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大型船舶主机废热回收系统的研究及优化
| 论文题名： | 大型船舶主机废热回收系统的研究及优化 |
| 关键词： | 船舶主机;废热回收系统;优化设计;热力学参数 |
| 摘要： | 研究和运用船舶节能技术不仅可以降低船舶消耗，为航运公司减少燃油费用，还可以减少船舶造成的环境污染，获得经济与环保的双重效益。在配备大型主机的商船上，主机产生的废气余热量大、温度高，可利用性好，利用船用废热利用系统可以较好地回收这部分废热，废热在系统中作为锅炉生产饱和蒸汽和过热蒸汽的热源，饱和蒸汽用来满足船用供热，过热蒸汽可驱动透平机发电，从而减少燃油辅锅炉和柴油发电机组的工作量，也就降低了油耗。随着科技的不断进步，各大动力公司都纷纷拿出与自己生产的主机相匹配的废热回收系统，本文研究对象就是其中的典型代表--TES(Thermo Efficiency System)系统，TES系统是MAN公司为大型船舶主机设计的废热回收系统。 本文的主要工作如下： (1)首先根据TES系统的能量转换与利用过程将其划分为五大热力单元：废热锅炉单元、透平机单元、冷凝器单元、给水泵单元、蒸汽管路单元。然后依据热平衡与平衡分析原理对各个热力单元进行了系统的热力分析，得到各自的损失、损失数、损率及效率，并以此建立了各个热力单元效率分析模型，在此基础上再建立了TES总体系统效率分析模型。 (2)结合文献资料、根据8063TEU东方海外华盛顿号实船数据，进行实船TES系统各个单元的热力计算和分析，并以此为基础得出实船TES系统效率分析结果。在此基础上采用以最大效率为目标函数建立数学模型，结合最优化设计原理和复合图形法对整套TES系统进行经济的纯热力学进行了参数优化，并在此基础上再结合文献资料计算了其资金回收期。 通过对TES系统的分析，我们可以明确得到实船热力系统在设置该废热回收系统后拥有的巨大节能潜力，并且根据实船数据计算得到其每年最大节约费用可高达519.3万美元，其回收期3.3年，再结合复合形法对TES最大效率优化后，节省的费用可增加至525.4万美元，其回收期缩短至3.2年，通过这些真实数据的计算可以较为直观地看到船舶废热利用所带来的良好经济效益，对船东或者航运公司在新造或改造大型船舶节能状态时提供良好的参考依据。 |
| 作者： | 聂晓松 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 陈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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