船舶动力装置的余热利用研究综述.pdf

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1、造船技术2013年第2期(总第312期)1船舶动力装置的余热利用研究综述李红霞，张文孝，任莉(大连海洋大学机械与动力工程学院，辽宁大连116023)提要近年来，随着石油价格不断上涨．船舶燃油成本不断上升．从经济角度来说，船舶节能至关重要。如何高效率的利用能源已成为人们要解决的重要问题。本文介绍了国内渔船柴油机动力系统产生余热的利用途径。通过余热制冷、制淡和余热发电等方式，充分利用了柴油机的热损失，提高了船舶经济性，节约了能源。关键词余热制冷余热制淡余热发电中图分类号U664文献标识码ATheRes

2、earchSummaryonWasteHeatUtilizationofShipPowerEquipmentLIHong—xia，ZHANGWen—xiao，RENLi(MechanicalandDynamicEngineeringInstitute，DalianOceanUniVersity，DalianLiaoningll6023，China)AbstractInrecentyears，astheo订pricekeepsrisingandship7sfuelcostgoesup，theimpr

3、ovementofenergyutilizationefficiencyhasbecominganimportantissuetosolVe．Thisarticleintroducestheut订izationwaysofwasteheat，whichareproducedbythedieselenginepowersystemsofdomesticfishingvessels．Theheat10ssofdieselenginecanbeinfullusebyrefrigeration，water

4、—distillationandelectricitygeneration，whichimproVestheeconomyofshipsandsavesenergy．KeywordsRefrigerationWater—distillationElectricitygeneration引言大部分渔船采用柴油机作为其主推进装置。燃油在柴油机中燃烧后产生的热量Q分为四个方面：一是转变为机械能QE，约占总热量的30％～45％；二是由排气进入大气之中QR，约占总热量的25％～40％；三是由冷却水带走排至外

5、界Q。，约占总热量的25％～30％；四是其他散热损失Q。，约占总热量的3％～5％。其平衡方程为：Q—QE+Q。+Qc+Qs。(1)柴油机排气带走热量：基金项目：国家自然科学基金资助项目(5l109023)。作者简介：李红霞(1987一)。女，硕士研究生。QR—C#·MR·(T2R—T1R)。式中睇——排气平均定压比热，l【J／kg·k；T2。——主机排气温度，℃；T。R——主机进气温度，℃；M。一排气质量流量，kg·h。由此可知，随着主机进气口温度的不断升高，排气质量流量越大，柴油机排气带走的热量

6、越高。(2)柴油机冷却水带走热量：Q。一C；·ML·(T2。一T。c)。式中CL——冷却水平均定压比热，kJ／kg·h；T：。——冷却水出机温度，℃；T。。——冷却水进机温度，℃；M。一冷却水质量流量，kg·h。可见柴油机工作时的热损失很大，在排气余热李红霞，等：船舶动力装置的余热利用研究综述和冷却水余热中，可利用的热量巨大，这部分能量可以按品质高低分级利用。因此如何有效利用渔船动力装置的余热值得研究。2船舶动力装置的余热利用现状综述柴油机余热利用途径主要有：(1)利用柴油机排出的温度为360℃～

7、400℃的热气流，将热水器中的水加热供船员使用，或加热空气用于鱼制品的烘干；(2)将柴油机排出温度为65℃～70℃的冷却水引入蒸发器，作为加热工质加热海水使之蒸发为气，然后进入冷凝器，冷凝成淡水；(3)通过废气锅炉产生的蒸汽，带动蒸汽透平来发电，满足船上用电需求；(4)将余热用于吸收式制冷的加热热源，从而实现制冷的目的。2．1余热制冷制冷技术已经广泛应用于国民经济的各个领域。在当今船上，制冷技术主要作用于伙食冷藏、空气调节、冷藏运输等。此外，渔船、液化气或天然气运输船、海E作业船等为了满足生产和特

8、殊设备的需要，各自还设有专用的制冷装置。制冷装置是船舶营运不可缺少的设备之一。制冷装置在中小渔船I二应用不太广泛，中小渔船一般采用带冰作业等保鲜方式，先在码头补充冰块，冰块用完就得返航。这种无机械保冷不适于远洋作业的中小型渔船。虽然大渔船一般都配有制冷系统，但是制冷所消耗的能量较大。由于制冷剂氟利昂系列破坏大气层，许多国家已开始控制或禁止使用，人们不断探索新的制冷剂和新的制冷设备。特别是在远洋渔船上，海产品的保鲜冷冻制冷量需求较大。大部分渔船采用的是压缩机制冷装置，但是所需燃料较多