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时间:2020-03-28
《船舶主汽轮机模块化建模方法及实验研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第12期2015年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01.37,No.12Dec.,2015船舶主汽轮机模块化建模方法及实验研究李东亮1,耿江华1,程刚1,李睿2,刘晓明3(1.海军工程大学,湖北武汉430033;2.中国人民解放军92132部队,山东青岛266000;3.华能伊敏电厂,内蒙古呼伦贝尔021134)摘要:将某船舶主汽轮机作为研究对象,充分考虑船舶汽轮机的结构特性,基于机理建模原理对船舶汽轮机进行模块划分。在MINIS仿真平台上搭建汽轮机的仿真模型,并对其进行稳态实验和动态实验,其中动态试验包含升速过程
2、和减速过程。仿真结果表明,该模型具有较好的准确性,且动态趋势合理,与汽轮机的实际运行状态相符。关键词:主汽轮机;稳态仿真;动态仿真中图分类号:THl37文献标识码:A文章编号:1672—7649(2015)12—0079—04doi:10.3404/j.issn.1672—7649.2015.12.016ModelingmethodandsimulationexperimentsofmainsteamturbineofshipLIDong-lian91,GENGJiang-hual,CHENGGan91,LIRui2,LIUXiao—min93(1.Nava
3、lUniversityofEngineering,Wuhan430033,China;2.No.92132UnitofPLA,Qingdao266000,China;3.HuanengYiminPowerPlant,Hulunbeier02134,China)Abstract:Inthispaper,consideringthestructurecharacteristicsofsteamturbine,amainsteamturbineastheresearchobjectwasmodeledandsimulated.Basedonthesimulatio
4、nplatformofMINIS.thesimulationmodelofturbinewassetupfortllestaticexperimentsanddynamicexperiments.r11ledynamicexperimentsincludespeedtestanddecelerationtest。鸭esimulationresultsshowthatthemodelhashighaccuracyanddynamictrendisreasonable.ThesimulationmodeliSconsistentwit
5、ltheactualrun
6、ningconditionofsteamturbine.Keywords:mainsteamturbine;staticsimulation;dynamicsimulation0引言船舶动力装置是船舶航行运输的关键设备,是船舶的动力核心。目前,主要的船舶动力装置仍然是蒸汽轮机。舰船主汽轮机主要功能是利用蒸汽推动汽轮机转子做功,将热能转化成机械能¨‘21。通过转轴带动螺旋桨转动,以改变船舶的航速和航向。目前,对于汽轮机这个典型工业对象,建模方法大致可分为2种:机理建模推导法和实验测量确定法¨。。这两类方法目前都存在一些问题,机理建模推导法表现在计算过程复杂、繁
7、琐。而实验测量法相应减少了一些计算量,但需要进行大量测量工作,且精度较差"。。。为得到适合船舶主汽轮机的仿真模型,真实反映各个工况下的汽轮机转速的变化规律,本文基于机理建模的原理,对汽轮机进行模块划分。并采用集总参数法,从热力学角度对汽轮机进行分析,建立数学模型,并对汽轮机在不同工况下进行仿真实验。1仿真对象和仿真模型1.1仿真对象主汽轮机分为高压汽轮机、低压汽轮机和倒车汽轮机3部分,如图1所示。高压汽轮机属于内旁通式舰用主汽轮机,由双列复速调节级、冲动式全速级和冲动式低速级构成;低压汽轮机由2个冲动式汽轮机同轴对称布置,从两端进汽、中间排汽。收稿日期:20
8、14—12一叭;修回日期:2014—12—14作者简介:李东亮(1981一),男,讲师,主要研究方向为蒸汽动力装置建模与仿真。·80·舰船科学技术第37卷蒸汽先在高压汽轮机中做功,然后经管路引入低压汽轮机做功。高压汽轮机的低速级只在动力装置低工况时投人工作,以提高汽轮机的效率;在动力装置高工况时,蒸汽再调节级做完功后,将通过开启的内旁通阀绕过低速级直接进人全速级做功。倒车汽轮机由2个双列复速级同轴对称布置,位于低压汽轮机的内侧,中间进汽。倒车汽轮机运行时,主汽轮机和螺旋桨反向旋转,螺旋桨产生与正车航行相反的推力,可以使舰体逆向航行或使正在左右航行的舰体快速停
9、止。主汽轮机以主过热蒸汽为工作蒸汽,在主汽轮机中做完
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