船用增压锅炉响应负荷突降的特性仿真分析

针对船用增压锅炉负荷突降影响其安全运行的问题,建立锅炉燃烧及蒸发系统的动态数学模型,利用Matlab软件的Simulink平台,仿真分析增压锅炉在稳态工况并假定燃烧及给水工况不变时,施加负荷突降扰动后锅炉的响应特性。研究结果表明:仿真结果反映了增压锅炉汽包压力、水位及过热蒸汽温度,在不同负荷突降扰动下的动态响应特性;船用增压锅炉负荷突降,会造成汽包压力、过热蒸汽温度的升高及一定程度的虚假水位,且负荷突降时间越短、幅度越大,压力及温度的骤升效果越明显,虚假水位越严重,对锅炉安全运行的威胁就越大。

船用增压锅炉动态特性仿真研究

船用增压锅炉是船用主锅炉发展的方向,为了满足船舶的性能需求,提高系统工作有效性,对船用增压锅炉动态特性的研究具有重要意义。对增压锅炉的蒸发区的数学模型进行的建构,并采用集总参数建模方法建立增压锅炉数学模型。根据某型船用增压锅炉的设计数据和所建立的数学模型,在时域上进行增压锅炉加负荷过程的动态特性研究,得出了增压锅炉内部各参数对燃油扰动的动态响应,通过仿真分析了船用增压锅炉的加负荷动态特性变化规律。证明研究为船用增压锅炉的设计提供参考。

船用增压锅炉热平衡计算

热平衡计算是船用增压锅炉热力性能计算的基础,由于增压机组参与锅炉热力过程,使增压锅炉热平衡计算更加复杂。本文提出了增压锅炉分段热平衡计算方法,并对直接热平衡和分段热平衡两种方法进行了分析探讨;提出了适用于增压锅炉变负荷计算的通用增压机组热损失公式,给出了针对辅助汽轮机做功的燃料支配热量计算公式,并进行了实例计算分析,分段热平衡计算结果比较理想,为船用增压锅炉性能计算分析提供了参考。

参数法估算船用增压锅炉试验时的燃油耗量

针对船用增压锅炉的运用 ,在分析比较传统方法的不足之后 ,推出了用参数法估算船用增压锅炉试验时的燃油耗量的方法 .

船用增压锅炉汽包水位的多模型滑模预测控制

针对船用增压锅炉汽包水位非线性、时变和环境不确定性带来的控制难点,传统控制方法很难取得很好的控制效果,采用预测控制基本原理,将滑模变结构控制和预测控制相结合,利用局域点线性化的方法确定汽包水位的预测模型,得到了多模型滑模变结构预测控制策略。仿真结果表明,在变负荷情况下船用增压锅炉汽包水位的多模型预测控制策略实现了系统的快速控制。滑模变结构的强鲁棒性改善了预测控制特性,解决了汽包水位非线性不确定性的控制难点,且具有很好的鲁棒性。

变偏置双交叉燃烧控制在船用增压锅炉装置的应用

针对船舶增压锅炉负荷变化频繁且变化幅度大的特点,以及双交叉燃烧控制中固定偏置不能反映负荷变化的大小这一缺点,给出了一种非线性变偏置双交叉限幅燃烧控制策略,讨论了变偏置函数对控制系统的影响.计算机仿真试验给出了变负荷时燃烧系统过渡过程曲线.仿真曲线不但证实了变偏置双交叉限幅燃烧控制理论的正确,并且对比了不同类型偏置函数对系统的影响.变偏置双交叉限幅燃烧控制策略使燃烧系统既具有经济性又有快速性,而且对减少主蒸汽压力的动态偏差效果也十分显著.

