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船舶总能热力系统火用分析及软件开发研究
| 论文题名： | 船舶总能热力系统火用分析及软件开发研究 |
| 关键词： | 船舶工程;总能热力系统;软件开发;节能潜力 |
| 摘要： | 进入21世纪以来，船舶的发展日新月异，在能源日益消耗和环境急剧恶化的今天，船舶的节能与减排工作已成为当前较为严峻和棘手的问题。目前，我国船舶行业相关技术的研究工作明显落后，存在对船舶行业热力系统内部能耗分布尤其火用流分布情况不清晰、节能潜力挖掘不够等问题。因此，研究不同工况下船舶能量消耗火用流分布规律，利用有效能手段找出船舶用能的薄弱环节，开发船舶热力系统火用分析软件，进行能量火用分布及节能方案研究具有重要意义。 本文采用平均值、容积法原理，建立基于配气相位和Seiliger循环的船舶柴油机缸内过程及总能热力系统的热力性能和全船火用分析数学模型，开发船舶总能热力系统热力性能计算及火用分析软件。以典型75,000DWT原油轮MAN B&W7L16/24型发电柴油机系统为研究对象，通过软件平台，分别计算和验证了在50％~100％间6个不同工况下，柴油机的关键热力性能参数。以系列油船48,000 DWT、72,000 DWT、75,000 DWT为研究对象，在主机额定功率（简称 SMCR）工况、不同主机工况及不同船舶运行状态下，重点分析了全船总能系统及子系统火用分布情况，并据此提出了一定节能改进措施和节能方案。 在50％、60％、70％、80％、90％、100％6个工况下，柴油机关键性能参数的计算误差均在3％以内，验证了热力性能计算和火用分析数学模型及软件程序开发的准确性。75,000 DWT原油轮在SMCR稳态工况下，总能热力系统的火用效率为48.26％，其中，主机输出功率占42.99％，电站系统电功率占4.61％，余热锅炉回收后蒸汽有效利用热量火用占0.37％，主机系统制淡回收热量火用占0.28％。总能系统主要火用损失为主机和电站系统柴油机缸内火用损失，分别为33.03％和5.62％，占总能系统总火用损失的71.14％。主机在不同工况下其结果表明，在高于70％负荷，总能热力系统火用分析结果与在 SMCR稳态工况下相近，火用效率48％左右；在负荷70％时，火用效率44％左右，随着负荷降低而逐渐减小。对于不同吨位系列油船，正常航行时火用效率最高，为44％~48％，装卸和洗舱时，火用效率为15％~18％，此时全船能量损失主要集中在热站系统。 船舶总能热力系统火用分析研究，可帮助船舶设计和管理人员有效把握船舶用能的薄弱环节，为船舶节能技术和措施的实施指明方向。 |
| 作者： | 周涛涛 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 王建志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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