选题的目的和意义 自1973年世界发生石油危机以来,加上环境污染的加剧,节能问题日益引起了人们的重视。船舶主机作为船舶的动力和能源中心,仅有50%左右的热量转换成有用功,其余热量则以各种方式被带走,如果对这些余热加以充分的利用,就能提高船舶能源的利用率。船用柴油机余热回收的吸收式和吸附式制冷具有很大的开发潜力。吸附式或吸收式制冷机都是以热能为动力驱动的,并且利用的是低位热能,符合当今环保与节能要求。因此柴油机余热的利用,无论从经济上或环保方面都具有重大价值。84863
国内外研究现状及存在的问题 国外船舶柴油机余热利用技术研究现状:
上世纪70年代末,瑞士首先提出了大型船舶上柴油机排气能量回收技术,并通过动力涡轮来回收船用二冲程和四冲程柴油机排气中剩余的能量。芬兰开发出一种总热回收装置(TotalHeatRecoveryPlant),该装置包括一个双压力余热锅炉、一个多级双压力汽轮机、一个动力涡轮、一个给水预热系统和两个驱动电机系统,并进行了优化布置。德国开发了一种带有余热利用系统的推进装置。该装置可以回收船舶主机的余热能量,并将其输送到船舶能量供应网络中,从而明显提高船舶系统的推进性能和电力性能。日本成功开发了一种船用高效联合发电系统超级涡轮发电系统。该系统利用船舶主机排气余热产生电能。此外,还有许多公司分别开发出利用柴油机废气的余热利用系统,主机系统效率提高10%以上,取得了良好的经济性。
国内船舶柴油机余热利用技术研究现状:
2008年12月8日,我国生产出了国内第一台带废热回收系统的7RTA84TD柴油机,该机单机功率为29400kW。20世纪90年代初,广东较早开展了陆用柴油机余热发电综合改造。工程完工后,余热发电功率约为柴油发电机组功率的4%左右。存在的问题:
船舶柴油机燃料产生的热能中大约50%左右转化为柴油机的输出功,其余50%左右通过排气、冷却水等排放到船外,造成很大的能源浪费。同时,柴油机排气中含有SO2,其中有一部分会进一步氧化成SO3,并与烟气中的水蒸气结合生成硫酸,一旦烟气的温度低于硫酸的露点温度,就会引起低温腐蚀,造成严重的环境污染,另外还会使排气阻力增大,排气背压上升,造成气缸内残存废气系数增大,使得柴油机的动力性和经济性下降。
主要研究内容 1。船用柴油机余热利用的国内外研究现状;
2。吸收式和吸附式制冷的相关知识;
3。远洋轮柴油机余热利用系统的分析和改进方案;
4。柴油机废气余热利用的设计方案。
研究方法
2。查阅相关资料及数据分析,了解船用柴油机余热利用的国内外研究现状;
3。仔细研究吸收式和吸附式制冷方式基本工作原理及优缺点比较;
4。学习相关知识,分析远洋轮柴油机余热利用系统并提出改进方案;
5。完成柴油机废气余热利用方案设计并绘制图纸。