過實。驗分。析得出現(xiàn)有的強。制循。環(huán)鍋。爐可�？啃圆焕�。想、經(jīng)。了改。進此類鍋。爐， 從 1956 年起，美。國海。軍研。究所開。始大。壓鍋。爐。該型鍋。爐燃。油壓。力 4 mpa，有 3 個噴油。器，噴。自。動控。制系。統(tǒng)保。證風。油比在最佳數(shù)值上，系。統(tǒng)施。加的負。制系。統(tǒng)自動調(diào)。整輸入。若渦。輪增。壓機。組的功。率剩。余量過旁。通。閥將過。剩空。氣排。出，進。而實現(xiàn)對鍋。爐空。氣量的調(diào)。整能廣。泛使用。此后，效。率高達 85%的改。進型“D”形爐。膛增。。而該型鍋。爐因為重。量尺。寸較。大的緣。故使。用范。圍并不廣。泛[8] 的船用增壓鍋爐 50 年代左右，我們國。家開始進行了對于船。用增。壓鍋。爐的對于增。壓鍋。爐的原理開。展了研。究。在很多研。究所和船。廠有對應的投入生。產(chǎn)。但是在研。究生產(chǎn)過。程中更多的是對電。站原。理基本相。同的情況下，船。用增。壓鍋。爐相對于陸。用電站增。工。作環(huán)。境、區(qū)。域影。響的鍋。爐體。積、效。率等方。面有著更。高
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本文編號：2846593