船舶柴油機(jī)余熱的利用.doc

畢業(yè)專(zhuān)題論文論船舶柴油機(jī)的余熱利用UtilizationofWasteHeatinVessels學(xué)生姓名袁寧辛所在專(zhuān)業(yè)輪機(jī)工程所在班級(jí)輪機(jī)1061班申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師李湛職稱(chēng)副教授副指導(dǎo)教師職稱(chēng)答辯時(shí)間2010年6月6日畢業(yè)論文成績(jī)?cè)u(píng)定ii畢業(yè)論文成績(jī)?cè)u(píng)定指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師(簽名)年月日答辯小組評(píng)語(yǔ)：答辯小組組長(zhǎng)(簽名)年月日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)系主任（簽名）年月日審批單位（蓋章）年月日目錄目錄摘要.IABSTRACT.II1本文研究的背景目的和意義.11.1本文所要解決的問(wèn)題.11.2本文研究的方法.12余熱回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值.22.1每年節(jié)約的燃油費(fèi)用.22.2余熱的合理利用.22.3經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估.33船舶柴油機(jī)余熱能量的構(gòu)成.43.1柴油機(jī)排氣熱.43.2排氣中可供利用的熱量.43.3卻水和活塞冷卻水帶走的總熱量.53.4柴油機(jī)其他散熱.64.余熱的合理利用.64.1排氣余熱發(fā)電系統(tǒng)的可行性.64.2典型的排氣余熱發(fā)電系統(tǒng).74.3單段單壓式余熱發(fā)電系統(tǒng).75.結(jié)論或體會(huì).8鳴謝.9參考文獻(xiàn).10摘要I摘要船舶就像是漂浮在海洋上面的城市。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，為了節(jié)省能源和更有效的利用船舶廢氣，所以我們要進(jìn)行船舶廢氣利用的研究。對(duì)船舶廢氣利用研究的同時(shí)也促使了各種設(shè)備的推陳出新。超大型船舶主機(jī)功率龐大，廢氣排放熱量可觀(guān)。借助廢氣余熱利用系統(tǒng)，可將部分廢氣余熱利用，達(dá)到節(jié)能的目的。船舶安裝廢氣余熱利用系統(tǒng)可提高燃油利用率。對(duì)于不同的船舶，需從工作可靠性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，選取合適的廢氣余熱利用系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)靜態(tài)特性的模擬分析，可合理預(yù)測(cè)和效驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，為船舶廢氣余熱利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供正確的方法和必要的參考。由系統(tǒng)的熱力平衡，可求出系統(tǒng)的熱力學(xué)參數(shù)，由柴油機(jī)部件的熱力計(jì)算可得到各部件的結(jié)構(gòu)損失與效率損失。對(duì)船舶廢氣余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析，不僅可以為廢氣余熱利用系統(tǒng)提供最優(yōu)的工作參數(shù)，同時(shí)也可以使柴油機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。關(guān)鍵詞：廢氣余熱；冷卻水余熱；余熱利用ABSTRACTIIABSTRACTAshipisacityfloatingintheocean.Withthedevelopmentofscienceandtechnology，tosuitvariousoperationsonboard，thelifeoftheseaman，propertyandsecurityofpersonnelneeds，notonlypromotetheequipmentisgraduallyimproving，butalsocreatedthedeckequipments，powerplant.Theshipsareverybigandthepowerisalsobig.Andtheexhaustemissionisalot.Invirtueoftheexhaustgassystemcanutilizepartoftheexhaustgastoreachtheaimutilizatingofwasteheatinbessels.Thefixingofutilizationofwasteheatinvesselscouldimprovetheusingoffuel.Fordifferentvesselsthedependabilityandeconomicshouldbetakenintoaccount.Choosingtheproperexhaustgassystem,Bythestaticstateidiocraticsimulateanalyse,canproperlyforecastandefficacythesituationofthepracticesystem.Toaffordthecorrectmethodandnecessaryconsult.Bytheaccountoftheheatbalanceofthesystemcaneducetheenergeticsparameterofthesystem.Formthecomponentsheatdesigncanacquirabilitytheframeofeverypartsandtheefficiency.Analysingtheexhaustgasusingsystemcanprovidethebestworkingparametertomakethesystemreachthebestworkingstate.KEYWORDS:exhaustemission；wasteheat；workingparameter廣東海洋大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文1論船舶柴油機(jī)的余熱利用輪機(jī)工程，200611811123，袁寧辛指導(dǎo)教師：李湛1本文研究的背景目的和意義自1973年世界發(fā)生石油危機(jī)以來(lái)，加上環(huán)境污染的加劇，節(jié)能問(wèn)題日益引起了人們的重視。