中型邮轮柴油机余热回收系统性能研究

文章针对某一中型邮轮用柴油机,结合有机朗肯循环技术设计了一套余热回收系统。根据柴油机和循环装置相关参数,研究循环流量、蒸发压力以及烟气末温等因素对循环系统输出以及效率的影响规律。研究表明,系统输出功率及效率均随流量的增加先增大后减小;随着蒸发压力的升高,系统输出和效率均不断升高;随着烟气末温的升高,系统输出功率不断减小,而循环效率基本维持不变。     

吸收式制冷机的节能特性

吸收式制冷机具有可使用低温热源的特点,但其应用目前还不很广。本文定义了吸收式制冷机的理论循环,讨论了热源温度的最低限值,探讨了提高热力系数的途径,并介绍了实际循环与理论循环的差异等。文中说明了低温热源与余热的几种利用方法,诸如太阳能与柴油机余热的不同利用方法。文中特别介绍了吸收式热泵,这种热泵能将无用的低温热源转换成有用的高温热源,文中论述了这种热泵的性能。同时还介绍了制冷机应用于冷冻、冷却以外的可能性。     

液化天然气动力船供气系统动态模拟

本文以液化天然气(LNG)动力船供气系统的工作流程为原型,讨论发动机在工况变化时如何设置控制方案,以达到更好的温度控制效果,满足双燃料发动机的工作需求。使用Aspen HYSYS流程模拟软件对该工作流程进行模拟,研究动态模拟时系统的运行情况。针对供气时的工况变化,改变液化天然气的流量,同时供气温度需要稳定在一定范围内,提出两种维持供气温度相对稳定的调节方案：改变热源的供热量或调节加热介质（水乙二醇）的流量,在HYSYS中分别进行动态模拟。改变热水流量时,输气温度可以控制在20℃-32℃;改变水乙二醇流量时,输气温度控制在22℃-28℃。两种调控方式结合的综合方案中,天然气温度也较好稳定在22℃-28℃之间,并且不需要引入其他外加冷源,响应较快,最适合应用于实际系统中。     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性。本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区。利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量。该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础。     

工质选择对有机朗肯循环热力学系统的影响

本文首先介绍了有机朗肯循环所用工质的热力学性质,指出工质应满足干湿性、压力以及环保等方面的要求,然后对三种不同工质在热源温度低于100℃情况下朗肯循环发电系统的热力学模型进行分析,比较了不同工质下系统参数对有机朗肯循环性能的影响规律,指出了工质选择的方法和策略。     

水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性.本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区.利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量.该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础.     

船用余热吸附式空调系统性能的测试分析

应用蒸汽驱动的五个由氨-复合吸附剂作制冷工质构成吸附床的制冷空调测试平台,分析循环冷却水进口温度、冷剂的循环量、蒸发温度、加热蒸汽的温度与体积流率变化影响系统供冷量的特点.结果表明,降低循环冷却水进口温度、合理地调控制冷剂流量和提供合适温度和体积流率的蒸汽可提高系统的制冷量和系统运行的稳定性.系统采用电加热锅炉产生蒸汽驱动时,制冷系数(COP)约为0.16,而采用船舶废气锅炉产生蒸汽驱动的COP将可达到1.02.     

增压空气驱动LiBr吸收式制冷复合循环的热力性能分析

提出吸收式制冷复合循环新模式，讨论了复合循环的热力计算。单效／双效复合循环有高低压2个发生器，高压发生器由高温级热源驱动，低压发生器由来自高压发生器的冷剂蒸汽与低温级热源联合驱动，实现高低温级热源的能量梯级利用。作为实例，对由高低温两级增压空气中冷器驱动的单效／双效复合循环进行了热力计算，并与单效循环和双效循环进行了热力性能比较。结果表明，复合循环的热力系数和制冷量均比单效循环高出15％，复合循环的余热利用量和制冷量分别高出双效循环153％和110％。     

滑油散热器的动态特性分析

建立了由燃油滑油散热器和空气滑油散热器组成的散热器网络,并建立了板翅式换热器动态数学模型。通过燃油流量与滑油温度的阶跃变化,模拟了过渡过程中温度场的动态响应,揭示了滑油温度在过渡过程中的变化特征。设计了三股流换热器,将燃油、滑油、空气置于同一个换热器中进行热量交换,对三股流换热器的动态响应进行了分析。同时分析了流体组织与通道排列对多股流换热器效能的影响。结果表明:三股流换热器具有较高的换热效率和较短的过渡时间;采用冷热流体逆流布置和通道对称排列能降低滑油出口温度。     

低压自然循环系统自然循环能力限特性分析

基于一维四方程两相漂移流模型,采用数值计算的方法对低压自然循环系统在不同的加热段入口欠热度及不同系统压力情况下的自然循环能力特性进行了研究.结果表明,当系统运行压力为1.5 MPa时,选定自然循环系统加热段入口欠热度,总存在某一加热热流密度使得系统的自然循环流速最高;不同的系统运行压力对自然循环系统的自然循环能力有明显的影响.     

