柴油機(jī)余熱利用的循環(huán)系統(tǒng)研究.pdf

1、本論文以降低船舶柴油機(jī)高能耗、適應(yīng)國際造船的新規(guī)范為目標(biāo)，開展船舶柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究。本論文所涉及的柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)將柴油機(jī)排氣余熱轉(zhuǎn)化為電能，以最大循環(huán)發(fā)電量為目標(biāo)函數(shù)，從系統(tǒng)所采用的工質(zhì)入手，對(duì)比選取最優(yōu)化的柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)。
　　本論文開展了蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)研究、ORC系統(tǒng)研究和超臨界CO2循環(huán)系統(tǒng)研究。蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)研究包括了單壓蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)和雙壓蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，ORC系統(tǒng)研究包括純工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)和非共

2、沸循環(huán)系統(tǒng)，其中純工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)采用R245fa作為循環(huán)工質(zhì)，非共沸循環(huán)系統(tǒng)采用R245fa/R601作為循環(huán)工質(zhì)，以最大發(fā)電功率為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化各系統(tǒng)，給出優(yōu)化參數(shù)，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)：就本論文輸入條件來說，雙壓蒸汽系統(tǒng)相對(duì)于單壓蒸汽系統(tǒng)更加適合柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)；采用非共沸循環(huán)系統(tǒng)比純工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)要好；超臨界CO2回?zé)嵫h(huán)的熱效率、循環(huán)凈功、工質(zhì)流量都要高于基本循環(huán)。
　　在研究單一循環(huán)的基礎(chǔ)上，開展了蒸汽-ORC聯(lián)合循環(huán)、SCO2-

3、ORC聯(lián)合循環(huán)。對(duì)比總循環(huán)凈功大小，按照由大到小依次是：蒸汽-ORC聯(lián)合循環(huán)、SCO2-ORC聯(lián)合循環(huán)，針對(duì)設(shè)計(jì)輸入，優(yōu)選蒸汽-ORC聯(lián)合循環(huán)。
　　本論文給出余熱利用循環(huán)系統(tǒng)的模擬方法，實(shí)現(xiàn)了編程模擬與流程模擬相互驗(yàn)證。在研究單一循環(huán)的基礎(chǔ)上開展了聯(lián)合循環(huán)的構(gòu)建，更有效的回收柴油機(jī)排氣、提高發(fā)電量，進(jìn)一步達(dá)到降低船舶柴油機(jī)能耗、適應(yīng)國際造船的新規(guī)范的目的。
　　本論文利用流程經(jīng)濟(jì)分析軟件對(duì)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，通過模擬得