船舶余热动力回收系统的静态特性模拟和分析

本文提出了一套船舶余热动力回收系统静态特性模拟的计算方法.该方法由系统的热平衡计算、部件设计、工质热物性计算及系统初投资的估计等四个部分组成.通过对一实际船舶余热动力回收系统的检验计算,证明了该方法的正确性;讨论了余热回收系统中,主要热力学参数的选取和变化对系统的影响;指出了余热回收系统设计中,主要热力学参数的选取原则.     

低沸点工质热力学性质的计算及其在船舶余热回收动力系统研究中的应用

本文利用Lee—Kesler方程和Martin—Hou(侯)方程计算低沸点工质的热力学性质,对五种低沸点工质的热力学性质进行了计算。并对船舶柴油机低沸点工质余热回收动力系统参数进行了优化计算,验证了计算方法及所编制的计算机程序的有效性。所编制的程序不仅可以用于能量回收系统的热力计算和系统参数的优选,还具备编制热力学性质表的功能。     

耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化装置设计

为综合高效实现船舶柴油机烟气废热回收海水淡化以提升尾气净化率,本文以KincaidB&W6L90GE型船舶柴油机为研究对象,提出一种耦合海水淡化的船舶柴油机废气高效净化技术,介绍了耦合海水淡化的船舶柴油机排气净化技术原理,理论设计计算耦合海水淡化的船舶柴油机废气净化系统的蒸发段和冷凝段,得到烟气余热回收制淡系统蒸发段和冷凝段的换热系数分别为42.29W/(m²·℃)和1067.42W/(m²·℃)、换热面积分别为517.31m²和38.26m²,该系统整体尺寸为Φ6m,总高度为6.452m,并进一步得到船舶烟气净化系统整体尺寸为Φ4.0m,总高度为9.66m,完成了系统的整体尺寸设计计算和结构布置。     

型船用柴油机余热利用系统性能

为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及其相关参数的影响规律,以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算,研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及相关参数的影响规律.结果表明,随着环境温度和主机负荷的升高,该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高,余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%,发电总功率的最大值为1 288.7kW,系统余热利用率的最大值为17.9%.     

大型船用柴油机余热利用系统性能研究

为了探索不同主机工况对大型船用柴油机余热利用系统能量利用率及相关参数的影响规律,以MAN公司生产的6S50ME-C8.2型船用低速柴油机及自主设计的余热利用系统为例进行研究.柴油机余热利用系统包括船舶主机、余热锅炉、动力涡轮发电子系统、汽轮机发电子系统、高温冷却水利用换热设备和有机工质汽轮机发电子系统等装置.基于主机试验数据和后续的理论计算,研究不同主机负荷和环境温度对余热利用系统发电功率、余热利用潜力及其相关参数的影响规律.结果表明,随环境温度和主机负荷的升高,该船舶主机余热利用系统的余热利用能力逐渐升高,余热利用系统总体发电比的最大值为12.9%,发电总功率的最大值为1 288.7kW,系统余热利用率的最大值为17.9%.     

柴油机尾气余热回收系统的能分析和火用分析

采用R245fa作为循环工质,利用有机朗肯循环回收柴油机尾气余热,从而提高柴油机的燃油经济性。对不同蒸发压力下的朗肯循环热效率和发动机不同工况下余热回收系统的火用效率以及系统各组件的火用损失率进行了计算和分析。研究结果表明,蒸发压力越高则朗肯循环效率越高,工质和尾气之间传热的不可逆损失和蒸发器出口较高的尾气温度使得蒸发器的火用损失率最大,采用余热回收系统回收发动机尾气余热,系统输出净功最高可达18.7 kW。     

超大型船舶废气利用的途径和措施

超大型船舶主机功率庞大,废气排放热量可观。借助废气余热利用系统,可将部分排气热量转换为电能,达到节能的目的。船舶安装废气余热利用装置可提高燃油利用率。对于不同的船舶,须从工作可靠性与经济性综合考虑,选取适合的废气余热利用系统。通过系统静态特性的模拟分析,可合理预测和校验系统的实际工作情况,为船舶废气余热利用系统的设计提供正确的方法和必要的参考。由系统的热平衡计算,可求出系统的热力学参数,由系统部件的热力设计可得到系统各部件的结构、损失与效率。对船舶废气余热利用系统进行优化分析,可为系统部件提供最优工作参数,使系统达到最佳工作状态。     

回收余热的空气源热泵热水器的性能模拟及试验研究

空气源热泵机组在较低的环境温度时,会出现结霜、制热量下降等问题.而余热空气源热泵系统以40℃低温余热作为低温热源,不仅避免了结霜、制热量下降等问题,而且回收了低温余热资源.通过构建空气源热泵系统的数学模型,揭示余热流量、温度及冷水温度对系统性能的影响规律,并搭建试验平台验证数学模型的结果.结果显示,在热风温度为45℃、风量为4500 m3/h时,系统的各项性能指标参数达到最佳值;随冷水温度的升高,系统性能系数(coefficient of performance,COP)的变化不明显;在冷水温度为10℃时,压比的偏差最大值为12.5％.回收余热的空气源热泵系统的性能模拟结果为低温余热的回收利用提供了一定的理论指导.     

