汽轮机润滑油温模糊控制系统仿真设计

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1、第52卷第1期汽轮机技术Vo1.52No.12010年2,jTURBINETECHNOLOGYFeb.2010汽轮机润滑油温模糊控制系统的仿真设计李钰冰,谢诞梅,李汪繁,杜润庭,蔡笋(武汉大学动力与机械学院,武汉430072)摘要:对于汽轮发电机组,其润滑油温的控制大多是通过人工调节冷油器冷却水阀门开度来实现的。根据某电厂的冷油器原型,结合其工作原理,对其进行了MATLAB建模,并进行了仿真试验(测试其入日油温、冷却水流量及温度等斟素对出口油温的影响情况)。在此基础上,设计了一种可对冷油器冷却水阀门开

2、度进行自动控制的模糊控制器。相关试验结果表明该控制器能将冷油器出口油温保持在要求温度范围内,控制精度满足控制要求。关键词:汽轮机;冷油器;润滑油;模糊控制;自动控制分类号:TK263.6;TH123文献标识码:A文章编号:1001-5884(2010)Ol-0029-03SimulationDesignofLubricatingOi1TemperatureFuzzyControlSystemforSteamTurbineLIYu—bing,XIEDan-mei,LIWang-fan,DURun—tin

3、g,CAISun.(SchoolofPowerantiMechanicalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Tiletemperatureoftheturbineoiliscontrolledbytheactionofworkersthroughadjustingthecoolingwatervalvesintheinos[thermalpowerstationunits.Theoilcolersystemmodelwases

4、tablishedandtestedbasedontheprincipleofthe0i1【oolerinapowerplant.Afuzzycontrollerisdesignedtocontrolthevalvesofthecolingwatertoachievetheauto(.untr~Jloftheoilcooler.Sometestsindicatethatthecontrollercanguaranteetheoutlet0iltemperatureintherangeofrequire

5、ments,andtheprecisionofthesystemmeetsthecontrolrequirements.Keywords:steamturbine;oilcooler;lubricatingoil;fuzzycontrol;automaticcontrol过程如图1所示。0前占冷油器在汽轮发电机组中,润滑油系统担任着润滑、冷却和密封的作f¨,其正常工作是保证汽轮机乃至整个机组正常运行的必要条件。。。通常地,从汽轮机轴承出来的高温润滑油网1冷油器.[作过程的热平衡是依靠冷油器中的循环水柬

6、冷却,且出口油温必须控制在一显然,冷却水与高温回油之间的热交换量q(W)则与换定的范围之内,其油温的调节主要是通过调整冷油器的循环热面积A(nl)、冷油器的传热系数(W/(in·k))及冷却水水人f】阀门F度来实现的。目前,国内大多数电站的汽轮机和回油之间的温差△(K)有关.如式(1)所示:润滑油温调竹采用人【调节,这不仅增加了操作人员的工作q:kAAT(1)强度,也存在着一定的安全隐患。因此.设计一种汽轮机润对于冷油器水侧,冷却水出口温度焓值的变化单位时滑油温的£{动控制系统具有重要的现实意义0。间

7、内进出冷油器的水焓值及热交换量的大小有关。冷却水汽轮机润滑油系统包括油箱、主油泵、射油器、冷油器、的热平衡公式如式(2)和式(3)所示:各种辅助油泵及马达、管道和阀门等部件由于冷油器担负着润滑油的冷却作用,本文选取这一对象进行建模仿真,Q()+q等㈦然mi其真实模型具有参数不确定性等特点,故本文借助模糊:(h)(3)控制算法尝试设汁出了一个能自动调节冷油器阀门开度的对于冷油器的油侧,冷油器出口油温度焓值的变化与单系统,并对其控制效果进行相应分析。位时间内进出冷油器的油焓值及热交换量的大小有关。轴承回油

8、在被冷却过程中的能量守恒方程见式(4)和式(5):1冷油器模型的构建fj^。Q(ht一^)一qm-(4)1.1工作原理To=(h。)(5)冷油器的内部:l[作过程其实是一个简单的换热过程:油式中,Q⋯Q分别为冷油器内水、油的质量流量,kg/s;h侧放出热龄,温度降低;水侧吸收热鼍,温度升高。其热平衡分别为单位质量的进、出冷油器的冷却水焓值,kJ/kg;hh收稿日期:2009-06-30作者简介:李钰冰(1984一).女,硕:}=研究生,主要研究方向为汽轮

