多种热力循环在船舶热能发电系统中的应用

发展和应用船舶柴油机热能发电技术是实现航运业节能减排的重要途径之一。围绕蒸汽朗肯循环、有机朗肯循环、卡琳娜循环和布雷顿循环4种应用于船舶主机烟气余热回收利用领域的热力循环，介绍各循环的基本原理和工质选择，并进行装置效率对比，对以热力循环为基本原理的船舶柴油机热能发电系统的研究现状和发展趋势进行总结。论文研究认为：有机朗肯循环拥有相对较高的热能回收发电效率，而以S-CO2为循环工质的布雷顿循环拥有更显著的船舶热能回收发电应用前景，在探求可联合“契合点”的基础上建立以“蒸汽-有机朗肯联合循环系统”为代表的两种甚至两种以上循环方式的联合热力循环余热回收发电系统是提升船舶热能发电整体效率的重要手段。     

基于ORC的船舶主机余热回收方案选择

为有效回收船舶余热,通过对MAN 6S80MC-C型低速二冲程船舶主机运行数据进行梳理,计算出该主机在45％～65％负荷下的废气和缸套水余热参数.根据船舶实际情况,设计基本有机朗肯循环、串联有机朗肯循环和双有机朗肯循环3种船舶余热回收方案.以新型低碳环保型制冷剂R1233zd(E)为系统工质,对3种船舶余热回收方案的热性能进行理论分析.结果表明:双有机朗肯循环余热回收方案的净输出功率最大,串联有机朗肯循环余热回收方案的热效率最高,双有机朗肯循环系统较适用于船舶余热回收.     

船舶余热回收系统技术分析

针对以动力涡轮和蒸汽涡轮作为动力设备的船舶余热回收系统，分析余热回收系统对降低燃油成本、减少CO₂排放和船舶能效设计指数的影响。文章分析了船舶余热回收系统的原理与结构组成，以及系统性能和余热回收效果，分析结果表明：船舶加装余热回收系统（WHRS）可降低燃油成本，节省燃油4%～11%；除节省燃油之外，WHRS还大大降低了CO₂、NO_X、SO_X和颗粒物的排放，同时WHRS也降低了船舶的能效指数（EEDI）。     

船用烟气余热S-CO2布雷顿循环发电系统性能分析

开展船舶主机不同负荷工况下的S-CO₂布雷顿循环余热系统热力学特性和效能分析是其实现工程应用的必要环节。本文通过性能分析确定系统热力学参数对净输出功率和平准化能源成本的影响变化趋势,最佳运行参数范围以及系统关键热力学参数。通过主机典型负荷工况下的效能评估,分析集成S-CO₂再压缩布雷顿循环余热发电系统后的船舶节能减排效益。结果表明：主压缩机入口压力和压比对整个余热发电系统热力学性能和经济性影响最为显著,可调节这2个关键热力学参数以确保系统在船舶主机不同负荷下获得良好系统性能;集成该余热发电系统后,MAN8S90ME-C10.2型主机系统热效率最高可提高0.91%,燃油消耗量平均每年可减少51 t,NO₂和CO₂的排放量每年可分别减少2.28 t和760 t。     

船舶烟气S-CO_2布雷顿循环稳态热力学优化

主机烟气余热进行循环再利用是船舶绿色化的重要技术实现途径,其核心环节在于采用适宜的热力学循环系统实现烟气输入热功到涡轮输出轴功之间的高效能量转换。在简述超临界二氧化碳(S-CO_2)布雷顿热力学循环系统基本原理和技术特点的基础上,根据换热器、涡轮机和压缩机等系统核心组成设备的数学模型,在Fortran软件环境中建立以系统热效率为目标优化函数的再压缩式循环结构的稳态运行效率数值计算仿真模型,分别针对循环压比、回热器总换热系数、分流系数等参数对系统循环热效率的影响问题进行算例分析。结果表明:在2.10～2.45的压比范围内,不同工况条件下均存在全局最优分流系数使得热效率最大化。船舶热能动力循环发电系统最优运行工况分析中,在涡轮机入口温度500℃、压缩机入口温度35℃下,存在最优分流系数为0.39,对应的循环压比为2.37,循环热效率为32.15%。     

低品位热能回收发电应用研究

本文介绍了一种有机朗肯循环(ORC)余热回收发电系统的研究情况,分析了影响系统热电效率的主要因素,讨论了本系统装置的市场应用前景.     

