船舶废气锅炉能量回收布局.doc

目前燃料成本的增加和减少二氧化碳（二氧化碳）排放量的需要，鼓励寻找更有效的解决方案，应采用能量转换系统的船舶设备。这些系统一般包括热力原动机为主的二冲程或四冲程柴油机，余热回收设备（WHR），汽轮机并且可能有燃气轮机，以及电动机械。这些组件可以用在不同的布置，通过不同的配置，他在研究人员的调查和发动机制造商的优化下。在文中，四钟船舶动力装置的方案，使用二冲程柴油机余热回收系统，通过仿真分析和比较模拟。一些理想的布局可以包括一个电动马达，以支持主发动机提供动力的螺旋桨。另一方面，电力可以由两个柴油发电机和热回收设备提供。思考推进装置方案进行比较以确定最佳的推进方式以最符合推进设备的需要，包括一个158000载重吨的热和电功率的原油油轮，属于premuda公司，作为本研究的参考单位。进行比较，考虑到安装的回收期，燃料费用和二氧化碳排放量每年节省。这最后一个参数是通过能效设计指数（EEDI）确定的。 如今，众所周知，为船舶推进和辅助设备原动机绝大多数是柴油发动机，其热效率约为二冲程低速发动机50%，四冲程中，高速发动机的略低。这意味着，在气缸中燃烧所产生的热能的很大一部分通常是被浪费和排放到环境，连同大量有害排放到大气中。最后这个问题很复杂因为低质量的燃料用在推进引擎。 在最近的文献中1，2，3，4增加了柴油发动机的能量转换效率可以打到回收这种浪费的热能通过余热回收部分（WHR）专用设备。在以前的研究中作者优化并比较能量效率系统（TSE由MAN柴油机的透平表示，可以回收部分二冲程船用柴油发动机的废气热能，通过蒸汽设备，在他们之中，通常有燃气轮机。在上述研究中TES设备优化的重点是更好的热能转换成机械能的优势。然而，船舶动力设备通常包括，不只是船舶推进设备的机械能，发电设备的机械能和甲板设备的热能。这更全面的方法体现在在本研究中，从一个拥有能量回收装置的主推进柴油机和发电机，实现船舶的能源需求的满足，在各种形式的研究中，是对可能的不同组合的安装组件研究。四种使用装有能量回收设备的二冲程柴油机的船舶推进系统的方案进行了描述，通过仿真分析和比较。一些可以考虑的布局包括一个电动马达，以支持主发动机提供动力的螺旋桨。另一方面包括发电机使用的柴油发电机，但很大一部分可以由能量回收装置产生。这一特点主要是由蒸汽设备子系统，这两个不同的配置进行了测试和比较：典型的一个，由各个柴油机生产厂商采用，提出了一种优化的船舶动力装置和动力装置的设计方法，并对其进行了4次开发。已应用于原油的油轮，属于premuda公司，在这个特点是提出了以后。一个在不同条件下的详细的比较在，海上条件下船舶的要求进行了探讨。这项研究的结果考虑到设备的投资回收期年，每年的燃料费用节省和二氧化碳（二氧化碳）排放量。这最后一个参数是通过能效设计指数（EEDI）确定下来的，由国际海事组织确定。 船舶主要数据及功率要求 158吨原油的油轮船舶作为本研究的参考单元，其主要尺寸见表1。该船主要发动机是曼柴油机与涡轮6s70me-c8.2二冲程柴油机，其铭牌数据最大持续功率：19.62兆瓦（MCR）在91转。发电用的辅助发动机是三四冲程柴油发动机，每一个900千瓦在MCR负荷条件下。 在船东指示的基础上，考虑船舶的海上条件为功率要求如下：?推进电力需求：17658千瓦（90%的主发动机功率，符合发动机正常持续功率（NCR）16.2节在船舶设计吃水速度，15%海上功率裕度运行，或16.8节在设计吃水，轻载运行。电力需求：从“电力负荷分析“船舶报告表中提取2。?认为船将每年工作270天，70%，（189天）在正常的海上环境（无舱内加热），其余30%（81天）在正常海况需要电力设备进行舱内加热。船舶的剩余运作条件在这项研究中没有考虑，因为它们是很少的发生的。因此，这些情况对在年度内的影响不大。?热功率需求：1.4吨/小时的饱和蒸汽流量的压力至少7bar对于热力需求。这个估计不考虑热负荷所需的蒸汽（舱内加热）。这因为这样的使用需要约35吨/小时蒸汽流量，因此与余热回收锅炉产生的蒸汽不相容。事实上，用于舱内加热的蒸汽，产生于2个燃油锅炉。因此，在研究，在考虑回收系统，“正常航行与舱内加热”不会与系统中热能设备的蒸汽吸收的增加有关，但仅仅是增加了能源电力需求，以便提供必要的设备进行舱内加热。 讨论余热蒸汽回收装置 两种基本的蒸汽设备的布局考虑的复杂系统的一部分内，旨在从船舶主机的热能量回收。对这两种解决方案进行了分析，选择和仿真代码的比较。4首先是一个典型的蒸汽装置布局，基于一两个压力等级的热回收蒸汽发生器（锅炉），类似于奥尔堡提出的。3蒸汽装置方案在图一中提出的作为热回收系统的一部分。柴油机的热气体供应两组并联燃气轮机：涡轮增压机组（图1涡轮增压器）和燃气涡轮（EGT，图1燃气轮