船用燃气轮机进口导叶系统的建模及仿真

某型船用燃气轮机的进口导叶系统(Inlet Guide Vane system,IGV system)原采用气动控制系统,现参考航空发动机和重型燃气轮机的设计,改造为液压控制。为对此进行研究,基于Simscape工具箱,建立了液压控制的船用燃气轮机IGV系统模块化仿真模型。同时,利用该模型,借助模糊控制理论,对当前IGV系统中液压控制普遍使用的PID控制逻辑进行了优化。仿真结果表明：利用Simscape工具箱搭建的新型船用IGV系统仿真模型具有一定的可行性,且优化后的控制逻辑能有效提升IGV系统的运行效果。     

船用燃气轮机板翅式回热器设计性能的优化

本文提出了一种回热器设计技术。它适用于在现有的简单循环燃气轮机基础上加装一新设计的回热器，可使该系统的性能达到最优。文中对目前船用燃气轮机装置中应用较广泛的板翅逆流式回热器的设计性能参数（回热度和压降）和结构参数（流道宽、流道长和板翅层数）的优化技术进行了分析，还对板翅式回热器的重量尺寸和系统性能之间的关系作了探索，并提出了新的评判准则。     

燃气轮机推进装置的控制

研究了舰船燃气轮机调距桨推进系统模型。出于控制目的，需要将燃油流量和螺旋桨螺距角作为系统的输入。要调节的主要输出是扭矩变化受到合适限制的推进轴系转速。提出了一个多变量和最小控制力的最优调节策略，它能够改善瞬态过程和限制输出的相互影响。采用了简单的负反馈单元，并探讨了在全功率和半功率时的系统调节。     

燃气轮机可调桨推进装置微机控制的计算机实时仿真

本文介绍了三轴燃气轮机及可调桨推进装置的数学模型以及对该装置进行微机控制的控制方案,并用DO960混合仿真机对该系统进行实时仿真研究。     

LM2500船用燃气轮机高速空气过滤系统

进气道中的杂质微粒是影响船用燃气轮机运行性能的重要因素。为了确保进入燃气轮机的空气质量，所有民用和军用配备有燃气轮机的船用推进系统，必须配备空气过滤系统。描述了一般条件下燃气轮机的损坏与不适当的空气滤器的关系，以及在以色列海军“萨尔5”轻型护卫舰上由不令人满意的燃气轮机空气过滤器引起的特殊技术问题。简要介绍了以色列海军为燃气轮机进气系统改型设计的标准，及如何利用高速空气过滤系统来满足这些要求，讨论了使用这一高速系统的潜在优点。此外，描述了计算流体力学(CFD)的分析结果，确保已完成的进气道变化不改变进入燃气轮机的空气流场。最后，描述了在INS Lahav船上新型过滤系统的最初改型和获得的海试结果。     

化学回热循环的蒸汽系统热力设计

分析了利用燃气轮机高温余热的蒸汽发生系统的设计准则,并基于某型燃气轮机设计了用于构建化学回热循环燃气轮机的一种蒸汽发生系统。设定了该蒸汽发生系统的设计点工况并对各主要部件进行了热力设计,建立该系统的热力性能计算模型。计算了设计点性能参数并校验了计算精度,出口蒸汽和烟气的各主要性能参数的最大误差为0.4%,所设计系统可用于燃气轮机系统的性能分析。系统符合能量梯级利用原则,低工况时也能充分利用余热,变工况时所产生蒸汽参数稳定。     

气垫船燃气轮机的起动系统简介

起动系统是燃气轮机最重要的运行环节,它直接关系到燃机是否能够成功起动。燃气轮机的起动方式多种多样,各有特点。文章简要介绍了目前所知的气垫船燃气轮机起动系统,并对常用的起动系统进行了对比分析,得出结论,对于国内气垫船的起动系统采用目前配套研制的电起动系统可大大提高主机控制的自动化水平。     

应用PLC技术的舰船燃气轮机转速控制方法

研究应用PLC技术的舰船燃气轮机转速控制方法,提升转速控制稳定性。通过PLC与电液转换器、油动机、转速传感器等组成转速控制单元,处理脉冲信号并输出转速控制信号以调节汽阀开度,从而控制燃气轮机转速。同时,该方法采用PLC与触摸屏组成监视单元,实现对燃气轮机转速的监控和管理;采用PLC与安全阀、危急遮断器、报警装置组成运行保护单元,在出现转速故障时及时发出声光警报,并通过PLC传输停机信号以关闭主汽阀与调节汽阀,确保安全运行。实验证明：该方法可有效控制舰船燃气轮机转速;负载突降时,该方法依旧可有效控制燃气轮机转速,且超调量较小,控制速度较快。     

基于模糊滑模控制的磁流变半主动最优抗冲击技术

为弥补被动隔振系统抗冲击设计中存在的不足,根据最优抗冲力理论,设计了磁流变阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲系统,针对磁流变阻尼器非线性强、冲击时间短幅值大和滑膜控制存在抖振等特点,设计了模糊滑模抗冲击控制器并进行了模拟仿真。仿真结果表明,基于模糊滑模控制的磁流变半主动最优抗冲设计可以在保证设备安全的前提下,减小冲击加速度和系统位移,提高了被动隔振系统的抗冲击性能,具备较好的可控性和鲁棒性。     

环境温度和进气压力损失耦合作用下的燃气轮机性能

采用变比热容并考虑油气比变化对系统的影响,建立了一种非线性的考虑容积惯性的双轴燃气轮机动态仿真模型.基于不同的工况,获取进气系统的压力损失变化规律;并耦合燃气轮机在不同环境温度下的实际运行需求,对燃气轮机的性能进行了仿真研究和计算.结果表明:随着燃气轮机工况的增加,进气系统的压力损失按接近2次方规律增加;在高温和高工况条件下,燃气轮机的有效输出功率和热效率下降明显.所得结果可为燃气轮机的优化设计和使用提供理论基础和决策参考.     