低品位热能回收发电应用研究

本文介绍了一种有机朗肯循环(ORC)余热回收发电系统的研究情况,分析了影响系统热电效率的主要因素,讨论了本系统装置的市场应用前景。     

使用双燃料推进系统船舶的EEDI计算探讨

随着清洁能源LNG的广泛使用,双燃料推进系统在绿色船舶上的应用已经越来越普遍,但目前国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会(MEPC)关于船舶能效设计指数(EEDI)的计算导则中还没有涵盖此类型船舶的算法。通过一型实船的计算,探讨采用双燃料推进系统船舶的EEDI计算方法,提出可以对燃油模式及燃气模式下分别计算出来的EEDI进行加权,经比较使用舱容加权法和续航力加权法的计算结果,推荐使用续航力加权法来计算使用双燃料推进系统船舶的EEDI指数。     

船舶余热有机朗肯循环的工质选择

船舶耗油量巨大且会产生大量余热和氮硫化物,为实现船舶节能减排,本文考虑使用有机朗肯循环回收利用船舶余热。但船舶余热形式复杂且温度不同,为使系统性能达到最佳,本文选取7种工质,并以MAN S35MC船舶柴油机为例,通过性能对比分析得出:相比其他工质,R601最适宜船舶余热的回收利用。在最佳工况条件下,有机朗肯循环系统回收利用船舶余热的总热效率能达到12.35%,总输出功率266.24kW,总■损率309.02kW,可使船舶柴油机的有效功率提高6.32%,这对实现船舶节能减排具有重大意义。     

30000 m3 LNG船EEDI计算方法研究

双燃料电力推进系统在LNG运输船上的应用越来越普遍。由于采用了清洁能源天然气作为船舶的动力燃料,使污染物排放情况明显好于传统船舶,能效也更高,但国际海事组织现有能效设计指数(EEDI)计算未能覆盖此类型船舶。通过一型实船计算,探讨了采用双燃料电力推进系统船舶的能效设计指数评估方法。     

涡轮发电机的废热回收利用系统研究与设计

在船舶航运业,涡轮发电机系统一直都是整个船舶能源系统的重要组成部分,而其产生的废热往往包含了大量热能,通过设计废热回收系统,可以对这部分能源进行有效的利用。本文从有机朗肯循环的角度对船舶废热系统进行了热力学分析,并建立循环工质的温度平衡方程;结合单片机和自动PID控制理论,设计一种高效的涡轮发电机废热回收系统。     

船舶余热有机朗肯循环的方案设计及性能研究

船舶耗油量巨大,如何提高船舶能效是当前的研究热点。本文提出了采用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)用于船舶余热回收。以6S35MC船舶柴油机作为研究对象,设计一套以废气、增压空气和缸套水为热源的ORC余热回收系统方案。在冷凝为35℃的条件下,该系统的热效率可达11.07%,净输出功率为238.65kW,■损率为336.60kW,柴油机净输出功率提高了5.97%。但该系统中缸套水的热效率较低,为此将缸套水作为预热源进行改进。改进后的系统净输出功率与原系统相比稍有降低,但在热效率和■损率等方面优于原系统。     

浅谈船舶艉部节能技术

船舶能效设计指数（EEDI）已于2013年1月1日正式生效,这是第一个专门针对国际海运温室气体减排的强制性法律文件。EEDI是衡量船舶设计和建造能效水平的一个指标,即根据船舶在设计最大载货状态下以一定航速航行所需推进动力以及相关辅助功率消耗的燃油计算出的二氧化碳排放量。制定这一指标的目的在于提高船舶能效和降低二氧化碳排放。本文分析了目前世界（特别是中国）船舶业所面临的严峻形势,对世界先进船舶艉部节能技术进行分析,从而满足EEDI的要求。     

