改进自适应遗传算法优化的船用增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法 被引量：5

1

作者 丁志龙 王鹏 +1 位作者 王永刚 苏博群 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期181-186,共6页

[目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。... [目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。[方法]将上锅筒水位偏差的速度和速度变化率引入S函数来设计滑模控制器,采用李雅普诺夫稳定性原理证明其稳定性。在此基础上,利用改进的自适应遗传算法优化滑模控制器。[结果]将改进的自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法与传统的PID控制方法进行了对比分析。在响应斜坡扰动信号和阶跃扰动信号时,改进自适应遗传算法优化的滑模控制器均能够无差跟踪输入信号,其稳定时间比PID缩短5 s,超调量也小于PID。[结论]仿真结果表明,改进自适应遗传算法优化的滑模控制方法具有更优的控制效果。 展开更多

关键词 增压锅炉 水位控制 滑模控制 自适应遗传算法

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船用增压锅炉响应负荷突降的特性仿真分析 被引量：14

2

作者 朱泳 金家善 +2 位作者 严志腾 胡继敏 王玉文 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3678-3686,共9页

针对船用增压锅炉负荷突降影响其安全运行的问题,建立锅炉燃烧及蒸发系统的动态数学模型,利用Matlab软件的Simulink平台,仿真分析增压锅炉在稳态工况并假定燃烧及给水工况不变时,施加负荷突降扰动后锅炉的响应特性。研究结果表明:仿真... 针对船用增压锅炉负荷突降影响其安全运行的问题,建立锅炉燃烧及蒸发系统的动态数学模型,利用Matlab软件的Simulink平台,仿真分析增压锅炉在稳态工况并假定燃烧及给水工况不变时,施加负荷突降扰动后锅炉的响应特性。研究结果表明:仿真结果反映了增压锅炉汽包压力、水位及过热蒸汽温度,在不同负荷突降扰动下的动态响应特性;船用增压锅炉负荷突降,会造成汽包压力、过热蒸汽温度的升高及一定程度的虚假水位,且负荷突降时间越短、幅度越大,压力及温度的骤升效果越明显,虚假水位越严重,对锅炉安全运行的威胁就越大。 展开更多

关键词 船用增压锅炉 负荷 响应特性 动态仿真

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参数法确定舰船增压锅炉的蒸发量 被引量：8

3

作者 周国义 王剑平 何文胜 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第2期30-32,共3页

对于新制造或中修后的蒸汽动力装置的锅炉来说,研究其热平衡、确定其热效率以及检验增压锅炉出力,都必须知道锅炉的蒸发量.针对传统方法确定锅炉蒸发量的不足,运用流体力学基本原理,用参数法推出确定舰船增压锅炉蒸发量的计算公式.只需... 对于新制造或中修后的蒸汽动力装置的锅炉来说,研究其热平衡、确定其热效率以及检验增压锅炉出力,都必须知道锅炉的蒸发量.针对传统方法确定锅炉蒸发量的不足,运用流体力学基本原理,用参数法推出确定舰船增压锅炉蒸发量的计算公式.只需要在稳定工况下通过记录蒸汽参数(pk和pgr、tgr及B),并在计算机上编程计算即可得到蒸发量Dk. 展开更多

关键词 舰船 增压锅炉 蒸发量 参数法 热平衡 热效率

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船用增压锅炉的增压机组和热平衡计算 被引量：5

4

作者 李彦军 赵嘉明 姜任秋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期867-869,874,共4页

为确定船用增压锅炉在不同负荷下涡轮增压机组和锅炉装置热平衡的计算方法,根据涡轮机功率和压气机功率的匹配情况,对涡轮机功率有剩余、无剩余及不足3个工况下的功率、各项损失、热平衡方程、支配热量等的计算方法进行了推导分析,给出... 为确定船用增压锅炉在不同负荷下涡轮增压机组和锅炉装置热平衡的计算方法,根据涡轮机功率和压气机功率的匹配情况,对涡轮机功率有剩余、无剩余及不足3个工况下的功率、各项损失、热平衡方程、支配热量等的计算方法进行了推导分析,给出了具体的计算方法.以某型船用增压锅炉为研究对象,对某些负荷进行了计算,结果证明该计算方法能够很好地满足增压锅炉计算的要求,为继续研究不同负荷下船用增压锅炉热力计算方法奠定了良好的基础. 展开更多

关键词 增压锅炉 不同负荷 涡轮增压机组 热平衡

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参数法估算船用增压锅炉试验时的燃油耗量 被引量：5

5

作者 周国义 曹水 《海军工程大学学报》 CAS 2001年第4期63-66,共4页

针对船用增压锅炉的运用 ,在分析比较传统方法的不足之后 ,推出了用参数法估算船用增压锅炉试验时的燃油耗量的方法 .

