基于模型预测控制的双机组混合动力船舶能量管理研究

[目的]船舶柴电混合动力系统合理分配柴油机和电机输出功率,可大幅降低油耗和排放。针对传统混合动力能量管理策略的性能最优与运算实时的矛盾,提出采用模型预测控制(MPC)进行能量管理瞬时优化。[方法]首先,利用反向建模法搭建由双柴油发电机组、储能系统、岸电组成的客渡船混合动力系统能量流模型;然后,提出以油耗和电能消耗的总温室气体(GHG)排放为目标函数,在系统约束条件下可在线滚动优化求解的MPC能量管理算法,最终进一步进行了不同预测时域长度的灵敏度分析。[结果]仿真结果表明,MPC较传统规则控制方法可分别降低4.85%的燃油消耗量和3.54%的温室气体总排放。[结论]相比于传统的规则控制策略,MPC油耗低,温室气体排放少,且计算负荷较小,具有良好的实船应用潜力。

某船柴油发电机组增压器振动分析与控制

本文针对某船柴油发电机组增压器振动过大的问题,通过实船测试排查,逐步找出增压器振动的具体原因,主要是增压器废气蜗壳固有频率与柴油发电机组发火频率吻合引起的共振。经过分析给出具体的振动控制措施,通过增加局部支撑强度、减小悬臂质量等措施改变增压器的固有频率。实船测试表明,增压器SD点振动烈度从101.5 mm/s降低到52.9 mm/s;LG点振动烈度从60.2 mm/s降低到35.7 mm/s,证明振动问题得到很好的解决,该研究分析有助于柴油发电机组增压器出现异常振动时的判断、识别以及治理。

某核电厂18PA6B柴油机发生连杆螺栓断裂事故失效原因分析与研究

某核电厂备用柴油发电机组A列按计划执行设备季度试验(满功率试验)过程中,A8缸活塞连杆螺栓断裂,连杆飞出击破A8缸曲轴箱盖板,伴随大量润滑油及冷却水泄漏,现场人员立即紧急停机干预,柴油发电机停机。针对此次事件,该文结合事故后受损零部件的检验报告开展连杆螺栓断裂原因分析,其中A8-1和A8-2连杆螺栓分别有1处和2处断口,A8-1连杆螺栓断口和A8-2连杆螺栓断口1的断口形貌均为双向弯曲疲劳断裂,A8-2连杆螺栓断口2的断口形貌为弯曲过载断裂。通过断口形貌及柴油发电机运行情况,可以判断出连杆螺母松退导致A8-1和A8-2连杆螺栓断口1发生双向弯曲疲劳断裂,从而引起其他部件损坏。最后,为避免该类型事件发生,提出一些建议。

考虑噪声影响的柴油发电机组并联运行自动化监控系统

设计考虑噪声影响的柴油发电机组并联运行自动化监控系统,实时监控柴油发电机组并联运行状态,确保其安全稳定运行。采集柴油发电机组并联运行状态数据,广义S变换的时频滤波算法合理去除所采状态数据噪声后,改进随机森林算法的故障感知与预测方法监测柴油发电机组并联运行状态,并将监测结果以及监控画面合理呈现于远程监控终端,供用户查看。实验结果表明,该系统可有效监控柴油发电机组并联运行状态,数据去噪效果较好,将其应用于实际工作,可获得较为理想的柴油发电机组并联运行自动化监控效果。

氢化丁腈橡胶在柴油中压缩永久变形的研究

通过分析含油介质中压缩载荷对氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化试样的影响,选择介质与压缩载荷同时作用的试验方法模拟橡胶密封件工作状态。结果表明,随着温度的升高,HNBR压缩永久变形持续增大;当持续压缩28 d时,HNBR压缩永久变形由80℃时16.44%增大至200℃时91.14%。随着浸泡时间的延长,80℃时HNBR压缩永久变形降低后保持稳定,120℃,160℃及200℃时持续增大。通过分析具有相似物理或化学变化机理的试样性能,得出HNBR寿命预测方程为y=-1312.60x-0.20343。

