船舶柴油機(jī)新型余熱回收利用系統(tǒng)研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展已變成全球各國(guó)的共識(shí)，聯(lián)合國(guó)為此也呼吁全世界每個(gè)國(guó)家都要重視發(fā)展節(jié)能型經(jīng)濟(jì)。國(guó)際油價(jià)持續(xù)上漲，能源供應(yīng)日趨緊張，環(huán)境條件不斷惡化，在此全球日益緊張的能源供應(yīng)形勢(shì)下，世界各國(guó)都在積極尋求保證能源供應(yīng)，并紛紛加大對(duì)各種節(jié)能減排技術(shù)的研究以用來(lái)提高對(duì)能源的利用率。為此，各行各業(yè)均積極開(kāi)啟了節(jié)能減排方面的技術(shù)研究和措施。具體到航運(yùn)行業(yè)，則是船舶節(jié)能已成為世界各國(guó)造船界和航運(yùn)界研究的重要課題。在此背景下，本文結(jié)合船舶柴油機(jī)排氣余熱

2、的特點(diǎn)和有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種用于回收利用船舶柴油機(jī)余熱的系統(tǒng)，并從理論上對(duì)該余熱回收發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了一定的研究工作，并對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件如蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了初步的系統(tǒng)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)方案。
　　 本文首先對(duì)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外余熱回收技術(shù)研究現(xiàn)狀和方式進(jìn)行了簡(jiǎn)述和比較。結(jié)合船舶柴油機(jī)排氣余熱的特點(diǎn)和有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種不同于以往的船舶余熱利用方式的基于有機(jī)朗肯循環(huán)的船舶柴油機(jī)新型余熱回收利用系統(tǒng)，對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行了較深入的

3、研究，并通過(guò)研究系統(tǒng)工質(zhì)與船舶柴油機(jī)余熱煙氣進(jìn)入系統(tǒng)的溫度和系統(tǒng)最佳蒸發(fā)溫度之間的關(guān)系，選擇純有機(jī)物R134a作為本系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)。
　　 其次，針對(duì)提出的船舶柴油機(jī)新型余熱回收利用系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)不可逆數(shù)學(xué)模型，并基于此對(duì)船舶柴油機(jī)主推進(jìn)動(dòng)力裝置船舶的余熱煙氣回收利用系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件--蒸發(fā)器、冷凝器和系統(tǒng)在理論上進(jìn)行較全面的(火用)分析和穩(wěn)態(tài)熱力計(jì)算。
　　 第三，對(duì)船舶柴油機(jī)新型余熱回收利用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了模型

4、部分參數(shù)計(jì)算。基于系統(tǒng)圖和調(diào)查所得船舶柴油機(jī)排氣參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的蒸發(fā)器、汽輪機(jī)(透平裝置)、冷凝器等關(guān)鍵部件進(jìn)行熱平衡分析和熱力計(jì)算，求得部件的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)換熱器的優(yōu)化進(jìn)行初步的研究。
　　 最后，根據(jù)計(jì)算得出的系統(tǒng)蒸發(fā)器和冷凝器參數(shù)，對(duì)蒸發(fā)器和冷凝器等關(guān)鍵部件進(jìn)行了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模型初步設(shè)計(jì)。對(duì)于汽輪機(jī)的選配，亦提出了其初步設(shè)想。為驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，提出系統(tǒng)的初步簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)系統(tǒng)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。