大型船舶主機(jī)廢熱回收系統(tǒng)的研究及優(yōu)化.pdf

1、研究和運(yùn)用船舶節(jié)能技術(shù)不僅可以降低船舶消耗，為航運(yùn)公司減少燃油費(fèi)用，還可以減少船舶造成的環(huán)境污染，獲得經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的雙重效益。在配備大型主機(jī)的商船上，主機(jī)產(chǎn)生的廢氣余熱量大、溫度高，可利用性好，利用船用廢熱利用系統(tǒng)可以較好地回收這部分廢熱，廢熱在系統(tǒng)中作為鍋爐生產(chǎn)飽和蒸汽和過熱蒸汽的熱源，飽和蒸汽用來滿足船用供熱，過熱蒸汽可驅(qū)動透平機(jī)發(fā)電，從而減少燃油輔鍋爐和柴油發(fā)電機(jī)組的工作量，也就降低了油耗。隨著科技的不斷進(jìn)步，各大動力公司都紛紛拿出

2、與自己生產(chǎn)的主機(jī)相匹配的廢熱回收系統(tǒng)，本文研究對象就是其中的典型代表--TES(Thermo Efficiency System)系統(tǒng)，TES系統(tǒng)是MAN公司為大型船舶主機(jī)設(shè)計(jì)的廢熱回收系統(tǒng)。
　　 本文的主要工作如下：
　　 (1)首先根據(jù)TES系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換與利用過程將其劃分為五大熱力單元：廢熱鍋爐單元、透平機(jī)單元、冷凝器單元、給水泵單元、蒸汽管路單元。然后依據(jù)熱平衡與平衡分析原理對各個(gè)熱力單元進(jìn)行了系統(tǒng)的熱力分析，

3、得到各自的損失、損失數(shù)、損率及效率，并以此建立了各個(gè)熱力單元效率分析模型，在此基礎(chǔ)上再建立了TES總體系統(tǒng)效率分析模型。
　　 (2)結(jié)合文獻(xiàn)資料、根據(jù)8063TEU東方海外華盛頓號實(shí)船數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)船TES系統(tǒng)各個(gè)單元的熱力計(jì)算和分析，并以此為基礎(chǔ)得出實(shí)船TES系統(tǒng)效率分析結(jié)果。在此基礎(chǔ)上采用以最大效率為目標(biāo)函數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合最優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和復(fù)合圖形法對整套TES系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的純熱力學(xué)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上再結(jié)合文獻(xiàn)資

4、料計(jì)算了其資金回收期。
　　 通過對TES系統(tǒng)的分析，我們可以明確得到實(shí)船熱力系統(tǒng)在設(shè)置該廢熱回收系統(tǒng)后擁有的巨大節(jié)能潛力，并且根據(jù)實(shí)船數(shù)據(jù)計(jì)算得到其每年最大節(jié)約費(fèi)用可高達(dá)519.3萬美元，其回收期3.3年，再結(jié)合復(fù)合形法對TES最大效率優(yōu)化后，節(jié)省的費(fèi)用可增加至525.4萬美元，其回收期縮短至3.2年，通過這些真實(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算可以較為直觀地看到船舶廢熱利用所帶來的良好經(jīng)濟(jì)效益，對船東或者航運(yùn)公司在新造或改造大型船舶節(jié)能狀態(tài)時(shí)提供