舰用蒸汽动力系统主汽压力控制方法仿真

针对舰用蒸汽动力系统工况转换中主蒸汽压力调节过程波动幅度大、稳定耗时长等问题,提出一种PID和隐式广义预测控制复合的控制方法。建立包含增压锅炉、主汽轮机、冷凝器等设备的蒸汽动力系统仿真模型,并通过实验数据进行校验;采用PID-GPC隐式控制方式对仿真模型进行升降负荷实验。结果表明：PID-GPC隐式控制方法弥补了GPC隐式算法初次响应慢的缺陷,减小了动态变化过程中主蒸汽压力波动幅度,缩短稳定时间。     

不同运行环境蒸汽动力系统特性

环境温度和压力作为蒸汽动力系统的自然工作条件,对于动力系统尤其是增压锅炉装置运行的安全性及经济性有重要影响。建立了蒸汽动力系统仿真模型,对不同环境条件下的动力系统运行特性进行仿真研究。结果表明：环境温度越高,涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大,动力系统燃油消耗量越大;环境压力越低,涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大,动力系统燃油消耗量越大;动力系统负荷越低,辅助汽轮机在为压气机提供功率时所占的比重越大。     

回汽保护控制下舰用蒸汽动力系统响应规律

回汽保护是缓解蒸汽动力舰船紧急减速时汽包压力骤升幅度、提高舰船机动性的有效措施。建立增压锅炉、主汽轮机、调节阀等设备模型,集成了回汽保护系统仿真模型,并应用试验数据对仿真模型进行了校验。对不同回汽保护控制条件下蒸汽动力系统响应规律进行仿真研究,研究结果表明:倒车调节阀开度越大、开阀时间越短,汽包压力骤升幅度越小,回汽保护效果越明显;倒车调节阀开度越大,冷凝器喉部最高温度越高,而开阀时间对于冷凝器喉部最高温度无明显影响。     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器的充汽特性

船用蒸汽蓄热器的充汽过程涉及复杂的汽液两相质量、能量传递过程,其充汽特性对于舰载机弹射过程至关重要。借助小型船用蒸汽蓄热器实验系统进行了不同运行条件下的充汽特性实验。实验结果表明:在充汽过程中工质水的温度出现了分层现象,蓄热器底层水温较低,上层水温较高;充汽结束后蓄热器压力随着其内部工质由非平衡态过渡为平衡态的过程出现反向降低并最终稳定的现象;由不均衡势差引起的压降比随着储存水质量的减小和单位时间注入能量的提升而变大;充汽流量、充汽初压、初始水位对蓄热器充汽特性影响显著,在实际应用中应结合弹射自身需求对工作参数进行合理设置。