船舶主機(jī)系統(tǒng)熱力性能計算與能耗分布分析.pdf

1、隨著全球性能源緊張、環(huán)境污染加重及燃油成本的增長，船舶的節(jié)能減排工作成為人們密切關(guān)注的問題。柴油機(jī)熱力計算模型的準(zhǔn)確與否直接影響主機(jī)系統(tǒng)的能耗分布情況。建立準(zhǔn)確的柴油機(jī)熱力計算模型，對船舶主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的能耗分布計算，可為提出有效的船舶節(jié)能措施提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文基于平均值模型，結(jié)合Seiliger循環(huán)和配氣相位對缸內(nèi)過程進(jìn)行細(xì)化，建立了船舶主機(jī)系統(tǒng)熱力性能計算數(shù)學(xué)模型。以5S60MC-C8、6S42MC7、6S50MC-C

2、8、6S60MC-C7、6S70MC6、7S60MC6六型主機(jī)為研究對象，計算分析了主機(jī)關(guān)鍵熱力性能參數(shù)隨工況的變化規(guī)律及氣缸直徑和氣缸數(shù)對熱力性能參數(shù)的影響。在熱力性能計算的基礎(chǔ)上建立了船舶主機(jī)系統(tǒng)能耗分布計算數(shù)學(xué)模型，計算了不同主機(jī)不同工況下的輸出功率、缸內(nèi)冷卻損失和廢氣損失等各部分能耗損失，分析了主機(jī)各部分能耗隨工況的變化規(guī)律，并對比分析了不同機(jī)型各部分能耗隨工況的變化規(guī)律，明確了耗能較大的環(huán)節(jié)，對其采用相關(guān)節(jié)能措施。
　　

3、六型主機(jī)的熱力性能計算結(jié)果和設(shè)計數(shù)據(jù)對比顯示，各熱力性能參數(shù)計算誤差均在5％以內(nèi)，驗證了模型的準(zhǔn)確性。主機(jī)系統(tǒng)能耗分布計算結(jié)果表明，6S42MC7主機(jī)100％工況下有效功率占43.99％，排氣損失占40.31％，缸內(nèi)冷卻損失占9.37％，機(jī)械損失占4.89％，剩下1.44％為散熱及其他損失；不同機(jī)型主機(jī)系統(tǒng)各部分能耗存在差異，但主要能耗損失都是排氣損失和冷卻損失。6S42MC7型主機(jī)系統(tǒng)余熱回收結(jié)果表明，空氣回收1.22％，廢氣鍋爐回收

4、余熱4.83％，缸套水制淡回收余熱5.06％，主機(jī)系統(tǒng)效率提高了11.11％；不同工況下三部分的余熱回收情況存在差異，空氣回收的熱量在1％以下，隨工況升高而升高，缸套水制淡回收的熱量在5％~8％之間，隨工況升高而降低，廢氣鍋爐產(chǎn)汽回收熱量在5％~12％之間，隨工況升高而降低，故制淡裝置和廢氣鍋爐的應(yīng)用對主機(jī)系統(tǒng)效率的影響更為顯著。
　　對船舶主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的熱力性能和能耗分布計算分析，可以為提高船舶主機(jī)系統(tǒng)效率、降低船舶能耗損失