两种不同大小喷孔直径喷油器对柴油机组经济性的影响

柴油机喷油器喷孔直径影响喷油器的雾化特性,而喷油器的雾化特性对柴油机热效率、燃油消耗率、有害物排放、机械故障等有着重要的影响。以某电控单体泵柴油机组为例,分别使用喷孔直径为0.28 mm和0.30 mm的2种喷油器进行负荷试验,对比2种喷油器柴油机组的燃油缸内爆发压力、燃油喷射压力、涡前排温及燃油消耗率。结果表明:使用喷孔直径为0.28 mm喷油器的柴油机组,其经济性优于使用喷孔直径为0.30 mm喷油器的柴油机组。

自主品牌390系列大功率核电应急柴油发电机组设计概述

介绍自主品牌390型核电应急柴油发电机组项目的设计内容,对每阶段设计过程的设计输入和设计输出等情况进行描述,为后续项目提供借鉴。总结指出因该项目厂房布局及390机型本身的特点,以及在设计上与以往专利机型机组存在的不同之处,具有一定的参考意义。

基于Flomaster的核电应急柴发机组压缩空气启动系统仿真

为了验证压缩空气启动系统设计是否合理,采用Flomaster软件为仿真平台,根据某自主化核电应急柴油发电机组压缩空气启动系统的管路布置、元件参数建立一维流体仿真模型,通过设置压缩空气启动系统模型的边界条件进行仿真分析,得到压缩空气启动系统中各元件的性能参数。将模拟结果与试验测试结果进行对比分析,结果验证了该仿真方法的正确性,可为同型号机组启动鉴定试验提供参考。

核电厂应急柴油发电机组调速系统故障分析

核电厂应急柴油发电机组调速系统作为安全级应急电源的频率控制系统的核心部分,对柴油发电机组的转速、功率等参数进行控制,确保其稳定运行和相应安全功能的执行至关重要。本文以某核电厂的应急柴油发电机组调速系统为例,结合典型的故障案例,对调速系统的功能定位、控制原理、工作模式等进行分析,并提出了合理可行的解决方案,同时可以为同类核电及其他发电项目提供参考。

基于灰狼-粒子群算法的柴发机组节油优化

以变速柴油发电机组油耗率最低为优化目标,以指示热效率神经网络模型的柴油机平均值模型为燃油消耗率的计算基础,将柴油机转速上下限和功率限制线作为变速范围限制条件,对变速柴油发电机组在不同负荷工况下的节油转速进行优化。提出一种粒子群算法与灰狼算法相结合的混合算法,并用标准函数验证该算法的优势,表明其具有较均衡的全局和局部优化特性,更适合进行最低油耗率优化。优化计算结果表明:用电负荷越低,节油效果越明显;10%负荷时节油率可达30%以上,综合工况下节油率可达11.9%;采用该混合算法优化的转速能有效降低变速柴油发电机组的油耗率。

基于SSA-Hurst-ARIMA组合模型的船舶柴油发电机组故障特征短期预测

为提高船舶柴油发电机组故障特征短期预测精度,建立基于奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis,SSA)、Hurst指数、自回归移动平均(Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA)的组合预测模型。以某试验中船舶柴油发电机组运行数据为基础,选取增压器滑油压强数据,对比分析单一ARIMA模型、SSA主成分-ARIMA组合模型和SSA-Hurst-ARIMA组合模型的预测效果。结果表明,SSA-Hurst-ARIMA组合模型的预测效果优于单一ARIMA模型和SSA主成分-ARIMA组合模型,更适合应用于船舶柴油发电机组故障特征的短期预测。

某核电工程SBO柴油发电机组设备鉴定方案研究

全厂断电(Station Block Out,SBO)柴油发电机组在全厂断电事故工况下,除作为水压试验泵的电源外,还为主控室和重要机柜间通风系统、安全壳环形空间通风系统、主泵相关电动阀门及非能动专用电源系统供电,保证控制室某些指示仪正常工作,并使单元机组运行必需的控制器可用,是核电厂的最后一道安全电源防线,其重要性不言而喻。为了确保设备的可靠性,某核电工程SBO柴油发电机组的安全分级为F-SC3(安全重要的非安全设备),且电气设备需要满足K3类鉴定要求。基于此,对某核电工程SBO柴油发电机组的鉴定要求和项目实施方案进行研究。

