王斌， 宋晓威

（天津大学机械工程学院，天津 300072）

0 引言

随着国际贸易的快速发展，船舶作为其最主要的运输工具，其节能减排研究至关重要。二冲程大型船舶柴油机的热效率一般为48%～51%，其余的能量通过废气、缸套水、增压空气以及润滑油等形式排放到大气中[1-3]。假如对这些能量加以回收利用，可有效降低船舶的运行成本。

在现有的余热回收技术中，朗肯循环由于其效率较高、结构简单和安全方便等原因而受到了越来越多的重视。在船舶余热回收的研究中[4-7]，重要是采用水蒸气朗肯循环来回收高温的废气能量[8-11]，而针对缸套水和增压空气等低温余热回收的研究较少。由于船舶发动机的缸套水和扫气温度较低，其能量主要用于燃油的加热或者海水淡化。在朗肯循环中，由于温度过低，一般用来预热工质，尽管如此，利用率仍然很小[12-13]。本文进行了采用有机朗肯循环针对缸套水和增压空气的能量进行了回收利用的研究，并根据热源的特点进行了有机朗肯循环的工质优选，为船舶主机低温余热的充分回收利用提供了理论基础。

1 工质的选择及系统建模

如图1所示，系统中主要包括了预热器、蒸发器、膨胀机、冷凝器以及循环泵等5个部件。从循环泵出来的高压工质在预热器中被缸套水预热后，进入到蒸发器中与增压空气换热，高温的工质在膨胀机中膨胀做功，膨胀后的乏汽在冷凝器中与海水换热变成液体重新进入到循环泵中，开始下一个循环。……