关键词 估算 船用增压锅炉 试验 参数法 燃油耗量 舰船

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调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能 被引量：4

6

作者 冯永明 王银燕 +1 位作者 张国磊 王成 《中国舰船研究》 2011年第4期83-88,91,共7页

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立... 根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。 展开更多

关键词 船用增压锅炉 涡轮增压机组 匹配特性 模拟计算

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不同工作状态下增压锅炉的抗冲击特性分析 被引量：7

7

作者 姚熊亮 冯麟涵 张阿漫 《中国舰船研究》 2008年第4期26-32,共7页

舰用增压锅炉是舰船动力系统的重要装置,目前对其抗冲击特性分析研究很少。采用时域模拟方法,对某船用增压锅炉不同工作状态下的冲击响应特性进行数值冲击试验。分析增压锅炉结构冲击响应随载荷参数的变化规律,考虑不同工作状态下内压... 舰用增压锅炉是舰船动力系统的重要装置,目前对其抗冲击特性分析研究很少。采用时域模拟方法,对某船用增压锅炉不同工作状态下的冲击响应特性进行数值冲击试验。分析增压锅炉结构冲击响应随载荷参数的变化规律,考虑不同工作状态下内压对增压锅炉冲击响应的影响,并分析增压锅炉在不同工作状态下的抗冲击极限变化特性,旨在对增压锅炉抗冲击设计提供参考。 展开更多

关键词 增压锅炉 数值试验 抗冲击特性 工作状态

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对某型增压锅炉过热器热特性计算方法的修正 被引量：3

8

作者 张晓东 杨自春 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第4期73-76,共4页

结合高增压锅炉蒸汽过热器管束中传热的计算方法和某高增压锅炉蒸汽过热器的结构特点,建立了该蒸汽过热器管束传热的数学模型,并对该过热器热特性的计算方法进行了修正,最终通过计算得到了该过热器后的烟气温度分布.

关键词 增压锅炉 蒸汽过热器 换热

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基于导热正反问题耦合解法的增压锅炉汽包应力有限元分析 被引量：1

9

作者 李斌 史良宵 +1 位作者 孙恩慧 陈丰 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第12期56-61,68,共7页

为快速得到精确的增压锅炉汽包的应力分布,针对其外壁局部受热的特点,提出了基于导热正反问题耦合解法的汽包瞬态应力求解方法,即采用导热正反问题耦合解法求解复杂边界条件下的增压锅炉汽包温度场,在此基础上,采用二维有限元方法对汽... 为快速得到精确的增压锅炉汽包的应力分布,针对其外壁局部受热的特点,提出了基于导热正反问题耦合解法的汽包瞬态应力求解方法,即采用导热正反问题耦合解法求解复杂边界条件下的增压锅炉汽包温度场,在此基础上,采用二维有限元方法对汽包瞬态理论应力进行计算。同时,利用ANSYS软件对汽包三维温度场与应力场进行了模拟,并结合实验数据与本文方法计算结果进行了对比。结果表明:基于导热正反问题耦合解法求解的温度场具有较高的精度;本文方法计算的汽包理论应力与ANSYS软件模拟结果吻合较好,汽包壁上机械应力与热应力的应力集中系数分别比美国ASME标准推荐值高24.42%,5.32%。 展开更多

关键词 增压锅炉 汽包 导热正反问题 耦合解法 应力 温度场 ANSYS软件

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基于PLC的船用增压锅炉点火与火焰检测装置设计 被引量：3