航站楼建筑自备柴油发电机组设计分析

本文依据若干航站楼的工程实践,通过对设计规范、保障容量、安装维护、运行控制等各方面的分析比较,对航站楼建筑自备柴油发电机组的设计应用进行了分析,以期在未来工程实践中得到更加可靠与合理的应用,也为同行在进行同类型设计时提供有益的参考。

集控式冗余启动应急电源车电站系统的设计

为满足应急备用电源可快速移动及供电,保证电源的不间断供电和供电的高可靠性需求,设计了集控式冗余启动应急电源车电站系统。结果表明:机组具备远程启动/停机、合分闸、机组/油路/并机柜运行数据和报警监控及输出、数据上传至用户控制中心;实现手动模式、试验模式、自动模式下柴油发电机组快速启动,具备两套启动系统;具备夜晚照明功能,三取二超速保护,润滑油系统的设计应允许机组运行时在线补油,机组需配置电动电缆卷线盘和航空插头,具备电缆的快速收放及负载电缆的快速接入。

柴油发电机组的瞬态特性和选型分析

本文结合柴油发电机组在可变负载下的瞬态特性,对柴油发电机组性能等级的定义和重要性进行深入分析,给出柴油发电机组性能等级的标定和验证方法,进而根据柴油发电机组的瞬态特性及负载对电能质量的实际要求,为柴油发电机组的合理选型及柴油发电机组和实际负载的匹配提出一些建议。

数据中心柴油发电机备用电源系统保护整定分析

使用SKM Power Tools软件对一个数据中心的单母线柴油发电机备用电源系统进行短路计算和电流保护整定分析,并对比两种常用接地方式的保护整定差异,目的是在系统故障或异常工况时,各保护能自动、迅速、有选择地切除故障,保护电气设备不受损坏并避免事故扩大。

华龙一号应急柴油发电机组机械调速器漂移故障分析及解决方案

调速器作为柴油发电机组转速控制的核心部件,对核电厂应急柴油发电机组的安全运行以及全厂失电后恢复应急供电都起着至关重要的作用。结合电子调速器和机械调速器的特点,对华龙一号某核电厂应急柴油发电机组出现的机械调速器零点漂移问题,从调速系统配置、切换逻辑、定值设置、漂移事件过程及后果进行全方面的分析。按照不影响应急柴油发电机组并网以及电子调速器执行安全功能实现的原则,从优化机调定值设置、改善设备运行环境以及增加Droop模式等角度提供解决方案。

柴油机组废气能量联合回收系统的设计与应用

为充分利用柴油机组废气能量,设计了一种以回收柴油机组废气余热为目的,能够实现发电和制冷功能于一体的废气能量回收系统。首先,根据溴化锂吸收式制冷技术实现制冷功能;其次,利用有机朗肯循环余热发电技术实现发电功能;最后,将制冷与发电模式联合,实现制冷与发电功能的协同应用。仿真结果表明:所设计的系统可有效回收废气余热,并能够将制冷和发电协同应用,因此该系统具有一定的推广价值。

风机应急电源配置方案探讨

风机失电时将无法顺浆调整叶片角度来减少风压,风压过大可能引起风机叶片断裂等故障,从而造成巨大的经济损失。为了减少损失,提高风电场可用率,有必要设置风电场应急电源以提高风机运行的可靠性和安全性。提出3种风机应急电源配置方案,通过对各方案进行技术、经济比较,给出配电系统接线最简单、运行费用最少的安全可靠方案。

120kW柴油发电机组振动测试与评估

本文以120kW国产发电机组为研究对象,首先根据GB/T 2820.9-2002《往复式内燃机驱动的交流发电机组第9部分:机械振动的测量和评价》标准对机组进行机械振动实验,通过测试获得机组加速度有效值和时频域测试结果,其次对测试结果进行分析,最后得出发动机端隔振器上方振动幅值较大,可作为隔振设计的关键研究部位。