大功率柴油機試車臺冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的設計及優(yōu)化.pdf

1、柴油機試車臺冷卻循環(huán)水系統(tǒng)是維持柴油機正常、穩(wěn)定運行的重要輔機系統(tǒng)之一。若柴油機冷卻不足，會造成空燃比失調(diào)、機油變質(zhì)、活塞抱死等不良后果；若柴油機過冷，冷卻器設備及主機零部件溫度過低，則又會使柴油機熱效率下降、發(fā)火的滯燃期過長，柴油機工作粗暴、CO及HC排放增加。如想充分改善柴油機試車臺冷卻水系統(tǒng)的運行狀態(tài)、優(yōu)化其工作性能，就需分析其工作時的水力、熱力動態(tài)過程。同時為降低試車調(diào)試時的成本，提高試車臺冷卻水系統(tǒng)的經(jīng)濟性，還需對冷卻水系統(tǒng)進

2、行深入研究，優(yōu)化設計，節(jié)省能源。
　　本文以上海滬東重機有限公司柴油機試車臺冷卻循環(huán)水系統(tǒng)為研究對象，詳細的介紹了柴油機試車臺冷卻水系統(tǒng)的組成特點以及運行方式，對系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計，并對其能量利用及溫控原理進行深入研究。具體內(nèi)容包括：依據(jù)流體力學的相關理論對管網(wǎng)系統(tǒng)進行分析，通過系統(tǒng)阻力系數(shù)及離心泵組特性的深入研究，建立試車臺冷卻水系統(tǒng)的水力數(shù)學模型。同時結(jié)合試車臺操作控制系統(tǒng)及實際水力學數(shù)據(jù)，提出一種新的節(jié)能優(yōu)化方案，據(jù)此在AF

3、T Fathom8.0軟件中搭建管網(wǎng)系統(tǒng)的仿真模型，對不同管路特性下低溫冷卻水系統(tǒng)的運行工況進行仿真分析，驗證離心泵組的并聯(lián)特性及系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化方案的適用性與合理性。
　　此外，為了使試車臺冷卻水系統(tǒng)的溫度控制能夠達到理想效果，依據(jù)熱力學的相關理論，對缸套冷卻水系統(tǒng)進行熱力分析，得到其動態(tài)熱力模型。據(jù)此利用MATLAB中Simulink仿真工具建立缸套水系統(tǒng)的仿真模型，對仿真得到的曲線及數(shù)據(jù)進行詳細分析，驗證模型的正確性，并在此基礎

4、上增加PID控制器仿真，通過臨界比例度法整定模型中控制器各參數(shù)，實現(xiàn)主機溫度的快速、無偏差調(diào)節(jié)，同時也驗證了PID控制器的溫控調(diào)節(jié)作用。最后，以缸套水溫控原理為基礎，為滬東重機核電項目開發(fā)設計一套“內(nèi)部切換式”低溫水系統(tǒng)，設計采用GSCU（Gas Supply Control Unit）控制系統(tǒng)對低溫水的冷卻模式進行實時切換，使其滿足現(xiàn)階段臺位“一臺多機”的試車要求。同時新增低溫水PID溫控調(diào)節(jié)及自動加藥技術(shù)，精確控制低溫水水溫及阻垢緩