联合动力船舶废热回收系统设计及有效能分析

联合动力系统和双燃料主动力是绿色船舶节能减排低碳降耗的发展趋势,然而大量的废热排放及船舶发电机噪声污染降低了新系统的能源利用率与舒适度。因此,将固体氧化物燃料电池（SOFC）取代船舶发电机,并在废气涡轮（ET）与SOFC联合的母型船运行参数的基础上,将SOFC废热和ET与有机朗肯循环（ORC）结合,提出一种余热回收系统,构建相应的系统能量及?模型,选取不同工质对系统进行设计,并对整个系统各部件进行热力学及有效能分析。结果表明：R245fa为最合适有机工质,净输出功为55.68k W。整个系统的有效能损失中,内源性有效能损失占比为89.73%,可避免损失占比63.25%。通过废热回收和SOFC/ET的联合使用有助于提高船舶的能源效率,同时降低运营成本。     

超大型风电安装船废热回收系统的设备选型及应用

基于降低船舶运营成本及IMO EEDI的最新要求,采取措施确保船舶发动机燃料的最佳利用是首选方案。由于热流和温度的关系,主机的排气废气是目前船舶废热源中最具吸引力的能源。在此情形之下,通过分析船舶主发电机的废热回收系统及相关计算,并得出该系统应用的可行性及前景。计算和实验结果表明,废热回收系统的应用对于该项目的电网负荷能起到积极的作用,同时产生的饱和蒸汽亦可满足辅助系统要求,在设计及设备选型过程中,需注意透平发电机输出功率与主发电机的功率及负荷的关系,设备的合理选型及系统的合理配置。     

图片新闻

20l5年12月1日在上海开幕的“2015年中国国际海事会展”上,全球领先的电力和自动化技术集团ABB全面展示其船舶与港口领域的领先技术,其中包括船舶电力推进系统、涡轮增压系统、集成自动化系统、船舶废热回收系统、船舶岸越供电系统、船舶供配电系统、测量仪器仪表、船用电机和发电机等一系列高效竹能的电力与一动化解决方案,积极支持中国造船业和海洋工程装备业的发展。     

美国海岸警卫队船舶上的废热回收

82米(270英尺)长弗爱沫斯(Famous)级中等续航力船上配日用发电机的广泛回收废热的系统,据说是首批用于美国海岸警卫队船舶中的废热回收系统。汽态热回收系统已由工程管理部设计并制成装置,该装置从两台功率为475千瓦的配凯托(Kato)船舶日用发电机的卡特皮勒(Caterpillar)D348TA型发动机的缸套水和废气总管中汲取热量。上述系统中以发动机热量产生的蒸汽用于:使居住舱和工作舱保持舒适的环境;向蒸发式水蒸留装置供工作蒸汽;并产生热水供洗     

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.     

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。     

带蓄冷装置的热回收船舶空调系统的设计研究

文章从节能的角度着手，进行了带蓄冷装置的热回收船舶空调系统的设计研究，并从理论上对其性能进行了分析讨论，为船上同类空调机组和热回收系统的开发研究和更合理利用能源提供有益的参考。     

船用柴油机废气涡轮发电机经济性分析

分析船用柴油机废气涡轮发电机系统中废气锅炉和汽轮机的工作原理;对比船舶在配备废气涡轮发电机系统前后的运营成本,指出采用废气涡轮发电机系统可以使船舶在长期运营中获得更高的经济效益。     

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。