现代船舶柴油机动力系统的余热利用探究

《现代船舶柴油机动力系统的余热利用探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、现代船舶柴油机动力系统的余热利用探究福建马尾造船股份有限公司黄德禄摘要：近年来，随着油价的不断上涨，燃料费成为了现代船舶运输成木中支出最大的项目之一。减少燃料消耗也成为了评定船舶动力装置好坏的重要指标之一。正因如此，在现代船舶动力系统中，对柴油机废弃能量的再利用一直是其非常重要的部分。木文将介绍一种新的余热利用方式，并对柴油机动力系统的余热进行简要的分析，同时计算该系统的收益情况，对安装该系统是否可以提高动力效率以及减少二氧化碳的排放量进行探究。关键词：余热利用；船舶柴油机；动力系统；热效率系统现代船舶的主要动力来源就是石

2、油燃料，对于运输型的船舶来讲，降低对燃料的消耗量，提升动力装置的经济性非常重要。从上个世纪七十年代开始，石油危机就开始出现并愈趋严重。燃油费在船舶运输成木中的所占比例也越来越高。因此，提高船舶动力装置的经济性也成为了造船行业所研宄的重要方向。柴油机因为其功率广、经济性好以及机动性强等特点，逐渐被广泛的用作船用发动机。拒不完全统计几乎所有的船舶都是利用柴油机作为动力装置。因此，提高船舶柴油机的节能性不但可以节省运输成木同时也具有节能减排的效用。一、系统的概念以及组成（一）柴油机动力系统中的余热主要括哪几部分柴油机动力系统中的

3、余热主要是柴油机排气中带的热量，它大概可以占到总废热的50%,同时也占到整个燃油燃烧所释放能量的25%。除了它之外，柴油机冷却水所带走的热量也是余热的主要构成之一。对于现代船舶的动力装置而言，通常可以把它分成高温淡水（温度通常在90到95°C）以及低温淡水（温度通常在50到70°C）这两个系统。除了上述两种构成余热的部分热量之外，还有因增压空气产生的热量。（二）热效率系统的概念以及组成现如今，高效型的柴油机得到了广泛的应用，这种柴油机并不会产生很高的废弃温度。一般来说，它产生的热量仅仅可以供废气锅炉产生蒸汽。而现如今对其提

4、出了新的应用方案，就是利用废弃旁通装置对，主机中废弃热量的应用途径进行重新分配（使苏从大量的低温变成少量高温）。以这种方式来提高主机废弃的利用率。虽然这种方法会对主机自身的运行效率造成一些微小的影响，但是从总的系统效率上来看，仍然是具有一定的提升作用。而这种系统就被称为热效率系统。热效率系统主要是由废弃锅炉、蒸汽涡轮以及动力涡轮、发电机等构成的。通过这种系统的电量输出可以有效减少船上其他发电设备的电量输出情况，从而达到减少船舶总体的燃汕能耗。除了这点之外，也可以利用主机输出轴来带动发电机进行运作。通过对蒸汽涡轮蒸汽量的有效

5、控制，可以实现热效率系统的发电量与船舶电力负载之间的平衡。如果系统中的发电量超过了电力负载，那么可以通过减少过热蒸汽量的方式来减少发电量，这个吋候多余的蒸汽可以通过一个泄放冷凝器进行施放。如果系统的发电量少于电力负载的话，那么可以将发电机与柴汕发电机进行并联工作。并利用调速器进行正确的负载分配。二、系统的收益以及冋报在主机船舶的操作不被影响的前提下（主要针对操作的安全性以及可靠性），在船舶上安装一个热效率系统，不但可以提高船舶动力装置的总效率，同吋也可以在一定程度上减小二氧化碳的排放量。当主机以最大持续功率进行运行的吋候，

6、约占总废弃量12%的废弃废气会通过废弃旁通通道流过动力涡轮。当废气流入动力涡轮之后，其会产生相当于柴油机最大持续功率4.6%的功率效能。但是如果主机的工作性能低于50%的吋候，废弃旁通通道的旁通阀会自动截止，同时动力涡轮也会停止工作。当主机的工作的最大功率高于50%的时候，动力涡轮会开始运作，而且它产生的功率与主机的负荷大概可以构成平方关系。热效率系统的冋报吋间绝大部分是看船舶主机的运行情况。主要是看主机的负荷情况以及主机周围的温度。以及主机的尺T。如果主机运行在热带地区，那么热效率系统的发电量会高于ISO标准运行。如果

7、在ISO的标准环境下运行，那么系统的输出率就会比在寒冷地区高出许多。另外，主机的尺T越大，所需的热效率系统也就越大，单位输出功率的投入成本则相对较少。以标准的现在应用比较广泛的柴油机主机来说，如果该主机的运行功率最人为58344kw（85%的主机轴功率），假设其每年运行的天数为280天，燃汕消耗率为0.00017t/（kw.h）,燃油价格假设为一吨160美元。那么该主机每年的燃汕费用经计算如下：燃油费用=280×24×0.00017×58344×160计算结果显示，该主机每

8、年的燃汕费用大概为10664000美元。如果将热效率系统安装上的话，那么将由该系统产生的功率转化成燃油消耗量（节省的）的话，那么计算结果如下：TES节省=0.086×10664000经计算得到，大概可以每年可以节省燃汕费917000美元。其中的0.086是指在TES系统中的收益率。也就是说在