船舶主機熱力系統(tǒng)火用分布研究.pdf

1、伴著海洋時代的來臨，船舶航運業(yè)的燃油消耗量激增。我國船舶航運業(yè)面臨著嚴峻的考驗。減少燃油使用量，降低全船CO2的設計排放，使其滿足國際海事組織頒布的法律法規(guī)需求已成為必然趨勢。如何提高船舶主機系統(tǒng)用能效率，減少航運業(yè)的溫室氣體排放影響意義深遠。
　　本文首先以大型低速船舶柴油機主機為研究對象，利用配氣相位角度、Seiliger循環(huán)與平均值基本原理，將船舶主機系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，分塊搭建其熱力性能計算數(shù)學模型。同時根據(jù)熱力學第二定

2、律，采用灰箱分析法對主要用能設備單元（包括壓氣機、中冷器、燃油預熱器、柴油機氣缸、渦輪、造淡水機）進行火用分布模型搭建。為深入分析燃油能量去向，以白箱分析原理建立主機氣缸火用損失分布模型。
　　利用所建模型計算船舶主機系統(tǒng)各設備的進出口壓力、溫度和流量等熱力性能參數(shù)。并選取單機型多負荷與多機型滿負荷，計算主機系統(tǒng)熱力性能并驗證其精確度。然后選取6S50MC-C8型主機系統(tǒng)從40％至100%共7種不同工況下的溫度、壓力、質(zhì)量流量等熱

3、力性能參數(shù)，對主機系統(tǒng)及各設備子單元進行火用分布計算。并選取該機型50%、70%、100%三個工況的主機火用流分布與能流分布進行對比分析，得出主機系統(tǒng)主要設備用能分布情況。然后對氣缸單元進行多工況火用分析發(fā)現(xiàn)其氣缸火用損失構成并分析其不可逆性及成因。100%工況下氣缸火用效率為45%，不可逆火用損失主要包括燃燒火用損失、節(jié)流火用損失及其他機械損失共計35.7%。結果顯示從低工況開始氣缸火用效率先升高后降低，90%工況下主機火用效率為最高

4、，占46.04%。能量回收的重點在排煙火用部分，高于80%負荷時特別是最佳工況點90%負荷附近排煙火用品質(zhì)較高應該予以利用。缸套水冷卻換熱火用損失也能進行能量回收利用，但占總能量比例較少且品質(zhì)不高。最后計算并統(tǒng)計6S42MC7.1型、5S60MC-C8型、6S60MC-C7.1型、7S60MC6.1型、6S70MC6型、12K98ME-C型共6型主機氣缸100%負荷火用分布數(shù)據(jù)，著重探討氣缸各部分火用流去向及可回收度及其可行性，分析主機