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。

船用增压锅炉烟气净化器设计及制造工艺

以某船用增压锅炉烟气净化器为对象,分析其工作环境、特性、各种影响因素和制造工艺,并对样品和新研制产品在所设计的实验系统上进行了性能对比模拟实验。结果表明:该型净化器适合分离颗粒直径在100μm^1 000μm之间的固体颗粒;研制产品在其工作环境下具有较高的分离效率和很小的风压损失,工作性能满足装备使用要求。本文着重介绍其设计和制造工艺。

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。

船用增压锅炉过热器内流场数值模拟与流量分配规律研究

针对某船用增压锅炉过热器结构复杂的特点,用PRO/E建立了过热器内蒸汽空间的整体三维模型,选择更合理的边界条件,以流体力学基本方程组和标准的k-ε双方程湍流模型为数学模型,对不同结构参数的过热器蒸汽流场分别进行了整体三维数值模拟,直接得到并联各管蒸汽质量流量分配规律。分析、归纳并验证了影响流量偏差的各种结构因素。计算结果表明,该型过热器采用细密管束沿集箱轴向均匀进汽,并将第二、三流程沿炉膛宽度方向分隔成三部分的特殊结构,能显著减小各部分的流量偏差与热负荷偏差,并利用倾斜挡板减缓了集箱腔体内沿流向的静压下降幅度,使流量偏差与炉膛热负荷分布保持一致。挡板形状和流程布置方式有利于减小过热器管束的壁温差异。当保持过热器的其它结构特征(流程布置方式、挡板型式、管束引入引出方式和位置等)不变时,流量分配不均匀性取决于单位集箱长度上的支管总横截面积与集箱横截面积之比,以及支管平均长度与集箱长度之比两个参数,前者越小,或后者越大,则支管流量分配越均匀。计算方法和结果对于过热器结构优化设计有重要参考价值,并为建立流量偏差同结构参数之间的通用性关联式奠定了基础。

船用增压锅炉烟气净化器的国产化

增压锅炉的排烟含有许多杂质，如固体颗粒、SOx、雾化燃油的蒸汽携带盐分等等，如不净化，这些杂质在〈600℃的高温高速烟气下进入燃气轮机，将缩短燃气轮机的寿命，降低其效率甚至发生事故，所以船用增压锅炉必须设有烟气净化器。净化器由于受高温高速带腐蚀性和固体颗粒的冲刷，净化器片的材料要求高，加工难度大，焊接水平要求高，目前我国船用增压锅炉的净化器全部靠进口，而且许多船用增压锅炉机组还是整套进口的．、其实，船用增压锅炉机组除净化器以外的部件，如炉体受热面配风器、燃油雾化器以及与之配套的燃气轮压气机组蒸汽轮机组，国内都早已能制造。所以净化器的国产化就成为船用增压锅炉机组国产化的关键。

船用增压锅炉烟气净化器研制成功

船用增压锅炉机组，由于体积小，效率高，且适应行船负荷变化的能力强而备受欢迎。船用增压锅炉机组的燃气系统工作过程是：大气进入高转速燃气轮机压气机组的压气机，空气被压缩并伴随温度升高，通常在140～180℃范围内，加热了的压缩空气送向燃烧室与雾化的燃油混合燃烧，高温燃烧产物的热能部分被增压锅炉的受热面吸收后，带压力的烟气去燃气轮机做功后排入大气。增压锅炉的排烟含有许多杂质如固体颗粒、SOx及蒸汽携带的盐分等等，如不净化，

船用增压锅炉热平衡及热损失的计算方法

热平衡计算是锅炉热力性能计算的关键。针对带涡轮增压机组做功的增压锅炉结构特点和工作特点进行分析和阐述,提出了考虑空气夹层吸热的船用增压锅炉热平衡及热损失的计算方法,给出了进入炉膛热量、各种损失、特别是增压机组热损失和保热系数的计算式,并对某增压锅炉有、无空气夹层的影响进行了热力校核计算,计算结果接近实际情况。本研究提出的计算方法可为船用增压锅炉热力性能计算提供参考。

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。

增压锅炉自动燃烧调节系统燃油滑阀组的特性研究

以船用增压锅炉自动燃烧调节系统燃油滑阀组为对象,通过理论分析、部件国产化研制和试验对其工作特性进行了初步探讨。研究表明经调节滑阀的燃油流量具有单值性,且为比例调节,即在燃油调节滑阀前后压差ΔP一定时,喷油量B∝f。其结果为该系统的研制试验、运行管理和维修培训等进一步研究提供依据。