船用柴油機余熱回收系統(tǒng)火用分析.pdf

1、船舶主柴油機只能利用所用燃料50％左右的能量，其余的能量通過排氣、掃氣冷卻、缸套水冷卻等方式散失到環(huán)境。近年來能源價格的持續(xù)上漲和全球溫度的上升促使開發(fā)先進的船舶主機余熱利用系統(tǒng)以達到節(jié)能減排的目的。余熱回收系統(tǒng)可以提高船舶能量利用效率，并減少 CO2排放，滿足國際海事組織 IMO制定的日益嚴格的EEDI標(biāo)準(zhǔn)?；鹩梅治龇椒梢杂行У卦u估和改進船舶余熱回收系統(tǒng)。
　　本文應(yīng)用基于熱力學(xué)第二定律的火用分析方法研究船用柴油機廢氣所含能量

2、的品質(zhì)和數(shù)量。通過對船用柴油機在不同負荷(不同運行工況)下余熱回收系統(tǒng)進行詳細的火用分析研究，建立了整個系統(tǒng)和各個部件的火用模型以確定最大火用損失的位置，依此優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，提高系統(tǒng)性能。同時，本文研究了環(huán)境溫度和流量對火用損率及火用效率的影響。
　　利用火用分析方法，本文對三種不同的余熱利用系統(tǒng)中各個部件在不同環(huán)境溫度和不同主機負荷下的火用及火用利用進行了完整的研究。通過對系統(tǒng)各個部件和整個系統(tǒng)建立火用平衡，并建立三種余熱利用系統(tǒng)

3、的火用模型，確定了可用能(火用)的最大數(shù)值、實際的火用損失及火用損失的位置。火用分析方法同時確定了導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低的不可逆損失的分布。
　　本文研究表明，在三種不同的余熱回收系統(tǒng)中鍋爐是火用損失的最主要設(shè)備，其不可逆損失占整個系統(tǒng)不可逆損失的31~52%，其次是蒸汽輪機和動力渦輪，分別占13.5~27.5%和5.5~15%。環(huán)境溫度也會影響火用損率，在較高的環(huán)境溫度下系統(tǒng)各個部件火用效率較低。論文研究表明，三種余熱利用系統(tǒng)中，第一