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增压锅炉涡轮增压机组压气机喷水特性研究

作　者: 张晓迪
导　师: 李淑英
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 增压锅炉涡轮增压机组仿真计算湿压缩稳态特性
分类号: U664.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
引　用: 1次
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内容摘要

涡轮增压机组是船用增压锅炉的关键设备之一,其性能的好坏直接影响增压锅炉装置的整体性能。在环境温度较高时,空气密度减小,进入涡轮增压机组中的压气机的空气质量减少,影响到增压锅炉的蒸汽生产量,并使得涡轮增压机组中涡轮的输出功下降。而利用压气机进口喷水湿压缩可以解决这个问题。进口喷水湿压缩技术可以降低压气机进口以及压缩过程的温度,减少消耗的压缩功,从而增加涡轮输出功,改善热天增压锅炉涡轮增压机组装置的性能。本文对湿压缩的热力学过程进行了系统分析,并分析了湿压缩过程的传热传质现象。然后利用变比热理论建立了压气机湿压缩的热力学模型。通过对船用增压锅炉动力装置的结构和工作原理的分析,建立了增压锅炉装置的整体数学模型。并且利用MATLAB/SIMULINK建立仿真模块,进行仿真计算,对比分析进口有无喷水时的增压锅炉涡轮增压机组装置的工作性能。经过对仿真结果的分析,环境温度过高时,额定工况下涡轮增压机组中涡轮的输出功会降低,增压锅炉的产气量会减少。当向压气机进口喷入一定量的水时,随着加湿量的增加,压气机流量增加,从而使增压锅炉的产气量有一定数量的增加,涡轮增压机组中涡轮的输出功明显提高,并且在变工况下的涡轮增压机组的功率平衡点降到比原平衡点较低的工况点。从而可以得到结论,在环境温度较高时,压气机湿压缩可以改善增压锅炉涡轮增压机组装置的性能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 研究目的及意义  11
  1.2 增压锅炉的发展状况  11-13
    1.2.1 增压锅炉的国外研究发展状况  11-12
    1.2.2 增压锅炉的国内研究发展状况  12-13
  1.3 湿压缩技术  13-16
    1.3.1 湿压缩技术的特点  13-14
    1.3.2 湿压缩的发展状况  14-16
      1.3.2.1 国外研究发展状况  14-16
      1.3.2.2 国内研究发展现状  16
  1.4 仿真方法研究的发展情况  16-18
    1.4.1 仿真研究的方法  17
    1.4.2 仿真研究的国内外发展状况  17-18
  1.5 本文主要研究工作  18-19
第2章增压锅炉动力装置总体性能分析  19-34
  2.1 引言  19
  2.2 增压锅炉的整体结构及工作原理  19-24
  2.3 涡轮增压机组的结构特点  24-26
    2.3.1 压气机  25
    2.3.2 烟气涡轮  25-26
    2.3.3 辅助汽轮机  26
  2.4 增压锅炉动力装置的优点  26-27
  2.5 涡轮增压机组功率平衡  27-28
  2.6 涡轮增压机组与增压锅炉匹配  28-32
  2.7 大气温度对增压锅炉的影响  32-33
  2.8 本章小结  33-34
第3章增压机组压气机进口喷水理论分析及建模  34-55
  3.1 引言  34
  3.2 湿压缩过程的理论分析  34-37
  3.3 湿压缩对压气机参数的影响  37
  3.4 水滴的蒸发模型及选取  37-40
  3.5 压气机喷水进口温度计算  40-41
  3.6 湿压缩过程的计算模型  41-49
    3.6.1 变比热  41-42
    3.6.2 进口加湿的数学模型  42-46
    3.6.3 湿压缩模型参数的确定  46-49
  3.7 压气机特性曲线处理  49-53
  3.8 本章小结  53-55
第4章增压锅炉装置的数学模型的建立  55-64
  4.1 引言  55
  4.2 增压锅炉装置整体数学模型  55-58
    4.2.1 压气机模型  55
    4.2.2 锅炉模型  55-56
    4.2.3 设计参数拟合  56-57
    4.2.4 蒸汽净带走热量  57-58
  4.3 涡轮模型  58-62
    4.3.1 涡轮进口温度  58-60
    4.3.2 涡轮机输出功  60-62
  4.4 辅助汽轮机数学模型  62-63
  4.5 本章小结  63-64
第5章增压锅炉的仿真计算及结果分析  64-81
  5.1 引言  64
  5.2 增压锅炉仿真模型的建立  64-68
  5.3 稳态仿真结果及分析  68-79
    5.3.1 额定工况下湿压缩对涡轮增压机组影响的仿真结果  68-75
    5.3.2 仿真结果分析  75-77
    5.3.3 额定工况下湿压缩对锅炉产气量影响的仿真结果  77
    5.3.4 仿真结果分析  77-78
    5.3.5 稳定变工况湿压缩对涡轮增压机组功率平衡影响的仿真结果  78-79
    5.3.6 仿真结果分析  79
  5.4 本章小结  79-81
结论  81-83
参考文献  83-87
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  87-88
致谢  88

增压锅炉涡轮增压机组压气机喷水特性研究

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