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船舶低速柴油机与余热利用动力系统建模仿真
| 论文题名： | 船舶低速柴油机与余热利用动力系统建模仿真 |
| 关键词： | 船舶低速柴油机;余热利用;动力系统;仿真建模 |
| 摘要： | 随着国际原油价格的持续上涨，燃料费用在船舶航运的运输成本比例也越来越高，节能减排已成为船舶行业发展的必然趋势。为了缓解温室效应，减少CO2的排放，满足国际海事组织IMO新近修改的船舶能效设计指数EEDI规则（Energy Efficiency Design Index)，我们必须采取相应的措施，提高船舶主机燃油能量利用率。 通过对国内外船舶柴油机发展现状的分析研究可知，大功率二冲程柴油机余热利用技术已成为船舶领域的研究热点，船舶柴油机余热利用系统能够有效回收主机废气和冷却水的热量，提高船舶整体能量的利用率。本文在综合考虑国内外船舶柴油机余热利用技术的发展和研究成果基础上，结合MAN公司6S50ME-C8.2型柴油机，确定了船舶余热利用系统的研究方案，并对整个余热利用系统进行建模仿真研究。 在详细分析柴油机缸内工作过程基础上，基于 Matlab/Simulink仿真平台，建立6S50ME-C8.2容积法模型，并根据6S50ME-C8.2型柴油机的试验数据对模型进行推进特性验证计算，仿真值与试验值非常接近，从而验证了仿真模型的准确性。为了提高船舶余热利用系统的热效率，在保证柴油机的动力性和经济性前提下，对标准主机仿真模型加以改进，添加废气旁通模块，通过调整喷油定时、排气定时、废气旁通量建立船舶余热利用系统主机模型。在稳态工况和瞬态工况下，对余热主机模型进行仿真计算，结果表明，模型能够很好的模拟柴油机实际工作情况，柴油机的排气温度提高，有利于余热锅炉充分回收排气中的能量，提高船舶的能量利用率。 本文采用模块化建模的方法，依据各个模块的功能与特性建立余热锅炉仿真模型，最后根据余热利用系统各部件间的联系，完成船舶柴油机余热利用系统的仿真模型。基于柴油机负荷变化，研究船舶余热利用系统进行稳态性能与动态性能，并由仿真结果验证模型的准确性。 本文的研究成果为船舶柴油机余热利用系统的方案设计提供参考，为控制系统的策略性研究打下了基石。 |
| 作者： | 姜孝宇 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 冯永明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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