船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究

关注燃气轮机电气外特性,忽略其内部化学反应和热力循环,采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机发电系统完整的数学模型,其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真,重点研究系统启动性能及动态特性;并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃气轮机发电系统的运行特性,为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。     

三轴燃机动态建模方法与仿真程序开发

燃气轮机动态仿真模型是研究燃机多变量控制理论、进行燃机健康管理等应用的重要基础,有着很强的实用价值。本文给出了一种基于迭代法的三轴燃气轮机设计点、非设计点和瞬态工作点性能计算通用程序的设计方法。仿真结果表明该方法设计的动态模型能较好的模拟燃机在不同工况下的性能变化,具有较好的应用前景。     

船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究

针对船舶燃气轮机发电机组受到海上航行环境的影响,导致干式负荷与实际负荷之间的测控偏差较大,为了缩小干式负荷的测控偏差,提出船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控系统研究。将CRIO控制器与船舶燃气轮机发电机组共同构成一个闭环式回路,利用CRIO实时控制器的原理,设计系统的硬件部分,通过设计船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控算法和干式负荷测控程序,完成系统的软件设计,实现了船舶燃气轮机发电机组干式负荷的测控。测试结果表明,提出的船舶燃气轮机发电机组干式负荷测控可以缩小干式负荷的测控偏差。     

余热制冷进气的回热燃气轮机循环数值计算和分析（上）

针对简单循环燃气轮机性能较低，且其性能又易受大气温度变化影响的先天不足，提出了一种由单级吸收制冷机和回热燃气轮机组合而成的新型复合动力循环－－余热制冷进气的回热燃气轮机循环，并就该循环的一般特性问题建立模型进行了数值计算和分析，该动力循环达到相当高的比功和热效率，有效地改善燃气轮机装置性能对外界大气温度的敏感性，该动力装置技术成熟、性能优异、有实用价值。     

LM2500燃气轮机动力涡轮超速停机故障分析

某船在远航期间,燃气轮机多次报警停机,通过查询动力监控系统报警信息、分析燃气轮机停机控制原理,逐步定位并排除了故障。文章结合这一故障探讨了故障排除方法,并针对船舶动力监控系统软性故障提出在线监测和诊断方案。     

基于LPV模型的三轴燃气轮机自适应滑模控制研究

鉴于燃气轮机线性化模型容易在大工况范围丢失实际燃机的动态特性,以及燃气轮机传统的单变量叠加控制在提高控制效率和控制系统鲁棒性上的局限性,本文以高压转子转速为调度变量建立三轴燃气轮机的线性变参数（LPV）模型,从而在建模复杂程度和模型精度上获得较好的平衡。在此基础上,提出了基于摄动矩阵上界估计和外部干扰上界估计的三轴燃气轮机自适应滑模控制。该控制可通过自适应参数实现对系统摄动矩阵干扰和外部干扰的合理估计,从而抑制干扰造成的影响。通过仿真实验分别研究了摄动矩阵干扰和外部干扰下的LPV滑模自适应控制,验证了其较好的动态响应性能和鲁棒性。     

多场耦合下燃气轮机涡轮盘的寿命预估

为了实现在离心载荷和温度梯度影响下燃气轮机涡轮盘的寿命预估,首先建立了该燃气轮机涡轮盘的有限元模型,并对其进行热弹塑性应力计算,进而找出该涡轮盘疲劳断裂的危险部位,并利用S-N曲线法对该部位进行疲劳寿命计算。该研究可以为燃气轮机后续的使用和维修提供参考依据,同时也对同类型涡轮盘的寿命预估起到借鉴作用。     

大型商船燃蒸柴联合循环动力系统设计与分析

以17万m^3液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船为母型船,选取LM2500燃气轮机为主动力装置,联合蒸汽轮机和2台W?rtsil?12V34DF双燃料柴油机,设计出一套燃-蒸-柴联合循环动力系统。利用Aspen HYSYS软件模拟系统流程,经模拟与分析计算,该系统的设计方案合理可行,并得出燃气轮机负荷下的燃气轮机发电效率及其输出效率、燃蒸联合发电效率及其系统输出效率,各系统参数随燃气轮机负荷的增大呈现不同幅度的增大。将该系统的系统输出效率与柴油机的动力系统输出效率进行对比分析,结果表明:在理想工况下,两种系统的系统输出效率相当;在定速工况下,该系统的系统输出效率与柴油机的系统输出效率相比略低,而燃气轮机的NOx、SOx排放量较小,满足新公约要求。因此,该系统有很好的船舶实际应用价值。     

一种诊断策略优化的多维目标泛深度搜索算法

传统的诊断策略搜索算法,存在计算复杂度高或者精度低,最优测试集单调等缺点,针对这些问题,通过结合多目标优化理论和准深度搜索算法的优点,提出了一种新的多维目标泛深度搜索算法。该方法能够根据目标要求调整最优测试集和测试序列,从而有效提高测试性指标,并降低计算复杂度。给出了算法实现的主要步骤,并通过对多个案例结果的分析证明了方法的有效性。该搜索算法对于诊断策略的研究及工程实践具有借鉴意义。     

燃气轮机分布式控制系统智能电子接口单元研究

针对燃气轮机分布式控制的复杂性和高可靠性,提出了一种以ARM微处理器为核心基于CAN总线技术的智能电子接口单元。该电子接口单元包含两条CAN总线通讯线路,互为监控备份,可靠性大为提高。测试表明,该智能电子接口单元能很好的完成燃气轮机分布式控制中的通讯任务,线路故障时能准确及时切换并报警。