大型船用燃油锅炉水位建模及控制策略的研究

【摘要】： 锅炉是全船重要的动力设备,其功能是供给合格蒸汽,使锅炉蒸汽量适应负荷的需要。为此,生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。锅炉汽包水位是主要工艺参数,它关系着汽水分离的速度和生产蒸汽的质量,也是确保安全生产的重要参数。随着科学技术的飞速发展,现代锅炉向蒸发量大,汽包容积相对减小方向发展。这样,要使锅炉的蒸发量随时适应负荷设备的需要量,汽包水位的变化速度必然很快,稍不注意就容易因虚假液位造成烧干锅,或者汽包满水。可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。 MISSIONTM-D型锅炉是一个参数随运行工况的变化而变化的多变量、非线性、时变的复杂系统。本文首先从锅炉汽包内水的热平衡、物质平衡原理出发,建立了锅炉水位对象的通用机理数学模型,并着力研究了MISSIONTM-D型锅炉水位对象控制模型的特点。 本课题在具体分析了一些影响汽包水位对象控制主要因素的基础上,详细分析讨论了目前通常采用的控制方法,深入分析了水位对象模型的动静态特性。为锅炉及控制系统的设计提供了理论依据。运用MATLAB、SIMULINK仿真工具,详细分析了蒸汽负荷、给水量、热负荷等变量对锅炉水位的影响。