增压锅炉与涡轮增压机组匹配特性仿真分析

考虑涡轮增压机组与增压锅炉的配合工作关系,基于热能动力系统通用仿真平台SimuWorks,解决了烟气涡轮和压气机的流体网络解算问题,开发了增压机组与增压锅炉两者联合工作的仿真模型,通过实验数据验证了仿真模型的正确性,在此基础上研究分析了环境温度和锅炉负荷变化等对增压锅炉与涡轮增压机组的稳动态匹配特性的影响.计算结果表明,机组加速动态过程辅助汽轮机需补充的功率远大于稳态工况的功率平衡计算值.本文的仿真结果可为涡轮增压机组与增压锅炉的匹配设计提供参考.     

数据挖掘在陆用锅炉-汽轮机装置中的应用及对舰船蒸汽动力装置的启示

某型试验训练平台舰采用增压锅炉-汽轮机装置作为全舰主动力。由于该型舰的入役在我国船舶领域尚属首次,在其运行管理中缺乏可资借鉴与参考的信息。文中从舰用动力装置集散式控制系统DCS这一角度出发,概述了陆地火电站锅炉-汽轮机领域利用数据挖掘技术结合DCS系统丰富的运行数据进行机组及设备的性能监测和状态重构的应用,通过比较陆用锅炉-汽轮机装置与舰用型的异同点,为舰用增压锅炉-汽轮机装置的运行管理提供了一个有重要实际应用价值的研究方向。     

船用增压锅炉的模块化仿真研究

采用模块化方法建立了船用增压锅炉的动态数学模型,各模块的仿真模型应用Fortran语言编写.以前苏联舰用增压锅炉为对象,进行燃料量扰动的仿真试验.仿真结果表明,所建数学模型能正确反映增压锅炉各设备的运行特性.     

舰用增压锅炉动态特性仿真分析

以某舰用增压锅炉为研究对象,结合船用常压锅炉的试验数据,建立了适合增压锅炉的数学仿真模型．模型中对流受热面及管外介质烟气流动传热遵循质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及金属蓄热方程,采用集总参数法,分别建立了舰用增压锅炉各部分的数学模型,并进行了微小动态参数变化的仿真分析．     

增压锅炉涡轮增压机组控制系统设计

蒸汽动力装置被用作为大型舰船(驱逐舰、航空母舰等)的主动力装置,而且要保障为航母蒸汽弹射器提供蒸汽,弹射舰载固定翼飞机.舰用增压锅炉具有高可靠性、高运行寿命、重量轻、尺寸小和良好的可维护性的特性,它提高了锅炉及整个动力装置的经济性,是船用蒸汽动力装置主锅炉的发展方向.以舰用增压锅炉THA-4型涡轮增压机组为对象,讨论舰用增压锅炉涡轮增压机组控制系统的控制原则.     

船用增压锅炉烟气净化器实验系统及分析方法

通过对增压锅炉净化器净化机理和特性分析,构建了气固两相流动实验系统,选取树脂、EPS聚苯乙烯球、小米等3种固体颗粒作为实验材料,对某型船用增压锅炉烟气净化器样品和新研制产品在不同运行工况下的净化效率及阻力特性进行了系统的模拟实验研究,着重介绍其实验系统及分析方法。     

大型涡轮机组抗冲击性能数值研究

为找出舰船设备在受冲击时的薄弱环节,保证舰船战斗力,有必要分析舰用设备的抗冲击能力。分析了舰用涡轮机组的抗冲击能力,使用ProE软件建立涡轮机组三维几何模型,并利用HyperMesh软件进行有限元网格划分。将有限元模型导入ABAQUS软件,基于显示求解器对涡轮机组抗冲击能力进行时域计算。结果表明：典型部位轴承的响应更剧烈,压气机主轴的响应则相对复杂,应予以保护;涡轮机组在冲击校核工况下具有足够的安全性,且设备的薄弱环节主要集中在框架与底架搭接处,以及轴承、齿轮啮合齿和连接螺栓处等构件连接部位。     

船用增压锅炉涡轮增压机组响应燃油突降特性的仿真分析

针对船用增压锅炉燃油突降影响其安全运行的问题,建立船用增压锅炉涡轮增压机组的动态数学模型,利用Matlab软件的Simulink平台,仿真分析增压锅炉在稳态工况下,施加燃料突降扰动后涡轮增压机组转子转速、锅炉炉膛空气过余系数的动态响应特性。仿真结果表明,船用增压锅炉燃料突降会造成锅炉炉膛空气过余系数的上升,且大幅燃料突降会造成空气过余系数的大幅骤升,威胁增压锅炉的安全运行。     

小型船用增压锅炉性能仿真与运行监测同步软件开发

以小型船用增压锅炉为研究对象,利用C语言自主设计开发了小型增压锅炉图形化性能仿真软件,并借助OPC服务器和CAN数据采集系统实现了性能仿真和运行监测同步相结合的功能,在此基础上对锅炉负荷的扰动变化规律进行了仿真研究。结果表明,此仿真软件能够较精确地描述该型锅炉的动态特性,可为船用增压锅炉的设计优化和安全运行提供指导。     

基于汽机流网一体化的辅助汽轮机建模与仿真

针对基于节点法的辅助汽轮机流体网络传统建模中,在动态过程中存在质量不平衡的问题,不能满足辅助汽轮机组变工况和故障工况特性研究的要求。本文提出了汽机流网一体化建模方法,依据质量守恒和能量守恒原理,采用可变出口导纳模拟不同背压下辅助汽轮机的流网运行情况。以某船舶汽轮燃油泵及其进出口蒸汽管网为研究对象,在MINIS环境下采用汽机流网一体化方法建立了其仿真模型。通过该方法下仿真结果与实际运行数据对比,验证了模型的准确性。仿真结果与传统模型仿真结果进行对比分析,表明了变工况和故障工况下汽机流网一体化模型具有更好的稳定性和动态适应性。     

利用DDAM方法分析舰用增压锅炉抗冲击特性

舰用设备的抗冲击能力关系到舰船生命力,是舰船抗冲击研究的重点.文中对动态设计分析方法(DDAM)进行详细介绍,采用DDAM对某舰用增压锅炉进行抗冲击分析,计及增压锅炉不同工作状态下内压变化对冲击响应的影响,计算结果得到了增压锅炉的抗冲击特性,表明工作状态使设备抗冲击能力降低,但DDAM分析工作应力对冲击响应的影响比较保守.本文旨在对舰用设备抗冲击分析设计提供参考.     

