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）。     

基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化

船舶发电系统电路受到传感电机电磁耦合的影响,容易产生串扰,导致输出功率因素不高,需要进行电路优化设计。提出基于粒子群算法的船舶发电系统电路优化方法,构建船舶发电系统电路优化的控制约束参量模型,采用粒子群进化方法进行电路优化参数的自适应寻优,以粒子种群的适应度方差最小为约束条件,得到电路控制参数的最优解。以此为指导进行船舶发电系统电路的优化设计,并进行电路测试和仿真分析,得出采用该方法进行船舶发电系统电路优化能提高关联约束参量的寻优能力,发电系统控制的稳定性较好,发电系统的输出功率增益得到提升。     

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。     

船舶余热回收现状及吸附制冷应用前景

热管式余热蒸汽锅炉和热水器在船舶上已得到成功应用。渔船余热回收的吸附式制冷系统也有很大的开发潜力。文章着重介绍回收船舶尾气余热的热管蒸汽锅炉系统、吸附式制冷的空调系统、冷冻水系统、制冰系统     

新能源船舶混合电力系统容量优化策略

在新能源船舶电力系统中,不合理的系统容量分配会引起电网的剧烈波动,增加能源消耗,提高用电成本等不利情况。为保证行驶的安全合理,提出一种考虑船舶横摇的新能源船舶混合电站系统的优化策略。该策略使用加入遗传算法交叉过程的多目标多约束粒子群算法,在考虑船舶航行时横摇的情况下,对船舶电力系统中柴油机的出力以及储能电池的容量进行优化配置,在保证船舶运行效率的同时,减少电力系统运行成本以及燃油消耗。以某远洋油轮为例,在一个航程内,优化后的船舶混合电站系统在满足用电可靠性的前提下,合理分配各电源出力,显著改善了电力系统的用电成本。     

基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析

为了提高船舶电力系统稳定性,提出基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析方法,构建船舶电力系统的稳定性控制约束参量模型,以电机模型参数为控制对象,通过船舶电力系统电机的转速信息和电磁转矩信息进行船舶电力系统脆性特征分析,采用PI控制算法进行船舶电力系统的输出稳定性控制,建立船舶电力系统的反馈动态补偿稳定性控制模型,结合粒子群优化算法进行船舶电力系统稳定性控制的参量自适应调节,实现船舶电力系统脆性预测和稳定性控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶电力系统脆性分析的准确性较好,控制稳定性较强,提高了船舶电力系统的输出鲁棒性。     

大型船舶电力系统脆性中的粒子群优化算法研究

随着自动化技术和电力推进技术在船舶工业的广泛应用,船舶电力系统的稳定性、可靠性显得更加重要,针对大型船舶电力系统的脆性优化也引起了国内外的广泛研究。大型船舶电力系统的故障恢复和脆性优化具有重要意义,一方面可以提高船舶电力系统的可靠性,为船载用电设备提供充足的电力;另一方面,电力系统网络结构的优化有助于提高电力系统的集成特性,降低成本的同时可以提高供电效率。本文主要研究了大型船舶电力系统的脆性优化问题,采用了粒子群优化算法和脆性建模技术,对全面分析复杂的船舶电力系统,预防和控制电力系统脆性故障,提高电力系统可靠性具有重要的理论和实际应用价值。     

船舶电力系统无功优化过程的自适应粒子群算法应用

随着现代船舶工业的需要,船载用电设备的数量越来越多,船舶电力系统的容量也越来越大。船载用电设备在提高船舶自动化水平的同时,也对船舶电力系统的稳定性、安全性、节能性等提出更高要求。其中,船舶电力系统网络的无功损耗问题一直是相关领域的研究重点。电力系统的无功优化是指当系统的结构参数、负载等保持不变的情况下,通过改善船舶电力系统电源的电压等参数,调节电网的潮流计算,无功优化对提高船舶电力系统的供电效率,降低事故发生率等有重要的作用。本文系统的介绍了自适应粒子群算法,并将该粒子群寻优算法应用到船舶电力系统的无功优化过程中,对于改善电力系统的无功优化过程有重要的意义。     

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.     

