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《哈尔滨工程大学》 2010年
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船用燃蒸联合动力系统的性能仿真研究

苗安立  
【摘要】: 燃气轮机动力装置正在世界各国船舶上大量使用,提高燃气轮机动力装置的经济性也受到了越来越多的重视,燃气—蒸汽联合循环(COGAS)就是一种非常有效地手段。燃气—蒸汽联合循环在国外的船舶上已经有了应用,而在我国只是在电站中有应用,在船舶上还是空白。因此,研究船用燃气—蒸汽联合循环对我国船舶动力的发展有极其重要的意义。 本文分析了燃气—蒸汽联合循环两种常用的型式,并通过余热锅炉补燃与否、余热锅炉的水循环、蒸汽系统循环方式等几个方面确定本文采用的余热锅炉的方案。方案确定以后,根据余热锅炉主要参数的选择原则以及优化原则,确定余热锅炉的参数。利用选定的参数完成余热锅炉的热力计算以及烟气阻力计算,并且确定汽轮机的进出口的参数。蒸汽系统方案确定以后,还对船舶上应用该燃气—蒸汽联合循环方案进行了可行性论证。 建立燃气轮机、余热锅炉和汽轮机三大部件的动态数学模型。并利用数学模型,以Matlab/Simulink为仿真平台建立各个部件仿真模型。再根据各个部件之间的联系,完成燃气—蒸汽联合循环整个系统的仿真模型。利用已完成的仿真模型,基于燃气轮机负荷的变化,研究燃气—蒸汽联合循环的稳态性能和变工况性能,验证仿真模型的合理性。最后以燃气轮机负荷变化及燃油量的变化研究联合循环的动态性能。这为燃气—蒸汽联合循环在我国船舶上的实际应用提供了一定的理论基础。
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