郑军林 石 帅 蔡 林

（[1]海装驻武汉地区第二军事代表室 湖北·武汉 430064；[2]中国舰船研究设计中心 湖北·武汉 430064；[3]湖北师范大学电气工程与自动化学院 湖北·黄石 435002）

1 概述

换热器也被称为热交换器，它能使热流体的热量传递给冷流体，使流体温度控制在工艺要求范围内的一种热交换设备。表面式换热器包括管壳式、板式等类型，在船舶动力领域有着广泛的应用，例如滑油冷却器、空冷器、凝汽器、抽气冷却器等，均属于表面式换热器。换热器在实际使用过程中，需要根据工艺生产的要求，实时对换热器的工质进行加热或冷却来维持一定的出口温度，由于换热系统运行过程中各种不稳定因素的存在，导致在换热器的运行过程中，流量和温度扰动经常发生，这对换热器的温度控制带来了难度。

管壳式换热器的温度控制是一个典型的大惯性环节。由于系统本身有一定的热容量，系统传热介质具有一定的导热能力，所以当系统被加热或冷却时，系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间，这种性质称为系统的热惯量(Thermal inertia)，也称为热惯性。换热器的热惯性对换热系统温度的调节带来了较大的难度，对于一些对被换热工质温度、流量要求比较苛刻的场合，必须采用一些特殊的控制方案。由于大延迟控制系统具有超调量大、响应时间长及系统稳定性差等缺点，工程中可采用Simth预估计控制方案，但其必须精确的知道被控对象的数学模型。此外，串级控制、变PID参数控制、模糊控制等方法在换热器温度控制方面均有所报道。……