渔船节能型制冷供暖与发电复合系统

针对沿海渔船燃油能源利用率低的问题提出余热回收利用系统方案,根据能量品位高低对渔船余热资源进行分级利用,高品位余热优先温差发电,低品位余热用于供暖和制冷。系统引入中小型溴化锂吸收式制冷设备、平板式温差发电装置和太阳能集热器,集成到渔船船载空间,并提出不同季节的系统协同运行方案,实现冬季余热供暖为主、夏季余热供冷为主、春秋余热温差发电和常态化制冷的综合能源利用方式,提高渔船燃油能源的综合利用率,降低渔船燃油消耗量和尾气污染排放量,经济效益和环境效益显著。     

船舶柴油机废气余热发电效率优化系统

船舶柴油机运行过程中产生的能量做不到被完全利用,造成能源浪费。在此背景下,为提高能源利用率,针对当前使用的一般船舶柴油机废气余热发电系统效率低的问题,进行优化设计。本系统设计采用B/S架构,搭建系统结构,集成化提升,然后优化系统组成硬件,最后设计系统运行程序,实现优化系统设计。为测试系统有效性,进行仿真测试,结果表明:与一般船舶柴油机废气余热发电系统相比,运行优化后的系统,能在更短的时间内产生更多的电量,由此可知本系统的余热发电效率提升,达到了研究的预期目标。     

超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的技术分析

船舶动力技术水平关系到国家经济发展与军事安全,其中实现其发动机排气余热高效利用是一项关键技术。船舶具有多种余热利用的途径,现代船舶对于电能的需求越来越大,利用余热进行发电具有前景。超临界二氧化碳具有良好的密度和流动特性,可在中低温区实现高效的涡轮机械作功,相比温差发电或燃气轮机发电具有明确的效率优势。本文对比分析了超临界二氧化碳涡轮发电的发展现状和关键技术,并针对船舶参数开展30 kW级超临界二氧化碳涡轮发电机的研制,在氮吹试验中实现了36 kW/36.5 kr/min的功率输出,可进一步验证并推进超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的发展。     

超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的技术分析

船舶动力技术水平关系到国家经济发展与军事安全,其中实现其发动机排气余热高效利用是一项关键技术.船舶具有多种余热利用的途径,现代船舶对于电能的需求越来越大,利用余热进行发电具有前景.超临界二氧化碳具有良好的密度和流动特性,可在中低温区实现高效的涡轮机械作功,相比温差发电或燃气轮机发电具有明确的效率优势.本文对比分析了超临界二氧化碳涡轮发电的发展现状和关键技术,并针对船舶参数开展30 kW级超临界二氧化碳涡轮发电机的研制,在氮吹试验中实现了36 kW/36.5 kr/min的功率输出,可进一步验证并推进超临界二氧化碳涡轮发电在船舶余热利用上的发展.     

风-光热-光伏打捆发电系统并网效益分析

风电和光伏出力具有间歇性和波动性,为了促进其消纳,可将风电场、光热电站和光伏电站组成联合发电系统,打捆输出。利用光热电站出力的可调度性,对联合出力进行调节。分析了风-光热-光伏打捆发电系统运行模式,以联合系统并网效益最大为目标,建立联合运行数学模型。在计算并网效益时,考虑了打捆发电系统的度电成本和电网峰谷电价差。最后通过仿真对所建立的数学模型进行验证,并采用粒子群算法对模型进行优化求解。     

基于集成高效热能发电系统的船舶Attained EEDI及燃油消耗量分析

为满足国际海事组织(IMO)关于船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)的强制要求,各国已开始探索高效热能发电技术在船舶能源系统中的集成和应用,以期通过对船舶主动力装置余热进行回收利用,实现降低EEDI、减少燃油消耗量和控制废气排放量的目标。论文以超临界二氧化碳布雷顿循环(S-CO_2 Brayton cycle,S-CO_2 BC)发电系统、有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热发电系统、卡琳娜循环(Kalina cycle,KC)余热发电系统和动力涡轮(power turbine,PT)余热发电系统为具体研究对象,分别就单一新型动力循环发电系统和组合型高效热能发电系统在某型2500TEU支线集装箱船中集成,对船舶达到的能效设计指数(attained EEDI)和燃油消耗量折减进行计算分析。结果表明:采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统取代1台船舶辅机,并与有机朗肯循环、卡琳娜循环及动力涡轮等新型动力循环余热发电系统构成组合型高效热能余热发电系统技术方案,可实现船舶达到的能效设计指数EA与没有应用任何高效热能发电系统技术方案的指数相比下降33.28%;单一应用有机朗肯循环余热发电技术对减少船舶燃油消耗量的贡献显著,燃油节省率可达到5.99%。这项研究工作可为在船舶上集成应用高效热能发电技术提供理论参考依据。     

一种新能源发电并网控制技术研究

在新能源并网发电系统中,为保证并网逆变器并网成功,实现逆变器单位功率因数运行,减小系统所发的电能并入电网后造成电网污染,需要保证输出的电流与电网电压保持同相位。介绍了一种新能源发电系统——潮流能并网逆变的结构和原理,并建立其数学模型,设计了一种锁相环,使输出电流与电网电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB-simulink上建立了锁相环的仿真模型,搭建了并网逆变器整体模型并将锁相环加入系统,仿真结果表明该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行。     