10

作者 陈兵 孙长江 秦晓勇 《中国舰船研究》 2011年第1期69-72,共4页

针对现有船用增压锅炉点火和火焰检测装置无逻辑保护功能,容易误操作的问题,提出了基于PLC的改进设计方案。利用PLC技术代替传统继电器控制回路,以逻辑保护模块为核心,将系统分为正常点火回路、应急点火回路、炉膛火焰检测回路、空气夹... 针对现有船用增压锅炉点火和火焰检测装置无逻辑保护功能,容易误操作的问题,提出了基于PLC的改进设计方案。利用PLC技术代替传统继电器控制回路,以逻辑保护模块为核心,将系统分为正常点火回路、应急点火回路、炉膛火焰检测回路、空气夹层火焰检测回路和报警回路;提出PLC配置方案和实现逻辑保护功能的方法;利用该方案研制新型增压锅炉点火与火焰检测装置,初步应用表面新装置大大减少船员的劳动量,提高系统的安全性和可靠性。 展开更多

关键词 电点火 逻辑保护 PLC 增压锅炉

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基于约束预测控制的增压锅炉汽包水位系统研究 被引量：6

11

作者 朱齐丹 冷欣 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1246-1250,共5页

为提高增压锅炉汽包水位的控制效果,解决增压锅炉汽包蓄水量和蒸发面积减小带来的变化速度问题,该文研究了增压锅炉蒸发系统的运行机理.基于集总参数法建立了蒸发系统的数学模型,将基于状态空间模型的约束预测控制算法应用于增压锅炉汽... 为提高增压锅炉汽包水位的控制效果,解决增压锅炉汽包蓄水量和蒸发面积减小带来的变化速度问题,该文研究了增压锅炉蒸发系统的运行机理.基于集总参数法建立了蒸发系统的数学模型,将基于状态空间模型的约束预测控制算法应用于增压锅炉汽包水位控制系统,并进行了仿真研究.仿真结果表明,在外界扰动下汽包水位能够控制在规定的约束范围内,显示了约束控制算法的快速性,控制效果比较理想,增强了汽包水位控制系统的稳定性与鲁棒性,对进一步研究增压锅炉控制系统具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 增压锅炉 汽包水位 约束预测控制 状态空间模型

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利用DDAM方法分析舰用增压锅炉抗冲击特性 被引量：9

12

作者 姚熊亮 冯麟涵 张阿漫 《舰船科学技术》 2009年第3期67-72,共6页

舰用设备的抗冲击能力关系到舰船生命力,是舰船抗冲击研究的重点。文中对动态设计分析方法(DDAM)进行详细介绍,采用DDAM对某舰用增压锅炉进行抗冲击分析,计及增压锅炉不同工作状态下内压变化对冲击响应的影响,计算结果得到了增压锅炉的... 舰用设备的抗冲击能力关系到舰船生命力,是舰船抗冲击研究的重点。文中对动态设计分析方法(DDAM)进行详细介绍,采用DDAM对某舰用增压锅炉进行抗冲击分析,计及增压锅炉不同工作状态下内压变化对冲击响应的影响,计算结果得到了增压锅炉的抗冲击特性,表明工作状态使设备抗冲击能力降低,但DDAM分析工作应力对冲击响应的影响比较保守。本文旨在对舰用设备抗冲击分析设计提供参考。 展开更多

关键词 动态设计分析方法 舰船设备 冲击响应 增压锅炉

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增压锅炉烟气发生器燃烧流场与污染排放数值分析 被引量：1

13

作者 穆勇 郑洪涛 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第3期190-192,共3页

为了考察设计方案中增压锅炉烟气发生器的阻力大小及流场条件能否满足系统设计要求,采用FLUENT程序,对增压锅炉烟气发生器设计结构方案的燃烧流场及阻力进行了数值分析,同时考察了发生器的污染物排放性能。数值模拟时采用了RNGk-ε湍流... 为了考察设计方案中增压锅炉烟气发生器的阻力大小及流场条件能否满足系统设计要求,采用FLUENT程序,对增压锅炉烟气发生器设计结构方案的燃烧流场及阻力进行了数值分析,同时考察了发生器的污染物排放性能。数值模拟时采用了RNGk-ε湍流模型、P-1辐射模型、液体燃料喷雾燃烧过程的颗粒轨道模型和PDF燃烧模型,对设计方案的压力场、温度场及NOx排放进行分析,得到了设计方案的阻力特性、温度分布和排污特性。结论表明:该方案的阻力大小及出口温度能够满足设计要求。该工作为优化烟气发生器结构和污染控制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 增压锅炉 燃烧 湍流 数值模拟 NOx

