4。3 锅炉温度模型 22

结论 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

船舶自被发明以来，就被人们不断的在改进，不仅是在它的大小，也是在它 的稳定性能上，因为人们需要一个足够大，足够稳定的船舶来进行运输工作。作 为船舶发动机的锅炉，船舱锅炉的稳定性是船舶稳定性的重要指标。一般而言， 锅炉是一种将煤作为燃料，经过燃烧，让锅炉壁管中的水温度升高，到达足够温 度时，水作为水蒸气蒸发出来，由此获得使船舶动力及温度的装置。船舶上有许 多需要蒸汽来驱动的设备，锅炉中水被加热而产生的温度和气压使船舶发动机运 转起来，来作为船舶工作的动力，不仅如此，一些装备驱动所需要的蒸汽和一些 工作空间所需要的温度、湿度也需要由锅炉提供。此类的蒸汽锅炉称之为主锅炉。 而那些通过柴油机来驱动的船舶上，此类的柴油锅炉称之为辅锅炉。其所生产的 蒸汽会当作各种辅机的驱动力，作为加热各类油以及为船员的洗漱和饮用做燃 料。此文以辅锅炉作为研究对象。

1。1 选题的背景及意义

船舱锅炉是一种复杂的被控对象。船舱锅炉控制系统由锅炉液位控制系统、 锅炉温度控制系统、锅炉启动与停止的时间控制系统和自我保护控制系统等一系 列控制系统组成。船舱锅炉通常为蒸汽过来，它所需要的蒸汽参数大致参考如下： 压力 6。0〜lO。OMPa，温度 520〜545°C。通常，船舱内会有两个锅炉系统。一个 为主锅炉系统，一个为辅锅炉系统，辅锅炉系统参数比主锅炉系统略低。一般， 用柴油做燃料来驱动的普通运货船舱内，会装备一台辅助锅炉，用来产生蒸汽（气 压约为 0。51〜0。81MPa)来提供船舱内日常所需，它所排出的蒸汽量控制在 1〜 2t/h。而用柴油做燃料来驱动的大型油轮船上，由于为货油升温、货油泵的动力、 锅炉给水泵及各种船舱机器及其以及洗舱需要很多的水蒸汽量，为了满足这些需 要，通常会装配两台压力为 1。4〜1。8MPa，用来产生驱动蒸汽的辅助锅炉，想比 较之前的，其水蒸气的蒸发量会增高至 30〜140t/h。

船用锅炉设置在在船舱内，由于空间小、运行周期长、需求量大，一般有着 布局精细、便于维修、蒸汽散发量大等特征；但是在真实运行过程中，通常存在 着不少的缺点和需要提高的地方，这些不足可能对普通船舶没什么影响，但是对 于需要进行跨洋运输货物的船舶，会影响到它的运行质量，同时，这些潜在的缺点，也会造成船员心理压力的提高，从而影响工作效率。锅炉液位控制系统就是 一个需要我们去完善的重要稳定性系统。当船舶运输货物时，一般会出现两种不 稳定的状况：锅炉内水量不足和锅炉内水量溢出论文网

1）水量不足

当液位低于最低安全液位时，称为水量不足。当锅炉内水量非常少的时候， 锅炉炉管被加热，炉膛会过度升温，若处理方法不当，比如直接加入过多的水， 由于炉管和炉膛的温度过高，水会瞬间汽化，并产生过量的水蒸汽，这样突变的 汽压，给锅炉炉壁造成非常大的影响，可能会引起爆炸，进而影响到船员以及货 物的安全。所以，当锅炉水量不足的时候，禁止往锅炉中加入过多的水，而是采 用立即停止锅炉继续工作的方法。尽管这样可以做到不产生爆炸的危险，但是由 于缺少锅炉产生的驱动力，船舶就不能正常行驶，同时船员的日常生活也会受到 影响。不仅如此，锅炉中的下降管也会因此产生危险。（管内水往上蒸发的管子 称为上升管，一般锅炉内管道中的水会受热而变成蒸汽上升，类似于水冷管这样 的管道。管内水往下流动的管子称为下降管，一般处于锅炉外，管子的直径大的 下降管，由于不会受热，锅炉内蒸发的水蒸汽在这些管子中冷却，从而让水往下 流）。它会引起下降管中水蒸汽不能及时冷去而带有气体，从而减少下降管水流 压力。这样会在部分上水管中造成流水上方有空气层，水完全依靠重力流动，如 果水流量过大，就产生压力，导致倒灌，打破水循环系统（锅炉的水循环系统由 两部分组成，分别为其中有水蒸汽上升的上升管，和其中水蒸气经过冷却液化下 降的下降管），最终可能使锅炉管道爆炸。 MATLAB船舱过程控制系统建模与仿真研究(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_98916.html