艦船主鍋爐作為蒸汽動(dòng)力裝置的核心裝備,為適應(yīng)船舶大型化,動(dòng)力裝置輸出功率不斷增加,鍋爐的蒸汽消耗量大幅提升,而鍋爐本身尺寸變化相對(duì)較小,使得鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性降低。因此,采用先進(jìn)的控制手段和算法,控制鍋爐汽包蒸汽壓力的穩(wěn)定,提升燃油的燃燒效率,改善鍋爐的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,是保證艦船高效運(yùn)行的有效途徑。本文以艦船燃油主鍋爐為研究對(duì)象,在分析其燃燒控制需求的基礎(chǔ)上,將仿人智能與PID控制相結(jié)合,旨在解決傳統(tǒng)PID蒸汽壓力控制存在的動(dòng)態(tài)誤差大和調(diào)節(jié)時(shí)間長;引入內(nèi)模控制供風(fēng)系統(tǒng),降低其調(diào)節(jié)滯后時(shí)間,從而提升鍋爐的燃燒效率。主要完成以下工作:（1）根據(jù)艦船燃油主鍋爐的總體結(jié)構(gòu),分析鍋爐的主要工作流程以及蒸汽壓力控制回路和燃燒效率控制回路的控制需求,并根據(jù)各子回路的特點(diǎn),設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。（2）根據(jù)鍋爐的物理特性,采用機(jī)理建模和公式擬合相結(jié)合的方法,建立鍋爐的數(shù)學(xué)模型,基于Simulink仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)鍋爐模型仿真。通過鍋爐模型在典型工況下的仿真運(yùn)行,采集仿真模型主要運(yùn)行參數(shù),并與實(shí)際鍋爐實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型的可行性和準(zhǔn)確性。（3）針對(duì)艦船燃油鍋爐的工作環(huán)境,選取ABB AC800M控制... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

供油量0.1kg/s時(shí)，風(fēng)油比與燃油實(shí)際燃燒率的擬合曲線

圖 3-3 供油量為 0.1kg/s 時(shí)，風(fēng)油比與排煙溫度的擬合曲線風(fēng)油比與排煙溫度的擬合公式為：222( ) 3163* ( (( 1.483)/1.22) )3410* ( (( 1.481)/1.247) )7.724* ( (( 0.9681)/0.2321) )f x exp xexp xexp x= + + (3-17)根據(jù)供油量和供風(fēng)量，通過擬合曲線計(jì)算出燃油實(shí)際燃燒率和排煙溫度，將擬合公式(3-14)～(3-17)帶入機(jī)理建模公式(3-5)～(3-12)中，計(jì)算爐膛燃燒系統(tǒng)相關(guān)輸出參數(shù)與供油量和供風(fēng)量之間的傳遞函數(shù)。3.2.2 汽包模型汽包的主要功能是實(shí)現(xiàn)汽水分離，同時(shí)儲(chǔ)存飽和水和飽和水蒸氣，是一個(gè)典型的慣性環(huán)節(jié)，是保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的主要設(shè)備。汽包數(shù)學(xué)模型的建立主要分為液相區(qū)和汽相區(qū)兩部分。對(duì)于液相區(qū)，進(jìn)入汽包的水量為供水系統(tǒng)的不飽和水量和上升管的飽和水量，流出汽包的水為進(jìn)入下降管的水量。汽相區(qū)進(jìn)入的蒸汽量為上升管帶來的

圖 3-4 鍋爐燃燒系統(tǒng)爐膛仿真模型輸入?yún)?shù)：燃油供給量、空氣供給量。輸出參數(shù)：水冷壁輻射傳熱量、出口煙氣流量、出口煙氣含氧量、出度。所需系數(shù)：燃料低熱值、進(jìn)口空氣焓值、出口煙氣焓值、過量空氣系容積、爐膛換熱面積、灰污系數(shù)、爐膛換熱系數(shù)、水冷壁輻射換熱系數(shù).3 水冷壁仿真模型下降管接收供水系統(tǒng)的不飽和水和鍋爐汽包的飽和水，進(jìn)入水冷壁吸射換熱的熱量進(jìn)行加熱后，轉(zhuǎn)化為飽和水和飽和水蒸汽，在上升管部水分離后，進(jìn)入汽包。搭建仿真模型時(shí)，由于上升管和下降管只是工移動(dòng)，所以只考慮水冷壁的熱量吸收與工質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化。具體仿真模型 所示。


本文編號(hào)：3502299