船舶CO2排放水平的能效评估方法研究

由于国际海事组织对于EEDI基线公式尚未确定,为在现阶段推动新建船舶的节能减排,提出了船舶能效数据库样本数据的新船能效设计指数(EEDI)基本值(最低水准)的确定方法,用于新设计船实际EEDI相对于与基本值(最低水准)的比较;还推荐一个仅涉及主机参数的简化能效公式,用以船舶初步设计阶段对能效的评估;并建议加快建立我国船舶EEDI数据库,为提高我国船舶绿色程度发挥主导作用。     

新船能效设计指数及应对策略分析

新船能效设计指数( EEDI)是国际海事组织(IMO)最新推出的衡量船舶能效水平的指标,用CO2排放量和货运能力的比值来表示船舶的能效.介绍了EEDI及强制性EEDI适用的船舶类型,探讨了EEDI计算公式中存在的不足,并从理论研究和技术途径两方面提出了若干应对策略.     

基于MATLAB的船舶能效设计指数辅助计算系统开发

船舶能效设计指数(EEDI)是表征船舶固有CO_2排放水平评价指标,主要用于对营运船舶的二氧化碳排进行控制及限制,以降低全球温室气体排放对大气环境的影响。从《绿色船舶规范》研究入手,分析EEDI影响因子之间的相互影响关系,建立船舶能效设计指数计算的优化流程与方法,基于MATLAB软件平台开发船舶能效设计指数辅助计算系统,以解决人为计算过程的误差问题,并以某散货船为实例进行验证。     

有机朗肯循环发电系统热力过程的研究

有机朗肯循环发电装置能够有效地利用工业中的废热,将其转化成清洁能源—电能。本文介绍了朗肯循环发电理论方案、基本工作原理、系统计算方法。并且在理论的基础上,对某陶粒砂厂烟气工况进行了分析、计算,这对低品味工业余热的开发利用具有重要的参考价值。     

基于主机功率控制的航速优化

正0引言国际海事组织(IMO) 2011年7月15日在MARPOL公约框架内新增船舶能效规则,对新造船舶能效设计指数(EEDI)和营运船能效营运指数(EEOI)分别提出限值、管理要求。为实现该目标,科研人员通过船体线型优化、轻量化设计、节能附体设计、高效柴油机技术、高性能船体油漆等技术措施提高船舶能效,船舶管理人员通过改进航次计划、气     

LNG运输船能效设计指数

文中简要介绍了LNG运输船的特点,包括动力装置选型、蒸发气处理、液货罐的型式等方面。考虑到LNG运输船船舶能效与主机燃料类型、消耗量、货运能力以及对蒸发气的利用有关,在新造船舶能效设计指数(EEDI)计算公式的基础上,引入燃油替代率和LNG运输船上用于回收挥发气的苍穹容积两个参数,建立了针对LNG运输船的能效设计水平计算公式。以使用蒸汽透平为主推进装置类型的船舶为例,对可搜集到的LNG运输船EEDI值进行数据回归分析,提出了类似于船舶参考线公式的LNG运输船参考线公式。此外,为了验证公式的有效性,采用了单因素敏感性分析法研究各个变量对公式的影响程度,并提出了相应的降低能耗的措施。希望可以为LNG运输船的能效水平评估和LNG运输船的设计建造提供一定的参考。     

船舶能效设计指数EEDI

正【背景】2011年7月11～15日,国际海事组织(IMO)在英国伦敦总部召开了海上环境保护委员会(MEPC)第62届会议,通过了包括EEDI在内的国际防止船舶污染海洋公约(MARPOL)附则VI有关船舶能效规则的修正案,确立了"船舶能效设计指数"(EEDI)和"船舶能效管理计划"(SEEMP)两项船舶能效标准。船舶能效规划适用于2013年1月1日及以后安放龙骨的400总吨及以上的国际航行船舶。由此,EEDI成为船舶及航运界的热点话题。