不同工作状态下增压锅炉的抗冲击特性分析

舰用增压锅炉是舰船动力系统的重要装置,目前对其抗冲击特性分析研究很少.采用时域模拟方法,对某船用增压锅炉不同工作状态下的冲击响应特性进行数值冲击试验.分析增压锅炉结构冲击响应随载荷参数的变化规律,考虑不同工作状态下内压对增压锅炉冲击响应的影响,并分析增压锅炉在不同工作状态下的抗冲击极限变化特性,旨在对增压锅炉抗冲击设计提供参考.     

舰船设备冲击隔离特性研究

随着冲击问题越来越多,冲击能量越来越大,冲击控制、冲击隔离问题也越来越引起人们的关注和重视。以某型舰用增压锅炉为计算研究对象,采用时域有限元分析方法．分别对增压锅炉有无隔振抗冲击装置时受到水下爆炸载荷冲击下的响应特性进行数值仿真研究。分析隔振装置对增压锅炉抗冲击性能的影响,旨在为舰船设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。     

回汽控制对舰用蒸汽动力系统的影响

[目的]船用蒸汽动力系统在紧急减速或换向操作过程中,回汽控制技术是缓解锅炉内锅筒超压问题的有效手段,需对其带来的影响进行研究.[方法]建立增压锅炉、主汽轮机和螺旋桨等设备的蒸汽动力系统仿真模型,针对大型舰船紧急减速过程和换向操作过程中快关阀无回汽、快关阀有回汽、慢关阀无回汽这3种工况,开展回汽控制特性的仿真对比分析.[...     

舰用蒸汽动力装置凝给水系统仿真平台设计

针对现有仿真分析手段未考虑除氧水泄漏、给水卸载管路泄漏等因素以及这两个因素与系统其它因素耦合后对凝给水系统运行性能的影响，无法用于某型舰动力装置长期存在的典型性能故障原因分析及处置对策研究的问题，在综合分析舰用蒸汽动力装置工作原理的基础上，运用模块化建模思想设计并建立了能够考虑更多因素、仿真范围更加完整的凝给水系统动态特性仿真平台，最后分别以凝给水系统稳态过程特性仿真，锅炉正常升负荷过程凝给水系统动态特性仿真，以及凝水泵启动过程特性仿真为例，验证了仿真平台功能性能的完备性与正确性。     

调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。     

多变量解耦法在舰用锅炉—汽轮机协调控制中的应用与研究

针对舰用蒸汽动力装置的特点，根据热工动态原理，建立锅炉－汽轮机动态数学模型，应用多变量控制理论中的单向解耦法和多变量频域解耦设计法，将多变 量控制系统化解为为量控制系统，进行协调控制方案研究，给出协调控制系统设计的方法，并用参数优化方法获得了协调控制器参数，仿真运行结果表明，协调控制系统优于常规的ＰＩＤ控制系统。     

船用柴油机与涡轮增压系统匹配及性能研究

利用AVL BOOST软件建立了4190ZL C-2型船用中速四冲程增压柴油机的仿真模型,利用BOOST模型进行柴油机推进特性和负荷特性工况的计算,通过与实验数据对比,验证模型的正确性.利用BOOST软件对4190ZL C-2型船用中速柴油机与现有增压器联合运行规律进行研究,得到柴油机与涡轮增压器匹配特性.结果表明,4190ZLC-2型柴油机与压气机联合运行性能很好符合增压器匹配的要求.     

基于差异演化算法和残差修正的涡轮增压机组防喘振控制

某型船用涡轮增压机组在低负荷运行时压气机容易发生喘振的问题。在涡轮增压机组喘振机理分析的基础上,采用差异演化算法辨识机组的理论喘振边界线,并利用机组出厂试验数据和理论计算结果的残差进行修正,避免采用经验值或理想状态下的实验数据作为辨识依据所造成的误差。在辨识得到的喘振边界线和已有涡轮增压机组模型的基础上,研究某型船用增压锅炉涡轮增压机组在低负荷运行时的喘振特性,并通过仿真实验得到压气机转速、增压比、空气流量与防止喘振的旁通阀最小开度与空气旁通流量之间的关系。结果表明:当压气机转速低于额定转速的8.35%时,必须紧急停机后重新启动;当转速高于额定转速的20.37%时,正常情况下不会出现喘振现象;当转速介于额定转速的8.35%~20.37%时,应保持对应的旁通挡板安全开度。     

水下喷水推进器工作特性分析

在充分研究固体燃料涡轮机和高速轴流泵的基础上,提出了应用于水下航行器的喷水推进系统。研究了设计工况时,航行器、轴流泵、发动机的运动学和动力学平衡关系;在定深工况下,分析喷嘴数目变化时航行器的稳定速度;以及不同喷嘴数目时,航行器的变深和变速特性。研究结果表明,喷水推进器能够实现水下航行器大航深、高航速的性能目标。研究结果对喷水推进水下航行器具有重要的参考价值。