中温燃气动力回收效率的解析解及系统参数的拟定

在蒸汽—燃气联合循环和各种中高温余热动力回收装置中,余热锅炉是一关键设备。由于这种锅炉设计的规律性尚不十分清楚,一般是先给出几个参数然后试算其它参数,整个系统参数的优化不能进行。本文给出了中高温燃气动力回收效率的解析解,用它可计算分析各系统参数对动力回收效率的影响。文章还提出了一种选择系统最优参数的方法。     

单螺杆膨胀机双循环系统的应用——基于柴油机尾气余热利用的方案计算

为了提高柴油机燃料燃烧能量利用率,以某增压柴油机为例,设计了单螺杆膨胀机双循环系统来回收柴油机尾气余热能量。此系统由朗肯循环（水为工质）与有机朗肯循环（R245fa为工质）组成,由单螺杆膨胀机输出动力。建立双循环系统热力学模型,对其性能进行热力学分析计算,并确定合理的工作范围。可得出如下结论：随着柴油机尾气（水蒸发器出...     

低压水和水蒸汽热力学性质方程及应用

对低压水和水蒸汽的热力学性质进行了最小二乘曲线和曲面拟合,得到了一系列满足工程计算要求的热力学性质方程.并用这些方程对先进船舶柴油机余热动力回收系统进行了优化计算.     

船舶余热动力回收系统的优化及热线图的比较

本文建立了船舶余热动力回收系统热力学参数优化的计算模型,讨论了系统热线图的评价指标.通过对一实际船舶余热动力回收系统的检验计算,证明了该优化计算模型的正确性.在此基础上,从系统的经济学和热力学两方面出发,对常用几种典型的余热动力回收系统热线图进行了研究,指出了各自的应用范围和优缺点.     

船舶主机缸套冷却水系统的建模及仿真

利用传热学的有关理论，对船舶主柴油机缸套冷却水系统的传热进行了分析，给出了船舶主柴油机缸套冷却水系统的动态热力数学模型，并利用该模型进行了实例仿真计算。仿真结果与实验结果相近，从而表明了模型是正确的。     

增压柴油机余热利用涡轮发电系统研究

设计了涡轮发电系统,采用涡轮发电系统与废气涡轮增压器并联联合工作。首先基于GT-POWER软件搭建增压柴油机仿真模型,对仿真模型在各工况点下进行废气能量计算,验证发动机余热利用的潜力;然后增加动力涡轮模型,对比前后模型的废气能量。仿真结果表明,加动力涡轮能量回收系统后,发动机废气总能减少了6.44%,联式涡轮发电系统提高了增压柴油机的燃烧效果和排放水平。     

天津某燃气锅炉的烟气余热回收案例实测分析

结合天津市某煤改气工程实例,进行了烟气冷凝余热回收装置的跟踪实测,调研了耗气量、排烟温度、烟气含氧量、负荷率等实际参数,计算了烟气冷凝余热回收装置的节能率、燃气锅炉的本体效率以及总效率。结果表明,当锅炉的负荷率为49%～91%时,通过烟气余热回收技术,可以将排烟温度从96.7～156.8℃降至49.9～60.6℃,烟气冷凝余热回收装置节能率为3.9%～8.5%,锅炉系统的低热值总效率为95.9%～101.2%,达到了预期节能的效果。     

热风炉系统仿真模型及其应用

本文使用系统工程的方法建立了具有废气余热回收装置的热风炉系统的数学模型及仿真模型。利用这个模型能够提供燃烧及炉内传热的基本特征。分析计算操作工况和设计参数对热效率的影响,找出提高热风炉系统热效率的途径。     

有机朗肯循环系统回收发动机尾气余热的研究

根据柴油机排气余热的特点设计了有机朗肯循环余热回收系统。采用R245fa作为工质,根据工质在不同蒸发压力下的蒸发率结合发动机的试验数据分析了两相流对系统性能的影响。通过比较系统净输出功、有机朗肯循环效率及主要部件损的变化规律确定了系统的最佳工作方案。结果表明,系统在全排气质量流量范围内能平稳地工作,有机朗肯循环效率达到10.2%,减小了各主要部件的损,余热回收效果明显。     

余热锅炉单相受热面动态数学模型及仿真

采用集总参数法建立了三压再热余热锅炉中单相工质受热管的动态数学模型,并开发了通用化的仿真算法。基于一体化模型开发平台建立了余热锅炉单相介质受热面系统的工程模块化的仿真模型。对低压省煤器的运行特性进行了仿真实验研究,结果表明该模型具有较高的静态计算精度和较好的动态响应特性,且模型运行稳定。     

船舶电站转速-转矩复合的自校正控制

为了研究船舶电力推进系统（MEPS）中船舶电站与电力推进系统的动态特性及其相互关系,提出了一种与吊舱推进器SSP相结合的柴油机复合控制策略.将电力上的互联推进电机动态特性及发电机负荷特性充分应用于柴油机的转速-转矩复合控制,利用Lyapunov分析法对复合控制权重参数进行在线自校正调节.建立了基于SIMOTION的SSP MEPS实物仿真系统,仿真结果表明,转速-转矩复合控制能实现柴油机平滑的功率与转矩控制,具有较好的动态性能.     

基于温差电效应回收发动机废气余热的研究

通过理论分析、数值模拟与实验方法对基于温差电效应的发动机废气余热回收系统进行了系统的研究。用所搭建的单片温差发电器件（TEG）实验平台,对选用的TEG性能进行了测试实验。设计了用于发动机废气余热回收的热电系统单元,并对其性能进行了测试实验研究。根据CFD软件计算的发动机排气管流动与传热特性结果,分析了该热电回收系统在某发动机整个排气管上应用的收益情况,结果表明：在发动机标定工况下,总输出功率提高2.9%,燃油消耗率降低2.8%。