[發明專利]船舶冷卻管路系統變工況低噪聲配置調控方法

有效

• 申請號: 201910635866.2
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110282074B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 梁赟;何濤;郝夏影
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: B63B71/10
• 分類號: B63B71/10
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及一種船舶冷卻管路系統變工況低噪聲配置調控方法，包括建立系統設備綜合特性數據庫；根據系統運行參數判斷當前運行工況下冷卻管路系統內所需要的冷卻流體流量，實現系統換熱平衡；建立管路系統一維模型，對整個冷卻管路系統進行水力匹配計算，得到多個設備組合運行方案實現系統水力平衡；根據數據庫內各設備的噪聲源特性，計算傳遞到管路通?？谔幍脑肼曋?，評估不同方案的聲學水平，從而確定最優低噪聲配置調控方案。本發明實現了對管路系統變工況運行時噪聲水平的定量評估，形成了完整的管路系統低噪聲配置調控技術體系。

技術領域

本發明涉及船舶管路系統的水力計算、振動噪聲分析配置調控系統技術領域，尤其是一種船舶冷卻管路系統變工況低噪聲配置調控方法。

背景技術

船舶管路系統包括動力管路系統和輔助管路系統，由泵、風機等設備驅動水、油、氣等流體介質在管路中運行，從而實現冷卻、潤滑、通風等系統功能。

管路系統的噪聲既包括驅動設備的源噪聲及其沿管路的傳播，也包括流體介質流經管路系統設備元器件如閥門、三通等時所產生的水動力噪聲。

船舶管路系統在設計過程中，出于功能安全性的考慮，一般按最大工況需求進行設備選型，這不僅造成了較高的功率冗余，也使得設備的運行工況偏離設計工況點，而管路系統聲學特性與其水力特性密切相關，只有當設備與管路系統的水力特性匹配時，系統的噪聲水平才有可能降到最低。降低管路系統噪聲水平需要從系統配置的角度考慮，針對不同工況下的運行需求，對各設備的運行工況點進行匹配及調控。

目前，針對管路系統的變工況配置調控大多以降低系統能耗為目的，以設備的運行功率作為調控目標參數，未發現以聲學目標作為調控目標參數的配置調控方法，而且所使用的調節手段較為單一，當運行工況發生較大變化時無法有效完成系統配置調控任務。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中存在的問題，提供一種船舶冷卻管路系統變工況低噪聲配置調控方法，從而建立和完善管路系統低噪聲智能調控技術，在掌握設備元器件綜合特性的基礎上，根據實時監測系統所采集到的系統運行參數判斷當前工況下所需的管路流量需求，在此基礎上依據優化配置調控策略給出噪聲水平最低的各設備匹配運行方案，并最終轉換成對應設備的調控參數，從而實現管路系統的全工況低噪聲運行。

本發明所采用的技術方案如下：

一種船舶冷卻管路系統變工況低噪聲配置調控方法，包括如下操作步驟：

S1：建立系統設備綜合特性數據庫，數據庫中包含冷卻系統中絕大部分設備及系統元器件的綜合特性，冷卻系統中設備包括水泵、閥門、換熱器、三通、彎頭、濾器設備及元器件，綜合特性通過前期測試獲得，將測試結果擬合為曲線輸入數據庫中；

S2：根據系統運行參數判斷當前系統運行工況是否發生變化，并計算當前運行工況下所需要的冷卻流體流量，實現系統換熱平衡；

S3：建立管路系統一維模型，調用數據庫中的元器件綜合特性數據，對整個冷卻管路系統進行壓力損失計算，得到管路阻力特性；

S4：對采用變頻、并聯或串聯等不同調控方式下的水泵揚程與管路阻力進行匹配，得到多個能夠提供所需管路流量的設備組合運行方案；

S5：調用數據庫中的各設備的噪聲源特性，確定不同運行方案下的設備噪聲水平，對比不同方案管口噪聲水平的高低，將噪聲水平最低的方案確定為該工況下的最優系統配置方案。

作為上述技術方案的進一步改進：

接收狀態監測系統采集到的冷卻管路系統運行狀態參數，包括換熱器熱水端的進出口溫度、熱水循環流量、冷卻端的進出口溫度、冷卻循環流量；當換熱器熱水端出口溫度超過或低于限定溫度范圍時判斷工況發生變化；根據換熱平衡公式Φ＝q×c×Δt