大型船舶的蒸汽熱力系統(tǒng)建模及仿真研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展對(duì)大型船舶的需求日益迫切，對(duì)大型船舶的整體設(shè)計(jì)、校核、試驗(yàn)等研究工作也在不斷深入。蒸汽動(dòng)力裝置是大型船舶的核心部件，由此所構(gòu)成的熱力系統(tǒng)不僅龐大，且結(jié)構(gòu)和熱力過(guò)程十分復(fù)雜，對(duì)其安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行和自動(dòng)化程度的要求也非常高。為加強(qiáng)對(duì)大型船舶熱力系統(tǒng)的研究，深入了解和掌握其動(dòng)態(tài)性能，有效驗(yàn)證和指導(dǎo)大型船舶熱力系統(tǒng)的操作、運(yùn)行及設(shè)計(jì)，本文的主要工作是利用低成本高效率的現(xiàn)代試驗(yàn)技術(shù)，建立大型船舶蒸汽熱力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿

2、真試驗(yàn)平臺(tái)。
　　 本文采用模塊化建模技術(shù)和集總參數(shù)化的理論與方法，在分別建立燃燒室、汽包、水冷壁、經(jīng)濟(jì)器、過(guò)熱器、汽輪機(jī)本體、冷凝器、閥門(mén)等熱力系統(tǒng)各組成部件機(jī)理數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立起燃油鍋爐和汽輪機(jī)兩大子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。并利用軟件Matlab/Simulink工具包，建立船舶蒸汽熱力系統(tǒng)各組成部件的模型模塊，形成模型庫(kù)。隨后根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，通過(guò)連接相應(yīng)地模型模塊實(shí)現(xiàn)了燃油鍋爐子系統(tǒng)、汽輪機(jī)子系統(tǒng)、以及整個(gè)熱力系統(tǒng)的

3、仿真組態(tài)和組態(tài)封裝，從而構(gòu)建了大型船舶蒸汽熱力系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)平臺(tái)。研究過(guò)程中，運(yùn)用逐層驗(yàn)證的方法以保證每層組態(tài)模型的正確性。將船舶熱力系統(tǒng)各部件設(shè)計(jì)為彼此獨(dú)立的子模塊，它既是完整的仿真系統(tǒng)中的一部分，又可單獨(dú)仿真運(yùn)行。根據(jù)研究目的不同選擇模塊庫(kù)中的部件子模塊進(jìn)行仿真組態(tài)，可組建不同具體類(lèi)型船舶熱力系統(tǒng)的仿真平臺(tái)。通過(guò)不同參數(shù)擾動(dòng)條件下的仿真試驗(yàn)所獲得的幾個(gè)重要參數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線，與實(shí)際運(yùn)行工況比較，并進(jìn)行理論性分析，驗(yàn)證了運(yùn)用Simuli