舰船燃油主锅炉燃烧控制研究

发布时间：2021-11-18 05:27

　　舰船主锅炉作为蒸汽动力装置的核心装备,为适应船舶大型化,动力装置输出功率不断增加,锅炉的蒸汽消耗量大幅提升,而锅炉本身尺寸变化相对较小,使得锅炉系统运行的稳定性降低。因此,采用先进的控制手段和算法,控制锅炉汽包蒸汽压力的稳定,提升燃油的燃烧效率,改善锅炉的稳定性和经济性,是保证舰船高效运行的有效途径。本文以舰船燃油主锅炉为研究对象,在分析其燃烧控制需求的基础上,将仿人智能与PID控制相结合,旨在解决传统PID蒸汽压力控制存在的动态误差大和调节时间长;引入内模控制供风系统,降低其调节滞后时间,从而提升锅炉的燃烧效率。主要完成以下工作:（1）根据舰船燃油主锅炉的总体结构,分析锅炉的主要工作流程以及蒸汽压力控制回路和燃烧效率控制回路的控制需求,并根据各子回路的特点,设计控制系统的总体结构。（2）根据锅炉的物理特性,采用机理建模和公式拟合相结合的方法,建立锅炉的数学模型,基于Simulink仿真平台实现锅炉模型仿真。通过锅炉模型在典型工况下的仿真运行,采集仿真模型主要运行参数,并与实际锅炉实验数据进行对比,验证模型的可行性和准确性。（3）针对舰船燃油锅炉的工作环境,选取ABB AC800M控制... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

供油量0.1kg/s时，风油比与燃油实际燃烧率的拟合曲线

图 3-3 供油量为 0.1kg/s 时，风油比与排烟温度的拟合曲线风油比与排烟温度的拟合公式为：222( ) 3163* ( (( 1.483)/1.22) )3410* ( (( 1.481)/1.247) )7.724* ( (( 0.9681)/0.2321) )f x exp xexp xexp x= + + (3-17)根据供油量和供风量，通过拟合曲线计算出燃油实际燃烧率和排烟温度，将拟合公式(3-14)～(3-17)带入机理建模公式(3-5)～(3-12)中，计算炉膛燃烧系统相关输出参数与供油量和供风量之间的传递函数。3.2.2 汽包模型汽包的主要功能是实现汽水分离，同时储存饱和水和饱和水蒸气，是一个典型的惯性环节，是保证锅炉稳定运行的主要设备。汽包数学模型的建立主要分为液相区和汽相区两部分。对于液相区，进入汽包的水量为供水系统的不饱和水量和上升管的饱和水量，流出汽包的水为进入下降管的水量。汽相区进入的蒸汽量为上升管带来的

图 3-4 锅炉燃烧系统炉膛仿真模型输入参数：燃油供给量、空气供给量。输出参数：水冷壁辐射传热量、出口烟气流量、出口烟气含氧量、出度。所需系数：燃料低热值、进口空气焓值、出口烟气焓值、过量空气系容积、炉膛换热面积、灰污系数、炉膛换热系数、水冷壁辐射换热系数.3 水冷壁仿真模型下降管接收供水系统的不饱和水和锅炉汽包的饱和水，进入水冷壁吸射换热的热量进行加热后，转化为饱和水和饱和水蒸汽，在上升管部水分离后，进入汽包。搭建仿真模型时，由于上升管和下降管只是工移动，所以只考虑水冷壁的热量吸收与工质形态转化。具体仿真模型 所示。


本文编号：3502299