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。     

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。     

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     

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。     

船舶轴带发电机应用及相关EEDI研究

为顺应当前节能减排的大趋势,轴带发电机已经广泛应用于安装二冲程低速机的远洋运输船上,本文介绍了船舶PTO型轴带发电机的工作模式、布局限制、稳定性及增加功率输出的方法,通过船舶实例详细分析计算该型轴带发电机的安装对能源效率设计指数（EEDI）的影响,结果表明,安装PTO能有效降低船舶的EEDI值,积极起到节能减排的效果。     

柴油机船高性能废热回收发电装置

文章介绍了高性能废热回收发电装置首台试验样机约一年的运转经验,证明达到原设计性能。文章还介绍了主机排气温度是降低排气能量损失的重要因素。这是一种切合实用的装置并能有效回收废热。该装置能供应船上所需电力以及船用蒸气。本文还阐述了三级压力蒸汽发生系统、排气经济器以及排除颗粒的除灰器的实用性,经济性及结构。     

船用高温固体氧化物燃料电池方案的可行性探讨

相比于其他氢能燃料电池方案,高温固体氧化物燃料电池（SOFC）与天然气燃料方案具有燃料成本低、联合循环的系统效率高、天然气燃料储-输-用经济和安全性高等优点,适合于中大型船舶与远海航行的应用场景。本文从船用紧凑式制氢重整器、船用能源系统集成等关键技术方面讨论讨论该方案在船上应用的可行性,为船用SOFC技术路线的发展提供可行性参考。     

船舶发电机智能诊断系统设计与研究

船舶发电机系统发电性能和稳定性能直接影响到船舶能否正常工作,因此要求发电机在遇到故障时,能够快速确定故障位置,并有效排除故障,尽最大可能降低故障的影响。本文在研究船舶发电机系统的基础上,设计基于蚁群算法和人工神经网络技术模型的船舶发电机故障诊断系统,此诊断系统能够有效定位故障点,并进行故障类型判断和排除。     

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）。     

船用螺旋桨及桨后发电机设计可行性研究

[目的]以概念船舶节能装置为研究对象,[方法]在船用螺旋桨后布置尾流发电机,利用螺旋桨的高速尾流推动发电机叶轮旋转,从而带动发电机组,将尾流能回收转化为电能,降低船舶的总体能耗。将螺旋桨及海流发电机视作组合推进器一体设计,采用涡格法分析桨的水动力性能,采用原创的改进叶素动量方法评估桨后处于高度非均匀流场中的发电机的性能。采用遗传算法设计最佳的海流发电机叶片几何,为某实船提供设计方案,并通过CFD方法验证方案的性能。[结果]经与原桨比较,结果显示:在进速系数不变的情况下,组合推进器的推力可提高约4%,但收到功率略有增加;如果调整转速,则组合推进器在推力略有损失的情况下可降低能耗3.43%。[结论]计算分析证明了该节能装置的可行性,可作为降速航行的替代方法。     

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。     

轴带发电机在船舶电力能源系统中的应用

船舶轴带发电机是大型船舶上广泛配置的供电装置,该装置通过船舶主轴驱动。船舶耗油量巨大,为实现能源的高利用率和经济利益,船舶柴油推进主机通常都会配置相应的轴带发电机系统。传统的轴带发电机系统存在着损耗大、噪音污染、不方便保养和无法与整个船舶电网耦合使用等缺点。针对以上缺点,本文提出一种新型船舶轴带发电机系统,该轴带发电系统基于SPWM逆变器控制,在满足整个船舶电力网对发电机的控制需求的同时,实现了船舶柴油发电机组单独稳定运行或者相互耦合运行。     

基于船舶加热系统的缸套水废热回收设计

鉴于普通柴油机能量有效转化率不足50%,以及船东对节能减排的特殊要求,文章以缸套水为研究对象,设计出一套能够回收主、辅机缸套水废热的加热系统。利用主、辅机产生的废热去加热燃油舱、污油舱、货油洗舱水以及空调等用户,以实现节能、提高燃油利用率的目的。满足船舶在停泊、装卸货、进出港、正常航行等工况时以及洗舱时的热能需要。运用简单实用的办法提高船舶动力装置总效率,为中小型船舶的废热利用提供借鉴。     

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。     

5000t散货船清洁推进系统配置论证与控制设计

近年来,随着燃油价格的攀升以及船舶节能减排的呼声越来越高,船舶能效提升方法研究显得尤为必要,目前其研究主要集中在设计与优化管理2个方面。本文针对5 000 t散货船设计了其清洁推进系统的配置形式,并分析其能效设计指数EEDI;此外,通过建立清洁推进系统主机及发电机综合经济性、排放性模型,给出船舶在特定工况下的最佳航速的确定方法。通过所设计的能效管理与控制的优化方法,可使整个系统运行在高效率区,降低主机与发电机的总能耗,从而大幅提高船舶能效。     

面向海上风电工程的船舶助航系统设计与实现

为保障海上风力发电机及船舶通航安全,以海上风力发电机为实施载体,设计一种适宜于海上风电工程水域的船舶助航系统。该系统由警示灯模块、雷达应答器模块、AIS虚拟航标模块、颜色标绘模块、远程控制模块等组成。经实践应用表明,该系统可在远距离有效提醒船舶及时避让,特别是能提高夜间或能见度不良条件下船舶驾驶员识别海上风力发电机的能力,可为船舶避让预留充足的决策时间。与传统导助航设施相比,该系统能够多重融合、远近互补,具有较强的实用性和优异的警示性,可有效降低船舶碰撞海上风力发电机的概率。     

船舶推进中的节能技术研究

船舶推进中的节能技术研究是航运界和造船业共同关注的重要话题.文中研究了如何从设置船体附加物和改进动力装置两方面来实现推进节能；分析了通过半导流罩和舵附推力鳍设置来提高推进效率的原理及实船节能效果；并通过主机选型、降速航行、废热回收、轴带发电机配置等技术的实船应用,论证了各项技术的节能效果,对开拓船舶节能设计思路具有帮助...     

大型船舶主机废气热能回收装置的热平衡分析

对一般船舶的主机废气热能回收系统进行了热平衡分析,通过实例计算,求出了该系统的状态参数、输入输出的能量、热效率和损失系数,得出其热量平衡图.计算表明,采用热平衡分析可了解该主机废气热能回收系统的能量分配和利用情况、整个动力装置热效率的提高程度.热平衡分析结果将用于热经济分析以基础数据.     

柴油机厂商积极开发节能减排新产品

MARPOL公约附则Ⅳ《防止船舶造成大气污染规则》和（2008年氮氧化物（NOx）技术规则》的修正案将存2010年7月1日正式生效．众多柴油机生产厂商正加紧研发,有些厂家已经陆续推出节能减排新产品。例如MANB＆W公司的ME—C9船用柴油机．可以增强配备有高效废热回收系统船舶的“环保能力”。近日成功地通过了作为商船应用的定型试验;能满足IMO对TierⅡ柴油机排放法规要求、可直接与满足IMO排放法规要求的二冲程和四冲程TierⅡ柴油机配套的新一代TAC轴流式和TCR径流式增压器,亦已投放市场。     

水源热泵在船舶冬季采暖中的应用

提出了船舶水源热泵方案,该方案利用热泵将船舶中央冷却器出口海水废热及直接泵入海水的低位热量转化为船舶冬季采暖可以利用的优质热源,具有能源利用率高、保护环境的优点.