大型船舶电力系统自适应保护算法设计

近年来,电力推进技术和船载电子设备发展迅速,对大型船舶的电力系统提出了更高的要求,电力系统的性能和可靠性对船舶的正常运行有重要的意义。由于船舶电力系统网络结构复杂、工作环境恶劣,电力系统很容易发生短路、单相接地等故障,而传统的继电保护已经难以满足现代电力系统的可靠性需求。本文针对大型船舶电力系统的可靠性问题,采用了自适应保护算法和自适应粒子群算法,对船舶电力系统的网络结构进行了优化。     

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.     

船舶核动力装置蒸汽旁排工况的动态特性及影响因素分析

  目的  旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。  方法  根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化（PSO）算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。  结果  仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%～50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。  结论  研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。     

船舶余热梯级利用的淡水-空调复合供能系统

探讨船舶柴油机余热利用的发展潜力和当前研究现状,在此基础上根据能量梯级回收利用原则,设计一种以水/水蒸汽为单一热媒的新型淡水-空调复合供能系统,该系统包括冷却水余热回收和废气余热回收2个模块,兼具供热/制冷、制取淡水、生活用水等诸多作用。最后,对该系统进行热平衡分析,结果表明该系统可实现68.4%的余热回收量,低碳环保,节能效益显著。     

船舶能量管理系统技术

随着综合电力系统船舶的发展,能量管理系统的应用逐渐为人所重视.通过综合电力系统船舶对能量管理系统的需求,引出能量管理系统的简单功能模块组成,并简要描述能量管理系统的构建.同时还介绍并对比了目前民船常用的PMS产品.     

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.     

舰船配电网络结构研究

系统阐述了国内外舰船电力系统的配电网络结构,对不同类型的配电网络结构进行了对比分析,为我国进一步开展舰船电力系统配电网络结构研究提供了参考.     

舰船动力系统的综合体系评价研究

以舰船动力系统综合体系评价为研究对象。通过对评价过程的分析和评价体系指标的选择,考虑到对评价指标的数据处理和量化分析,采用了层次分析法(AHP)评价模型实现对舰船评价指标的优化计算,并通过对该模型的实例分析获取综合评价结果。结果表明,该方法能够客观评估出舰船动力系统的状态水平,具有一定的应用和参考价值。     

海洋石油平台余热利用研究

东海某DPP平台投产近十五年后,出现设备老化、工艺系统处理量发生变化等情况,从而透平电站、热油锅炉和工艺处理系统出现余热,如何减少能源浪费,及时有效回收利用,需要及时解决问题。通过对基础资料分析研究、平台生产实地调研,提出余热利用方案,并进行成本投资/回报比较,最终验证了方案的正确性。     

舰船动力系统运行安全管理技术体系

为提高海军舰船装备可靠性与安全性,从装备需求出发,结合国内外相关技术的现状,对舰船动力系统运行安全管理技术进行了分析研究,给出了舰船动力系统运行安全管理系统的结构,并对相关技术进行分解,构建了舰船动力系统运行安全管理技术体系。     

固体氧化物燃料电池船舶动力系统的动态仿真

Solid oxide fuel cell (SOFC) has been identified as an effective and clean alternative choice for marine power system. This paper emphasizes on the dynamic modeling of SOFC power system and its performance based upon marine operating circumstance. A SOFC power system model has been provided considering thermodynamic and electrochemical reaction mechanism. Subcomponents of lithium ion battery, power conditioning unit, stack structure and controller are integrated in the model. The dynamic response of the system is identified according to the inertia of its subcomponent and controller. Validation of the whole system simulation at steady state and transit period are presented, concerning the effects of thermo inertia, control strategy and seagoing environment. The simulation results show reasonable accuracy compare with lab test. The models can be used to predict performance of a SOFC power system and identify the system response when part of the component parameter is adjusted.