船舶余熱利用主柴油機調制計算及性能優(yōu)化.pdf

1、隨著國際海事組織IMO將EEDI(Energy Efficiency Design Index，新船能效設計指數)作為考核船舶運行能耗高低的一個指標，以及燃料價格的持續(xù)上漲，大功率二沖程柴油機余熱利用技術已成為船舶領域的研究熱點。為提高整個系統(tǒng)的能量利用效率，掌握主柴油機調制方法，主機、余熱鍋爐及動力渦輪等之間的匹配特性成為整個系統(tǒng)設計的關鍵。
　　本論文以MAN6S50ME-C8.2二沖程低速柴油機為研究對象，首先建立了柴油機各

2、個子系統(tǒng)的數學模型，采用零維模型建立了缸內工作過程的計算模型；采用一維非定常流動模型對進、排氣管中的氣體流動進行建模；根據渦輪增壓器匹配工作的平衡條件等，建立了增壓器的數學模型等。
　　其次，采用內燃機工作過程專用仿真軟件GT-Power建立了整個發(fā)動機的工作過程仿真模型，并根據MAN6S50ME-C8.2柴油機氣缸壓力試驗數據對模型進行了驗證以及進行了發(fā)動機推進特性驗證計算。結果表明，無論是在額定負荷，還是部分負荷，仿真結果與試

3、驗數據具有較好的一致性，從而驗證了仿真模型的準確性。在主機仿真模型的基礎上，基于簡化的邊界條件和動力渦輪仿真模型，進一步建立了WHR柴油機仿真模型，通過調整柴油機定時和渦輪增壓器進行了主機調制計算，研究分析了發(fā)動機定時變化、渦輪增壓器調整，對主機性能的影響，并對WHR主機進行了優(yōu)化。分析了可變幾何動力渦輪與可調旁通對主機調制的影響。
　　最后，對標準主機與WHR主機的排放及熱平衡進行了對比分析。結果表明，WHR主機的NOx排放較標