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基于CCD的增压锅炉火焰温度及辐射率检测 被引量：2

14

作者 周国义 唐积才 李忠根 《船海工程》 2011年第3期126-129,159,共5页

为实现对炉内火焰温度分布进行实时监测和有效控制以提高锅炉运行的可靠性和经济性,通过接口与密封装置,将3支彩色火焰图像探测器分别布置在增压锅炉前后墙的观火孔内,通过专业采集软件采集炉内火焰图像并保存至计算机中,运用图像处理... 为实现对炉内火焰温度分布进行实时监测和有效控制以提高锅炉运行的可靠性和经济性,通过接口与密封装置,将3支彩色火焰图像探测器分别布置在增压锅炉前后墙的观火孔内,通过专业采集软件采集炉内火焰图像并保存至计算机中,运用图像处理技术以及基于双色法的火焰温度检测方法得到火焰的辐射温度和辐射率分布图像,实测结果与数值模拟结果吻合较好。不同负荷下试验表明:辐射温度与过热蒸汽温度、烟气压差和燃油压力的变化趋势表现很好的一致性,辐射率的变化趋势则与之相反。 展开更多

关键词 增压锅炉 图像探测器 图像处理 温度和辐射率

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船用增压锅炉燃烧火焰图像获取方法研究 被引量：3

15

作者 唐积才 周国义 《船海工程》 2009年第2期107-109,共3页

以某船蒸汽动力装置的增压锅炉为研究对象,用光学探头和CCD摄像机分别从前后墙的观火孔处摄取炉膛火焰图像,并通过图像采集卡将火焰辐射图像信号送至计算机中,为进行图像处理、分析和计算奠定基础。实验表明,对增压锅炉进行火焰检测,必... 以某船蒸汽动力装置的增压锅炉为研究对象,用光学探头和CCD摄像机分别从前后墙的观火孔处摄取炉膛火焰图像,并通过图像采集卡将火焰辐射图像信号送至计算机中,为进行图像处理、分析和计算奠定基础。实验表明,对增压锅炉进行火焰检测,必须建立合适的冷却吹扫装置,才能得到理想的图像效果。 展开更多

关键词 增压锅炉 火焰图像 火焰检测装置

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增压锅炉火焰图像采集系统研究 被引量：1

16

作者 唐积才 周国义 王为清 《舰船科学技术》 2010年第6期31-35,共5页

增压锅炉是船用蒸汽动力装置的重要组件,对炉内燃烧火焰进行实时监测很有必要。本文通过设计安装接口和密封装置以及彩色火焰探测器,将3支彩色火焰图像探测器布置在前后炉墙的观火孔处,运用专业采集软件摄取炉内火焰图像,并通过图像采... 增压锅炉是船用蒸汽动力装置的重要组件,对炉内燃烧火焰进行实时监测很有必要。本文通过设计安装接口和密封装置以及彩色火焰探测器,将3支彩色火焰图像探测器布置在前后炉墙的观火孔处,运用专业采集软件摄取炉内火焰图像,并通过图像采集卡将火焰辐射图像保存至计算机中,为进行图像处理、分析和炉膛温度场计算奠定基础。现场试验表明,该火焰采集系统运行稳定,可以对炉内火焰图像进行不间断在线采集。 展开更多

关键词 增压锅炉 火焰检测 图像处理 CCD

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船用增压锅炉烟气净化器实验系统及分析方法

17

作者 杨志春 周国义 +1 位作者 何文胜 杨冬 《船海工程》 北大核心 2006年第2期25-28,共4页

通过对增压锅炉净化器净化机理和特性分析,构建了气固两相流动实验系统,选取树脂、EPS聚苯乙烯球、小米等3种固体颗粒作为实验材料,对某型船用增压锅炉烟气净化器样品和新研制产品在不同运行工况下的净化效率及阻力特性进行了系统的模... 通过对增压锅炉净化器净化机理和特性分析,构建了气固两相流动实验系统,选取树脂、EPS聚苯乙烯球、小米等3种固体颗粒作为实验材料,对某型船用增压锅炉烟气净化器样品和新研制产品在不同运行工况下的净化效率及阻力特性进行了系统的模拟实验研究,着重介绍其实验系统及分析方法。 展开更多

