船用增压锅炉汽水系统建模与动态仿真

发布时间：2017-05-24 18:00

  本文关键词：船用增压锅炉汽水系统建模与动态仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 目前，国内对增压锅炉的仿真研究尚处于起步阶段。增压锅炉结构复杂，，其动态数学模型具有非线性，多参数耦合等特点。在船用蒸汽动力装置仿真系统开发中，增压锅炉的仿真研究对掌握整个机组动态特性起着关键性作用。本文主要工作是建立适用于船用增压锅炉汽水系统的动态数学模型并对不同扰动情况进行动态仿真研究。 为了得到适合某型船用增压锅炉汽水系统的仿真模型，本文从基本物理定律出发研究了汽水系统单相区和两相区动力学特性。分别建立了单相区分布参数动力学模型和集总参数动力学模型，以及两相区集总参数动力学模型和分布参数下的集总参数动力学模型。在分析比较上述两种方法优缺点的基础上，针对船用增压锅炉单相区、两相蒸发区的特点，船用增压锅炉单相受热管(过热器、经济器)采用集总参数化的建模方法，两相蒸发区采用简化为几个环节(汽包、水冷壁等)的分布参数下的集总参数化的建模方法。在上述动态数学模型的基础上，采用四阶龙格—库塔法对微分方程进行离散化处理，利用C++语言编制仿真程序代码。利用该仿真模型，本文对增压锅炉负荷变化、给水变化等不同的扰动情况进行了汽包压力、水位、过热蒸汽温度等重要指标的动态仿真实验。实验结果符合汽水系统基本规律、过程机理，能够反映了汽水系统不同扰动情况下的动态响应趋势，证明本文所建立模型的合理性和正确性。 另外，基于课题研究的内容，本文还对工质热物性计算及可视化建模进行了一定的研究，在以后的工作中将进一步完善。
【关键词】：增压锅炉 汽水系统 数学建模 动态特性 仿真
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U664.111
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10-13
• 1.1.1 增压锅炉概况10-11
• 1.1.2 增压锅炉动态特性研究的必要性11-13
• 1.2 相关领域研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究状况13-15
• 1.2.2 国内研究状况15-16
• 1.3 本文研究的意义和主要工作16-18
• 1.3.1 研究意义16
• 1.3.2 主要工作16-18
• 第2章 锅炉动态数学模型及汽水系统动力学特性18-38
• 2.1 锅炉动态数学模型的作用与类型18-19
• 2.2 锅炉动态数学模型的建立19-23
• 2.2.1 锅炉数学模型的特点19-22
• 2.2.2 动态模型建立的步骤和方法22-23
• 2.3 单相区动力学模型23-28
• 2.3.1 单相分布参数一维动力学模型23-26
• 2.3.2 单相集总参数对象动力学模型26-28
• 2.4 两相区动力学模型28-37
• 2.4.1 两相集总参数化动力学模型29-32
• 2.4.2 两相分布参数下的集总参数化动力学模型32-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 船用增压锅炉整体数学模型38-55
• 3.1 船用增压锅炉模型的构成38-41
• 3.2 增压锅炉蒸发系统数学模型41-48
• 3.2.1 汽包数学模型41-43
• 3.2.2 水冷壁数学模型43-44
• 3.2.3 循环流量44-46
• 3.2.4 蒸发区压力变动速度对循环安全性的影响46-48
• 3.3 增压锅炉过热器数学模型48-50
• 3.4 增压锅炉经济器数学模型50-51
• 3.5 增压锅炉烟气侧数学模型51-54
• 3.5.1 炉膛烟气放热模型52-53
• 3.5.2 对流传热区模型53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 增压锅炉的计算机仿真55-64
• 4.1 系统的计算机仿真55-57
• 4.1.1 仿真的定义55
• 4.1.2 仿真的实现55-56
• 4.1.3 仿真步骤56-57
• 4.2 仿真算法57-61
• 4.2.1 几种常用的数值积分方法57-59
• 4.2.2 数值积分方法的选择59-61
• 4.3 增压锅炉汽水系统仿真的实现61-63
• 4.3.1 算法的程序格式61
• 4.3.2 变量的命名61-62
• 4.3.3 工质热物性子函数62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 船用增压锅炉汽水系统仿真实验64-72
• 5.1 仿真对象稳态测试64-65
• 5.2 增压锅炉汽水系统动态测试65-71
• 5.2.1 减负荷动态测试65-67
• 5.2.2 升负荷动态测试67-69
• 5.2.3 给水温度阶跃变化动态测试69-70
• 5.2.4 两种大扰动情况的比较70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 结论72-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果77-78
• 致谢78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 冷欣;朱齐丹;;基于径向基函数神经网络动态补偿的船用增压锅炉汽包水位多模型预测控制[J];吉林大学学报(工学版);2011年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 张明娇;7.5万吨油轮辅锅炉模拟器设计[D];大连海事大学;2011年

2 付强;增压锅炉用涡轮增压机组的性能匹配仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 湛力;船用增压锅炉过热器二维动态仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

  本文关键词：船用增压锅炉汽水系统建模与动态仿真，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：391514