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1、第52卷第1期汽轮机技术Vo1.52No.12010年2,jTURBINETECHNOLOGYFeb.2010汽轮机润滑油温模糊控制系统的仿真设计李钰冰,谢诞梅,李汪繁,杜润庭,蔡笋(武汉大学动力与机械学院,武汉430072)摘要:对于汽轮发电机组,其润滑油温的控制大多是通过人工调节冷油器冷却水阀门开度来实现的。根据某电厂的冷油器原型,结合其工作原理,对其进行了MATLAB建模,并进行了仿真试验(测试其入日油温、冷却水流量及温度等斟素对出口油温的影响情况)。在此基础上,设计了一种可对冷油器冷却水阀门开

2、度进行自动控制的模糊控制器。相关试验结果表明该控制器能将冷油器出口油温保持在要求温度范围内,控制精度满足控制要求。关键词:汽轮机;冷油器;润滑油;模糊控制;自动控制分类号:TK263.6;TH123文献标识码:A文章编号:1001-5884(2010)Ol-0029-03SimulationDesignofLubricatingOi1TemperatureFuzzyControlSystemforSteamTurbineLIYu—bing,XIEDan-mei,LIWang-fan,DURun—tin

3、g,CAISun.(SchoolofPowerantiMechanicalEngineering,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:Tiletemperatureoftheturbineoiliscontrolledbytheactionofworkersthroughadjustingthecoolingwatervalvesintheinos[thermalpowerstationunits.Theoilcolersystemmodelwases

4、tablishedandtestedbasedontheprincipleofthe0i1【oolerinapowerplant.Afuzzycontrollerisdesignedtocontrolthevalvesofthecolingwatertoachievetheauto(.untr~Jloftheoilcooler.Sometestsindicatethatthecontrollercanguaranteetheoutlet0iltemperatureintherangeofrequire

5、ments,andtheprecisionofthesystemmeetsthecontrolrequirements.Keywords:steamturbine;oilcooler;lubricatingoil;fuzzycontrol;automaticcontrol过程如图1所示。0前占冷油器在汽轮发电机组中,润滑油系统担任着润滑、冷却和密封的作f¨,其正常工作是保证汽轮机乃至整个机组正常运行的必要条件。。。通常地,从汽轮机轴承出来的高温润滑油网1冷油器.[作过程的热平衡是依靠冷油器中的循环水柬

6、冷却,且出口油温必须控制在一显然,冷却水与高温回油之间的热交换量q(W)则与换定的范围之内,其油温的调节主要是通过调整冷油器的循环热面积A(nl)、冷油器的传热系数(W/(in·k))及冷却水水人f】阀门F度来实现的。目前,国内大多数电站的汽轮机和回油之间的温差△(K)有关.如式(1)所示:润滑油温调竹采用人【调节,这不仅增加了操作人员的工作q:kAAT(1)强度,也存在着一定的安全隐患。因此.设计一种汽轮机润对于冷油器水侧,冷却水出口温度焓值的变化单位时滑油温的£{动控制系统具有重要的现实意义0。间

7、内进出冷油器的水焓值及热交换量的大小有关。冷却水汽轮机润滑油系统包括油箱、主油泵、射油器、冷油器、的热平衡公式如式(2)和式(3)所示:各种辅助油泵及马达、管道和阀门等部件由于冷油器担负着润滑油的冷却作用,本文选取这一对象进行建模仿真,Q()+q等㈦然mi其真实模型具有参数不确定性等特点,故本文借助模糊:(h)(3)控制算法尝试设汁出了一个能自动调节冷油器阀门开度的对于冷油器的油侧,冷油器出口油温度焓值的变化与单系统,并对其控制效果进行相应分析。位时间内进出冷油器的油焓值及热交换量的大小有关。轴承回油

8、在被冷却过程中的能量守恒方程见式(4)和式(5):1冷油器模型的构建fj^。Q(ht一^)一qm-(4)1.1工作原理To=(h。)(5)冷油器的内部:l[作过程其实是一个简单的换热过程:油式中,Q⋯Q分别为冷油器内水、油的质量流量,kg/s;h侧放出热龄,温度降低;水侧吸收热鼍,温度升高。其热平衡分别为单位质量的进、出冷油器的冷却水焓值,kJ/kg;hh收稿日期:2009-06-30作者简介:李钰冰(1984一).女,硕:}=研究生,主要研究方向为汽轮

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