本文關(guān)鍵詞：工業(yè)增壓鍋爐試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：增壓鍋爐是將壓力為0.2~0.4MPa的空氣送入爐膛內(nèi)燃燒,使燃燒得以增強(qiáng)的鍋爐,與常壓鍋爐相比具有重量輕、體積小、經(jīng)濟(jì)性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在大型艦船的動(dòng)力系統(tǒng)等方面得到了廣泛應(yīng)用。但另一方面,增壓鍋爐啟動(dòng)時(shí)需由蒸汽推動(dòng)輔助汽輪機(jī)并通過(guò)減速器帶動(dòng)壓氣機(jī)工作,造成系統(tǒng)復(fù)雜,成本高昂,因此限制了增壓鍋爐的工業(yè)應(yīng)用。本文在此背景下提出研發(fā)新型工業(yè)增壓鍋爐,擬采用羅茨風(fēng)機(jī)和廣泛應(yīng)用于車船、工程機(jī)械的小型渦輪增壓器,由羅茨風(fēng)機(jī)提供助燃風(fēng),燃燒生成的煙氣推動(dòng)渦輪機(jī)做功,從而帶動(dòng)壓氣機(jī)輸送增壓空氣,實(shí)現(xiàn)增壓鍋爐的低負(fù)荷啟動(dòng)。該方案降低了系統(tǒng)成本,一旦可行將極大地推廣工業(yè)增壓鍋爐的應(yīng)用。但是車用渦輪增壓器的啟動(dòng)、其與羅茨風(fēng)機(jī)、增壓鍋爐的匹配,是該方案能否實(shí)施的關(guān)鍵問(wèn)題。目前鮮有相關(guān)研究。本文主要任務(wù)是設(shè)計(jì)基于該方案的新型工業(yè)增壓鍋爐試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)主要用于驗(yàn)證羅茨風(fēng)機(jī)啟動(dòng)方案的可行性,并試驗(yàn)研究渦輪增壓器與增壓鍋爐的匹配性能。試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)主要分為機(jī)械設(shè)備和測(cè)控系統(tǒng)兩個(gè)部分。設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí)其進(jìn)出口之間需滿足流量守恒,整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)需滿足能量守恒。先完成整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的熱工計(jì)算,選擇適當(dāng)型號(hào)的渦輪增壓器,再根據(jù)熱力計(jì)算完成了燃燒器、爐膛的設(shè)計(jì)和制造,以及羅茨風(fēng)機(jī)選型。設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)時(shí),確定了試驗(yàn)臺(tái)的控制要求和流程,設(shè)計(jì)了PLC及測(cè)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成和方案,進(jìn)行控制的設(shè)計(jì),包括空燃比調(diào)節(jié)、下位機(jī)設(shè)計(jì)等,確定了試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)信號(hào)采集的元器件和設(shè)備,完成試驗(yàn)臺(tái)的總裝以及測(cè)控布線。最后對(duì)試驗(yàn)臺(tái)在各工況下進(jìn)行調(diào)試,初步驗(yàn)證該試驗(yàn)臺(tái)的啟動(dòng)性能,以及渦輪增壓器與試驗(yàn)臺(tái)的匹配工作。本文采用羅茨風(fēng)機(jī)替代輔助汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)增壓鍋爐試驗(yàn)臺(tái)的啟動(dòng),并實(shí)際驗(yàn)證。本方案不需布置儲(chǔ)汽筒和復(fù)雜的蒸汽管路,節(jié)省成本,并且適用于復(fù)雜的工況。采用車船及工程機(jī)械上廣泛使用的小型增壓器,并通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)證明該型渦輪增壓器與試驗(yàn)臺(tái)可良好的匹配工作,為新型工業(yè)增壓鍋爐的研發(fā)提供了參考,為該型增壓鍋爐的推廣打下基礎(chǔ),具有一定的創(chuàng)新意義。
【關(guān)鍵詞】：增壓鍋爐試驗(yàn)臺(tái) 渦輪增壓器 燃燒器設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK229
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景10-12
• 1.2 國(guó)際國(guó)內(nèi)的研究進(jìn)展12-17
• 1.2.1 增壓鍋爐的研究進(jìn)展12-14
• 1.2.2 渦輪增壓及其試驗(yàn)臺(tái)的研究進(jìn)展14-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排17-20
• 第2章 試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-54
• 2.1 試驗(yàn)臺(tái)的原理設(shè)計(jì)20-22
• 2.2 試驗(yàn)臺(tái)的熱工計(jì)算22-32
• 2.2.1 試驗(yàn)臺(tái)熱平衡方程23-24
• 2.2.2 鍋爐試驗(yàn)臺(tái)熱力計(jì)算24-26
• 2.2.3 鍋爐試驗(yàn)臺(tái)爐膛換熱計(jì)算26-32
• 2.3 渦輪增壓器選型及計(jì)算32-37
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)與參數(shù)32-33
• 2.3.2 熱力計(jì)算33-35
• 2.3.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)35-37
• 2.4 燃燒器的設(shè)計(jì)37-46
• 2.4.1 供油系統(tǒng)38-41
• 2.4.2 配風(fēng)器41-46
• 2.5 供風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)46-47
• 2.6 爐膛的設(shè)計(jì)47-51
• 2.7 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)布局51-52
• 2.8 本章小結(jié)52-54
• 第3章 試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)控設(shè)計(jì)54-68
• 3.1 試驗(yàn)臺(tái)控制要求54-57
• 3.2 試驗(yàn)臺(tái)控制的實(shí)現(xiàn)57-61
• 3.2.1 鍋爐控制的常見(jiàn)方案比較57-58
• 3.2.2 試驗(yàn)臺(tái)控制硬件設(shè)計(jì)58-59
• 3.2.3 試驗(yàn)臺(tái)控制軟件設(shè)計(jì)59-61
• 3.3 測(cè)控信號(hào)的采集61-66
• 3.3.1 溫度信號(hào)的采集61-62
• 3.3.2 壓力信號(hào)的采集62
• 3.3.3 流量的采集62-64
• 3.3.4 轉(zhuǎn)速的測(cè)量64-65
• 3.3.5 顯示儀表65-66
• 3.4 本章小結(jié)66-68
• 第4章 試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)試與研究68-80
• 4.1 試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)試68-74
• 4.1.1 試驗(yàn)過(guò)程的操作68
• 4.1.2 試驗(yàn)臺(tái)調(diào)試的結(jié)果68-72
• 4.1.3 試驗(yàn)臺(tái)調(diào)試遇到的問(wèn)題及解決方案72-74
• 4.2 試驗(yàn)臺(tái)常見(jiàn)故障診斷74-78
• 4.2.1 啟動(dòng)故障診斷74-76
• 4.2.2 測(cè)控系統(tǒng)故障診斷76-78
• 4.3 本章小結(jié)78-80
• 第5章 工作總結(jié)與展望80-82
• 5.1 工作總結(jié)80
• 5.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果87

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本文編號(hào)：558016