如何提高能源的利用率，減少船舶柴油機(jī)廢氣的排放，保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境是許多人致力研究的課題。就燃料大戶(hù)船舶而言，目前柴油機(jī)余熱的利用主要是利用廢氣渦輪增壓器將廢氣能量轉(zhuǎn)換成掃氣空氣的壓力來(lái)提高柴油機(jī)的功率和效率，同時(shí)利用廢氣鍋爐產(chǎn)生0.5MPa左右的飽和水蒸汽來(lái)滿(mǎn)足船員的日常生活用水及油艙的加熱保溫等，卻忽略了柴油機(jī)冷卻水帶走了大量熱量這一事實(shí)。這使得廢熱的利用不僅不充分，而且不合理。在船舶朝著大型化、高速化發(fā)展的今天，柴油機(jī)的額定功率最大的已超過(guò)37285KW，為減少耗油，柴油機(jī)冷卻水的出口溫度也從20世紀(jì)60年代的60-65C提高到現(xiàn)在的80-85C，有些高速機(jī)高達(dá)90C以上。船舶安裝廢氣余熱利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供正確的方法和必要的參考。有系統(tǒng)不見(jiàn)的熱力設(shè)計(jì)可得到系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)，所示與效率。對(duì)船舶廢氣余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析。冷卻水出口溫度的增加使冷卻水熱能的品質(zhì)有了很大的提高，也為冷卻水余熱的利用創(chuàng)造了更好的條件。因此柴油機(jī)余熱的利用，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上或環(huán)保方面都具有重大價(jià)值。本文將著重探討如何優(yōu)化利用柴油機(jī)排氣余熱。1.1本文所要解決的問(wèn)題如何更好的合理利用資源，提高船舶運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；如何最大限度利用余熱，以提高船舶運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。1.2本文研究的方法收集大量有用的資料是寫(xiě)好論文的基礎(chǔ)。資料準(zhǔn)備越充分，研究的結(jié)果就越可靠。因此，本人在研究中對(duì)資料的收集采取了以下幾種方式:利用本人在船工作實(shí)習(xí)期間積累的經(jīng)驗(yàn)和曾收集到的資料，進(jìn)行分類(lèi)整理；從互聯(lián)網(wǎng)上搜索相關(guān)信息，進(jìn)行篩選；通過(guò)閱讀大量相關(guān)書(shū)籍、文獻(xiàn)資料，獲取有用信息；咨詢(xún)相關(guān)人士，請(qǐng)教老師等，根據(jù)搜集到的相關(guān)資料，進(jìn)行分析研究，找出經(jīng)廣東海洋大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文2濟(jì)的船舶運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)保的有效途徑。2余熱回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值刺激企業(yè)在船舶柴油機(jī)余熱方面進(jìn)行投資的原因是他們期待由此所帶來(lái)的收益是否超過(guò)投資。由于燃油價(jià)格的居高不下，燃油的消耗直接影響船舶的營(yíng)運(yùn)利潤(rùn)，而通過(guò)余熱回收得到的收益主要有：節(jié)約燃油的費(fèi)用，減少對(duì)大氣污染；減少燃油、淡水的儲(chǔ)存量，從而增加了船舶的載貨量。其中節(jié)約的燃油費(fèi)用是相當(dāng)可觀(guān)的，現(xiàn)作以下分析2.1每年節(jié)約的燃油費(fèi)用當(dāng)某船利用余熱汽輪發(fā)電機(jī)代替柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，年節(jié)油量即為被替代發(fā)電機(jī)組每年的燃油消耗量，其耗油量G可表示為:G=24PNg10-6t，式中：P為被汽輪機(jī)替代的柴油機(jī)功率；N為每年海上航行有效運(yùn)行天數(shù)；G為耗油率（g/kWh）。以某船的余熱驅(qū)動(dòng)的汽輪發(fā)電機(jī)節(jié)油為例。設(shè)其功率為300kW，海上航行天數(shù)為220d，被替代柴油機(jī)的耗油率按175g/kWh計(jì)算，則每年可節(jié)油約為277.2t按柴油2800元/t計(jì)，可節(jié)約燃油費(fèi)用77.61萬(wàn)元。2.2余熱的合理利用余熱的利用不僅僅是利用余熱的多少，更重要的是根據(jù)余熱的品質(zhì)好壞提高其利用的經(jīng)濟(jì)性。余熱的溫度越高，其品質(zhì)越好，利用價(jià)值也越高。對(duì)余熱的利用一般可分兩個(gè)階段。第一階段：合理、高效地把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能。第二階段：對(duì)在機(jī)械能轉(zhuǎn)化過(guò)程中放出的低溫?zé)崮茉偌右杂行У乩谩Ｄ壳坝酂岬幕厥昭b置種類(lèi)很多，對(duì)余熱的利用效果也各不相同。按能量的種類(lèi)分類(lèi)，可分為：（1）通過(guò)熱交換轉(zhuǎn)換成溫度較低的熱能，如熱管鍋爐、熱交換器等，主要用來(lái)取暖、加熱、保溫等。（2）通過(guò)冷媒透平或廢氣渦輪產(chǎn)生動(dòng)力，如汽輪機(jī)、廢氣渦輪增壓器等，通常用于回