船舶主机余热发电系统运行特性研究-热能工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 工学硕士学位论文 船舶主机余热发电系统运行特性研究 硕士研究生 ：谢斌斌 指 导 教 师 ：宋福元 副教授 学 位 级 别 ：工学硕士 学科、专业 ：热能工程 所 在 单 位 ：动力与能源工程学院 论文提交日期 2014 年 1 月 论文答辩日期 2014 年 3 月 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Degree of M. Eng Study of the Operating Characterisitics of Waste Heat Power Generation System of Marine Main Diesel Engine Candidate: Xie Binbin Supervisor: AT Prof. Song Fuyuan Academic Degree Applied for: Master of Engineering Science Specialty: Thermal Engineering Date of Submission: Jan, 2014 Date of Oral Examination: Mar, 2014 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。 有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注 明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的 全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一 署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文（□在授予学位后即可 □在授予学位 12 个月后 □解密后）由哈尔滨工 程大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者（签字）： 导师（签字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 船舶主机余热发电系统运行特性研究 摘 要 船舶是能源消耗巨大的运输工具。随着油价的上涨，燃料费用在船舶运输成本中所 占的比例愈来愈大，如何有效降低船舶能耗成为一个既现实又重大的课题。柴油机作为 船舶最常用的动力装置，其排烟、缸套水及增压空气中含有大量可用余热。如果能够回 收利用这部分余热生产蒸汽供船上辅助加热或发电使用，则可全部或部分替代辅助柴油 机和辅助锅炉的用途，从而有效地减少燃油消耗，降低船舶运输成本。 本文介绍了回收主机余热的多种用途，对不同功率的船舶主机余热利用方式进行了 划分。以 8530TEU 集装船主机作为研究对象，根据船舶余热利用系统的实际需求，通 过对比分析五种典型主机余热发电系统的组成、原理、优缺点及运用范围，分别设计出 适合该船主机的单、双压余热发电系统，建立系统热力计算模型，对余热发电系统的运 行特性进行研究。以主机额定工况作为单、双压余热发电系统的设计工况，进行余热发 电系统的热力计算、设备选型和运行特性分析。在此基础上，对主机不同工况下单、双 压余热发电系统进行热平衡计算和运行特性分析，考察不同工况下系统各节点参数的变 化规律及其影响因素。通过对比分析单、双压余热发电系统运行特性，更好地了解单、 双压余热发电系统各自的优缺点。 计算结果表明，回收主机余热除了能满足船上辅助加热需求外，单压系统最高能 发出 1726kW 的电功率，双压系统最高能发出 2326kW 的电功率，理论上两者均能满 足船舶正常航行时的用电需求，此时单、双压系统节油率最高分别能达到 2.47%和 3.33%，节能效果显著。研究表明：随着主机功率的降低，单、双压系统系统各节点 参数及主要性能参数均呈现规律性变化，主机排烟温度及排烟流量则是最大的影响因 素。通过对比分析系统运行特性可以看出，单压系统可靠性较高，投资成本较低，而 在相同条件下，双压系统余热则发电功率较大，节油量较高，节能及发电经济效益较 显著。 对船舶主机余热回收系统运行特性进行研究，可以为船舶节能技术方案的选取及