关键词 船用增压锅炉 烟气净化器 气固两相流动 特性实验 分析方法

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一种小型增压锅炉炉膛热力计算方法 被引量：4

18

作者 薛敏 李彦军 +1 位作者 祝仲伦 赵启扬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期709-714,共6页

根据船用增压锅炉炉膛换热的特点,分析现有锅炉炉膛换热计算公式的经验及不足,提出适用于船舶锅炉仿真的炉膛换热的简化模型,该模型依据传热学基本的换热关系式,通过假设给出适用于船用增压锅炉炉膛换热的仿真计算模型.将所提出的简化... 根据船用增压锅炉炉膛换热的特点,分析现有锅炉炉膛换热计算公式的经验及不足,提出适用于船舶锅炉仿真的炉膛换热的简化模型,该模型依据传热学基本的换热关系式,通过假设给出适用于船用增压锅炉炉膛换热的仿真计算模型.将所提出的简化模型计算结果与小型增压锅炉实验台的实验数据进行对比.结果表明:仿真结果与实验结果相近,证明了所提出假设的合理性;仿真计算结果表明增压锅炉炉膛换热中对流换热占总换热量的24.15%,将不能忽略.文章所提出的方法和结论对提高增压锅炉仿真计算的精度具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 增压锅炉 炉膛换热 炉膛出口烟温 炉膛仿真

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增压锅炉冷态启动过程中耦合应力及疲劳分析 被引量：3

19

作者 张振华 史建新 +4 位作者 李小龙 曾庆鹏 宿兴东 李晨硕 李彦军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期997-1002,共6页

增压锅炉在冷态启动过程中锅筒的温度和压力变化非常剧烈,导致锅筒在热应力和机械应力的耦合作用下产生疲劳损伤,是造成锅筒发生疲劳破坏的主因。为研究增压锅炉启动过程中锅筒的温度和耦合应力分布规律,本文以实测温度和压力数据作为... 增压锅炉在冷态启动过程中锅筒的温度和压力变化非常剧烈,导致锅筒在热应力和机械应力的耦合作用下产生疲劳损伤,是造成锅筒发生疲劳破坏的主因。为研究增压锅炉启动过程中锅筒的温度和耦合应力分布规律,本文以实测温度和压力数据作为边界条件,基于ANSYS Workbench平台对增压锅炉锅筒的冷态启动过程进行瞬态有限元分析,获得了锅筒整体的温度、耦合应力及危险点的分布情况。结果表明:冷态启动可分为未饱阶段和饱和阶段,不同阶段中锅筒壁面的换热方式存在较大差异;在管孔边缘耦合应力分布具有方向性,且危险点始终位于锅筒辐射区第2排第1根管孔边缘;依据JB4732标准计算的单次启动过程造成的疲劳损耗为0.0000123。 展开更多

关键词 冷态启动 增压锅炉 锅筒 有限元 耦合应力 热应力 机械应力 疲劳损耗

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船用增压锅炉装置的降负荷控制策略 被引量：3

20

作者 黄文元 王刚 +2 位作者 倪何 覃海波 金家善 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期165-170,共6页

为提高增压锅炉装置降负荷速度,改善动力系统机动性,提出一种可行的快速降负荷控制策略.分析增压锅炉装置降负荷特性,结合已有研究成果构建某型船用增压锅炉装置的机理模型,借助Simu Works系统仿真平台搭建全系统模型,进行快速降负荷控... 为提高增压锅炉装置降负荷速度,改善动力系统机动性,提出一种可行的快速降负荷控制策略.分析增压锅炉装置降负荷特性,结合已有研究成果构建某型船用增压锅炉装置的机理模型,借助Simu Works系统仿真平台搭建全系统模型,进行快速降负荷控制策略的仿真实验.结果表明:实验搭接的仿真模型可信度较高,与实际设备运行的误差在0.3%以内;该型增压锅炉装置匀速降负荷时,燃油流量调节阀的最大关阀速度为1.85(°)/s,需要172 s才能重新回到稳定状态,而分段式降负荷控制策略耗时缩短43.78%,且分段数越多,回归稳定耗时越短.研究成果对该型增压锅炉装置的监控系统设计和调节阀参数设定有一定的指导意义. 展开更多

关键词 增压锅炉装置 降负荷特性 空气过余系数 控制策略

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