汽轮机电气控制试验平台方案

低温余热发电机是钢厂、水泥厂、石油化工厂提高生产效益、节约能源、实现可持续发展的重要途径。低温余热发电系统是一个相互关联的复杂控制系统,由于其热源的品种(烟气,粉尘)以及其成分不同,热源的熵值存在很大区别,所以其具体的热源控制部分也存在很大的差别,根据热源的不同以及同种热源的随机变化需要多次的调整热源进入换热器的流量以达到控制汽轮机的进汽流量,从而实验的模拟显得尤为重要。本试验平台模拟汽轮机的进汽流量的PID调节,汽轮机的起停控制,汽轮机的转速调节以及故障报警保护控制。     

船用锅炉蒸汽余热吸附式空调的试验研究

吸附空调系统船用的关键是其供冷量能否适应船舶空调舱室热负荷的变化。在实验室中建立了由锅炉低压蒸汽驱动的五吸附床,制冷系统使用氨-复合吸附剂。根据夏季典型空调工况下计算的热负荷,实验研究了制冷系统供冷量与空调负荷变化之间的适配性。结果表明:系统供冷量除受循环冷却水和蒸汽的流量、温度的影响外,还受吸附床加热和冷却时间的影响;必须通过优化吸附床结构、调整吸附床的吸脱附时间,才能使蒸汽驱动的吸附制冷系统实用化。     

燃料电池系统膜增湿器传热传质性能研究

对大功率常压燃料电池系统膜增湿器的传热传质性能进行实验研究,确定了影响膜增湿器性能的主要因素,建立膜增湿器传热传质数学模型,仿真研究了这些因素对膜增湿器性能的影响机制.研究表明,降低增湿器操作压力,增大空气流量,提高进气温度有利于提高扩散系数;减小空气流量和降低干空气进口温度有利于降低膜内水含量梯度.     

水下自航器用锂／二氧化锰电池组的散热处理

大型锂/二氧化锰电池组作为水下自航器的动力电源,以中高倍率电流工作时,会产生大量的废热,若不及时将废热传递至外界环境（海水）时,将对电池组的安全性产生恶劣影响。文中分析了锂/二氧化锰电池的热源和电池组的传热过程,并测量了电池的热功率,通过模拟电池组的废热功率探索了散热处理方法对电池组温度的影响。在水下自航器用锂/二氧化锰电池组设计时,采用综合散热处理方法能够合理控制电池组的温度,且有一定的温度冗余量。     

舰船核动力装置非能动余热排出系统运行特性

用RELAP5/MOD3.2安全分析程序对某型舰船核动力装置非能动余热排出系统进行数学建模,并用实际装置的试验结果进行校核验证。重点分析了自然循环工况下蒸汽发生器U型管内冷却剂倒流特性对非能动余热排出系统运行特性的影响。结果表明:舰船核动力装置发生全部电源丧失事故时,蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统能正常投入运行,但蒸汽发生器U型管内冷却剂会发生倒流,降低了一回路主系统的自然循环能力。     

铝氧化银鱼雷电池段的温度控制

铝氧化银电池是目前应用于鱼雷的重要动力电池,其反应温度关系到鱼雷能否稳定航行,通过电池壳体内外对流换热可控制反应温度。分析了电池流道电解液循环速度、壳体材质对换热的影响。研究表明,可通过降低流道高度进而提高流道内电解液速度、更换导热性良好的壳体材料以增大散热功率,保证散热安全裕量。     

利用多种余热的复合热源型溴化锂制冷机组特性分析

针对船舶动力系统运行时会产生大量多种形式的低品位余热,而这些余热恰好适合作为溴化锂吸收式制冷机的驱动热源,并利用动力系统余热实现船舶的空气调节.介绍了船舶柴油机动力系统所产生的几种余热形式,以及复合热源型溴化锂吸收式制冷机的热力性能、制冷循环效率和回收这些余热的可行性方案.并与电力驱动的压缩式制冷循环在经济性、安全性和能源利用效率等方面进行综合分析对比,论述了船舶节能和余热回收利用的可行性和必要性.