变工况下船用主冷凝器污垢沉积规律仿真研究

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1、第55卷第3期汽轮机技术Vo1．55No．32013年6月TURBINETECHNOL0GYJun．2013变工况下船用主冷凝器的污垢沉积规律仿真研究张红磊，严志腾，刘畅(1海军驻哈尔滨汽轮机厂有限责任公司军事代表室，哈尔滨150046；2海军工程大学动力工程学院，武汉430033)摘要：建立了考虑管路污垢沉积下的冷凝器变工况仿真模型。在该模型中，有关数据表明污垢沉积规律符合渐近线趋势。基于仿真模型的建立和应用仿真技术计算，可以得到，随着冷凝器工作时间的增长，冷凝器压力也相应增加，但是由于污垢沉积规律的渐进性，其增长幅度不断减慢。从仿真结果还可以看出

2、，随着冷却水流量的增加，冷凝器压力增幅随着工作时间的增长而不断加大。关键词：SIMULINK；主冷凝器；污垢沉积；变工况分类号：TP301．6文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)03-0195-04SimulationStudyforOf-designPerformancesofMarinePowerPlantCondenserwithFoulingDeposition‘ZHANGHong—lei，YANZhi—teng2LIUChang，(1NavalDeputyOfficeofHarbinTurbineCompanyLimite

3、d，Harbin150046，China；2PowerEngineeringCollege，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Asimulationmodelisproposedforof-designperformanceefectsofmarinepowerplantcondenserwithfoulingdeposition．Themodeloffoulingdepositionsuggestedinthispaperrepresentsfoulingthermalr

4、esistanceversustime，andisatypicalmodelofasymptoticfoulingbasedondataanalysis．AfterthesimulationofthemodelbasedonSimulinkofMatlab，itcanbeconcludedthatforthefoulingdeposition，themoretimelapse，themorecondenserpressureincreaseatvariableinletseawatertemperature，buttheprocessisslower

5、．Anditalsocanbeseethatthemorequantitiesofseawater，themoreincreasingamplitudeofcondenserpressureagainstthetimeoffoulingdepositionpronetobeenlarged．Keywords：SIMULINK；ma~nepowerplantcondenser；foulingdeposition；of-design而制定并优化冷凝器污垢的预防方案等具有非常重要的意0前言义。本文着重建立准确的主冷凝器数学模型，并应用Simulink／Ma

6、tlab仿真技术计算给出了船舶冷凝器变工况特船用主冷凝器是船舶推进装置中非常重要的设备之一。性的变化曲线。在表面式冷凝器内，从汽轮机出来的乏汽被其冷却并维持一定的真空，用以提高额外的功率输出。1热力计算模型在基于自流和直流冷却水系统中，冷凝器的冷却水直接在船舶航行中所产生的动压作用下，流入冷凝器与蒸汽进行文中研究的是典型表面水冷却式船用单流程直流冷凝换热，在换热升温后返回到海水中。影响功率输出的主要器，它将主汽轮机组排出的乏汽凝结成水，并建立和维持要因素是冷凝器压力，也叫真空度，它在变工况时数值并不恒求的背压。定，有关文献指出，每减小10kPa的冷凝

7、器压力，将会增加针对高航速下舰用冷凝器的冷却水采用自流式进行冷2．5％的功率输出。却的特点，利用实验数据拟合出冷却水的流速和船舶的航速为了提高冷凝器的可靠性和变工况特性，有关学者针对之问的关系，进而得到冷却水流量的计算式，其对应的方程不同变工况参数，包括冷却水流量和冷却水入口温度J、焓组为：值和乏汽负荷J、传热系数J、潮汐级别等变化下主冷Vw=A¨·+A·(1)凝器真空度的影响做了大量研究。T2W=3．6．N．P．．单(2)在这些变工况参数中，冷凝器的传热系数会受到污垢沉叶积的影响，进而对冷凝器压力和汽轮机输出功率产生不利的式中，A、A为实验数值拟合

8、得到的常数；p为海水密度；N影响。因此，针对由于自然腐蚀和生物污染等造成的污为冷却水管数量；d为冷却水管内径