船舶柴油机余热利用系统性能优化

2021-04-11李晓宁吕唐辉王铭昊林国良

广东海洋大学学报 2021年2期

李晓宁，吕唐辉，王铭昊，林国良，饶昊

（1.广东海洋大学机械与动力工程学院，广东湛江 542088；2.南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江），广东湛江 524025）

船舶运输具有成本低、载货量大的特点，因此大型船舶已成为国际贸易的主要交通工具。现代大型船舶柴油机推进装置热效率最高一般只有45%～50%，燃料燃烧产生接近一半的热量未被利用，这些热量以各种形式排向大气，这不仅是能量的浪费，更是对环境的污染。MAN B&W12K98ME/MC型船舶柴油主机能流分布情况见图1[1-4]。船舶余热属于中低温热源，其温度虽不高，但总热量大，形式多样，输出稳定，这让对其进行回收利用成为可能[5]。目前对船舶余热的利用主要有余热制冷[6]、余热制淡[4]、有机朗肯循环余热发电[7-8]等。有机朗肯循环因其具有工质密度大、比容小，有机工质沸点较低，且可用尺寸更小的膨胀机等优点，故对中低温船舶余热利用更为合适[9-12]。本研究结合船舶主机余热特点，建立三种船舶余热利用有机朗肯循环系统，并对三种船舶余热利用系统进行性能优化与经济性分析，从多角度对船舶余热利用系统性能进行评价，为提高船舶主机余热的利用率和有效降低余热利用系统投资成本提供理论依据。