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燃气轮机化学回热闪蒸控制系统的研究

作　者: 刘东涛
导　师: 杨家龙
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 轮机工程
关键词: 闪蒸控制系统 换热器 蒸汽发生器 PID参数整定 控制模型
分类号: U664.131
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 42次
引　用: 2次
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内容摘要


燃气轮机化学回热循环是一种新型先进循环方式。而闪蒸控制技术是提高闪蒸蒸汽量与蒸汽品质,保证化燃气轮机学回热循环安全运行的重要技术。闪蒸控制系统通过换热设备利用烟气余热加热补给水产生蒸汽,并对闪蒸后的水、蒸汽的余热充分利用。燃气轮机化学回热闪蒸控制系统的仿真对燃气轮机化学回热实验台实验具有重要作用。本文利用MATLAB/Simulink软件对燃气轮机化学回热闪蒸控制系统进行了仿真研究。考虑到循环工质的变比热特性及部件的各种惯性,所建模型具有很好的通用性,利用模块化建模思想建立了闪蒸控制系统各部件的模型,避免了重复工作,减少了建模的工作量。本文的主要研究内容如下：1、对闪蒸系统进行了分析,对换热器和蒸汽发生器工作原理和特性分析,建立换热器、闪蒸室的动态数学模型,为仿真建模打下了基础。2、对闪蒸控制系统控制目标分析,确定控制对象,建立闪蒸控制系统控制器的控制模型。3、利用MATLAB/Simulink软件对控制器的PID参数进行了整定,并不断反复人工调试,提高控制器的控制效果。4、利用MATLAB/Simulink软件建立燃气轮机化学回热闪蒸控制系统模型,并对控制系统仿真。5、利用仿真模型仿真烟气流量变化和烟气温度变化对燃气轮机化学回热闪蒸控制系统干扰效果并对它们分析、比较；仿真计算出一级闪蒸蒸汽量为零时,烟气流量、温度以及补给水供水量等情况,并与恒压供水条件下的工况作了比较、分析；分析比较不同烟气流量变化速率条件下系统的控制效果。对燃气轮机化学回热实验台闪蒸控制系统控制有着重要作用。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 燃气轮机化学回热闪蒸控制系统研究的目的和意义  10-11
  1.2 燃气轮机化学回热闪蒸控制系统的研究现状  11-21
    1.2.1 热交换器技术的研究现状  11-12
    1.2.2 蒸汽发生器技术的研究现状  12-14
    1.2.3 PID控制技术的研究现状  14-16
    1.2.4 MATLAB仿真技术研究发展  16-21
  1.3 本文主要研究内容  21-23
第2章 燃气轮机化学回热闪蒸控制系统数学模型  23-46
  2.1 燃气轮机化学回热闪蒸系统  23-24
  2.2 化学回热闪蒸控制系统各部件的数学模型  24-40
    2.2.1 闪蒸室数学模型  24-27
    2.2.2 换热器数学模型  27-40
  2.3 管路阻力数学模型  40-42
    2.3.1 管道阻力计算  40-41
    2.3.2 阀门阻力计算  41-42
  2.4 闪蒸控制系统数学模型的数据处理  42-45
    2.4.1 神经网络法  43-44
    2.4.2 利用神经网络法拟合压力-温度曲线  44-45
  2.5 本章小结  45-46
第3章 燃机轮机化学回热闪蒸控制系统控制  46-69
  3.1 引言  46
  3.2 PID控制器的基本原理  46-48
    3.2.1 PID控制器的基本结构  46-47
    3.2.2 控制器参数对控制性能的影响  47-48
    3.2.3 控制规律的选择  48
  3.3 闪蒸控制系统的对象  48-60
    3.3.1 饱和器出口处的补给水温度控制  49-56
    3.3.2 冷凝器液位控制  56-60
  3.4 闪蒸系统PID控制的PID参数整定  60-68
    3.4.1 PID参数整定方法  60
    3.4.2 控制器的PID参数整定  60-68
  3.5 本章小结  68-69
第4章 基于MATLAB/SIMULINK闪蒸控制系统仿真  69-90
  4.1 闪蒸控制系统采用的控制软件  69
  4.2 燃气轮机化学回热闪蒸控制系统的仿真模型  69-73
    4.2.1 燃气轮机化学回热闪蒸系统的仿真模型  70-73
    4.2.2 燃气轮机闪蒸控制系统的控制仿真模型  73
  4.3 燃气轮机闪蒸控制系统的动态仿真结果  73-89
    4.3.1 烟气流量变化对闪蒸控制系统干扰的仿真结果  74-78
    4.3.2 烟气温度变化对闪蒸控制系统干扰的仿真结果  78-81
    4.3.3 仿真计算产生一级闪蒸蒸汽时的工况条件  81-85
    4.3.4 比较不同烟气流量变化工况对系统干扰的仿真结果  85-89
  4.4 本章小结  89-90
结论  90-92
参考文献  92-97
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  97-98
致谢  98

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶动力装置 > 燃气动力装置 > 燃气轮机
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