透平压缩机组控制系统的调速与防喘振研究

发布时间：2017-07-20 19:27

  本文关键词：透平压缩机组控制系统的调速与防喘振研究

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【摘要】：随着我国产业经济的发展,工业生产中对动力和能源的消耗量越来越大,蒸汽透平驱动压缩机组作为一种可取代电力拖动的工业运用方案,逐渐被广大有蒸汽条件的用户所接受。该机组能有效利用工厂废热蒸汽,降低工厂能量损失,具有较高的节能经济性,能为用户创造可观的经济效益。因此,对该机组的工程设计的研究,将对国内企业节能减排项目的研究具有重要意义。本文以蒸汽透平压缩机组为研究对象,对其控制系统进行研究和分析。工作内容主要包含以下三个部分:第一,从机组运行原理出发,阐述了离心压缩机和蒸汽透平的构造和工作过程,并对机组运行时的故障进行分析,指出压缩机防喘振和速度控制是控制单元的核心,提出了两个重要问题需要解决:离心压缩机防喘振和机组输入转速调节。第二,重点分析喘振发生的根本原因,提出一种基于温度补偿的防喘振方法,并对其进行数学建模,提出防喘振控制的控制方案。同时对基于这种方案进行试验测试,模拟夏季和冬季工况参数,进行试验数据对比分析,同时并对压缩机控制系统的控制流程构建和功能进行划分,同时对控制器的功能和配置提出具体要求。第三,建立蒸汽透平的调速系统数学模型,并对模型的稳态性进行Simulink对比分析,指出调速系统中的关键设备的性能设计和选型要求,同时对其他的控制功能(例如安保、超速)等提出具体设计要求。最后,作者希望能够通过此文,规范公司对类似机组整体控制蒸汽透平系统的设计和指导工程运用。
【关键词】：蒸汽透平 压缩机 转速调节 防喘振
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题背景和来源7
• 1.2 蒸汽透平驱动压缩机组控制发展现状7-10
• 1.2.1 蒸汽透平控制技术的发展现状8-9
• 1.2.2 离心压缩机控制技术的发展现状9-10
• 1.2.3 蒸汽透平驱动压缩机组控制系统存在的问题10
• 1.3 压缩机防喘振控制概述10-12
• 1.4 蒸汽透平转速控制概述12
• 1.5 课题研究的内容和意义12-14
• 第二章 蒸汽透平驱动压缩机组的构成及原理14-20
• 2.1 蒸汽透平工作原理与控制14-15
• 2.1.1 蒸汽透平的工作原理14-15
• 2.1.2 蒸汽透平的控制系统简介15
• 2.2 离心压缩机工作原理与控制15-19
• 2.2.1 离心压缩机的工作原理15-17
• 2.2.2 离心压缩机控制系统17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 压缩机组防喘振控制20-49
• 3.1 喘振的机理与危害20-24
• 3.1.1 气流旋转脱离20-21
• 3.1.2 离心压缩机的喘振21-23
• 3.1.3 引起喘振的原因23
• 3.1.4 喘振的危害23-24
• 3.1.5 机组防喘振的处理24
• 3.2 经典防喘振方法介绍24-26
• 3.3 温度补偿式防喘振控制工程理论建模26-32
• 3.3.1 防喘振工程控制理论26-28
• 3.3.2 基于温度补偿的防喘振控制方法28-29
• 3.3.3 温度补偿型防喘振系统的构建29-32
• 3.4 实际温度补偿型防喘振线的测定32-37
• 3.5 温度补偿式防喘振运行数据分析37-44
• 3.6 带有温度补偿式防喘振系统的压缩机控制系统设计44-48
• 3.6.1 控制系统流程44-45
• 3.6.2 控制系统构建45-48
• 3.7 本章小结48-49
• 第四章 蒸汽透平转速控制49-65
• 4.1 转速调节系统动态性能分析50-60
• 4.1.1 转速调节系统结构50
• 4.1.2 转速调节系统数学建模50-53
• 4.1.3 传递函数建立及求解53-55
• 4.1.4 动态模拟输出结果分析55-60
• 4.2 转速控制器的功能配置要求60-64
• 4.2.1 转速控制器的功能要求60-63
• 4.2.2 转速控制器的硬件选择63-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 本文的不足及展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-73

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本文编号：569659