基于两级温差发电的船舶废热回收试验研究

对于船舶柴油机而言,其所做功的30%都以废热的形式随尾气排放到了大气中,而利用温差发电技术回收船舶余热进行发电具有极其广阔的发展前景,因此提出了一种利用船舶柴油机尾气废热进行两级温差发电的新型装置。在对两级温差发电系统进行建模后,搭建了两级温差发电装置并进行了测试。理论分析和试验结果表明,该装置利用温差发电技术对船舶余热进行回收是可行的。当热端温度达到473 K时,该温差发电试验装置可输出功率250 W,系统热效率为5.35%,相比单级温差发电在相同条件下4.04%的热效率,该系统提高了32%。最后,文章对系统优化和装置的进一步改进进行了探讨。     

基于两级温差发电的船舶废热回收试验研究

对于船舶柴油机而言,其所做功的30%都以废热的形式随尾气排放到了大气中。利用温差发电(TEG)技术回收船舶余热进行发电具有极其广阔的发展前景。因此提出了一种利用船舶柴油机尾气废热进行两级温差发电的新型装置。在对两级温差发电系统进行建模后,搭建了两级温差发电装置并进行了测试。理论分析和实验结果表明该装置利用温差发电技术对船舶余热回收是可行的。当热端温度达到473 K时,该温差发电实验装置可输出功率250 W,系统热效率为5.35％,相比单级TEG在相同条件下4.04％的热效率,该系统提高了32％。最后,对系统优化和装置的进一步改进进行了探讨。     

基于热力学的船舶柴油发电系统建模与分析

船舶柴油发电系统将化石燃料的能量转换为船载设备可用的电能,在柴油发电机的能量转换过程中会产生较大的能量损耗,目前常用的能量改善方法是建立余热锅炉发电装置,利用柴油主机的余热发电。本文的研究目标是提高船舶柴油发电机组的能量利用率,采用一种热力学分析和仿真方法,建立船舶柴油发电机组和余热锅炉的热力学模型,并进行了柴油发电机的仿真。     

风光柴互补发电系统中三电平充放电技术的研究

依据风光柴互补发电系统中蓄电池充放电过程的特点,提出了一种在并网模式下运行的三电平逆变器的自适应滞环电流控制策略。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明,该控制策略可以有效地对蓄电池进行充放电控制,实现蓄电池与交流母线间能量的双向流动,满足并网运行的要求。     

基于船舶电力系统的光伏并网发电实验平台设计及评价

随着石油资源的枯竭和环保要求的不断提高,将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。将光伏电能与船舶电网进行并网运行是提高能源利用效率和电网可靠性的重要途径。针对船舶平台及其电网的典型特点,设计完善了一套能够开展光伏电能与船舶电网并网运行的实验平台。分别从实验平台的基本组成、运行模式和评价指标这三个方面进行了详细论述,对船用光伏并网系统的设计和研究提供了重要的依据。     

混合动力船舶发电系统的设计与研究

新能源技术在现代船舶工业中发挥着越来越重的作用。本文对太阳能混合动力船舶发电系统进行研究,给出一种光伏并网混合动力船舶发电系统的设计方案,实现了绿色船舶。本文首先对船舶电力系统的相关知识进行介绍,其次介绍太阳能光伏技术,最后给出根据实际船舶参数设计的光伏并网混合动力船舶发电系统方案。     

LNG动力船冷能发电系统的模拟优化研究

提出用改进的直接膨胀法来回收LNG动力船上的冷能和余热的发电系统,并以4800k W的双燃料拖船为研究对象,利用ASPEN PLUS流程模拟软件对该系统进行模拟和优化。模拟分析结果表明,在相同膨胀机入口温度和不同入口压力下都有一个最优的发电功率值;双机系统最大发电功率达177k W,完全可以减少一个150k W的主柴油机发电机组而产生巨大的经济和环境效益;该系统的?效率达到了0.4854,比传统的直接膨胀系统?效率提高了近一倍。     

煤燃烧烟气余热发电量的计算

煤在燃烧过程中消耗能源的同时通过排放烟气释放出大量的余热。为了有效的利用这部分能量进行发电,本文根据煤生成烟气的理论分析,得出了实际烟气组分,并计算出了烟气可利用余热,并科学合理地选取发电效率,计算出了煤燃烧烟气余热的发电量。     

基于余热驱动的船用吸附制冷-载冷系统的设计研发

为了解决船舶余热发电引起的余热利用率不高的问题,文章基于余热驱动的船用吸附制冷-载冷系统的设计,研发了利用余热驱动的船上冷冻冷藏和海水淡化组合工作系统。冷冻冷藏采用NH_3-CO_2载冷剂系统来实现,余热的梯级回收与套缸冷却水的再利用结合真空闪蒸实现海水淡化。本设计的主要创新表现在:既有效利用氨的热力性质又避免了氨在船上分散空间使用的危险性;余热梯级利用有效解决了冷冻冷藏不同温区及海水淡化的需要和余热利用率不高的问题。高效吸附床的设计对吸附制冷效率的提高较好地完善了CaCl_2-NH_3吸附式制冷-CO_2载冷剂系统,为新型余热回收船舶辅助系统设计提供新理念。     

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。     

30万吨LNG船冷能综合利用系统设计与优化

本文以30万吨LNG动力船舶为研究对象,基于远洋船舶上空调的应用需求,通过对船舶余热与LNG冷能的研究分析,经过ASPEN HYSYS软件模拟LNG流程图,在基于对LNG冷能梯级利用的前提下,提出将烟气高温余热、缸套水余热与LNG高品位冷能进行发电和船舶空调的综合利用方案。基于设计方案的流程模拟与?分析,对工质选择进行优化,进一步釆用遗传算法进行参数匹配优化。结果表明,在满足船舶空调负荷的前提下,发电功率达到268.9 kW,系统总?效率达到47.64%。     

船舶动力装置的余热利用研究综述

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.     

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。