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船舶热力系统能量消耗分布研究及软件开发
| 论文题名： | 船舶热力系统能量消耗分布研究及软件开发 |
| 关键词： | 船舶热力系统;软件开发;能耗分布 |
| 摘要： | 在全球化石能源逐渐减少，燃油费占船舶运输成本越来越大以及环境污染越来越严重的情况下，世界各国对船舶节能减排工作十分重视。近几年来，国际海事组织（IMO）已经和正在制定实施一系列节能减排、安全、环保新标准和新规范来要求国际造船行业。我国虽然是造船大国，但我国却不是造船强国。这些标准与规范势必会对我国船舶工业提出严峻的挑战。在这种形势下，研究我国船舶能量消耗分布情况，有的放矢地开展节能工作对减少我国船舶燃油消耗尤为重要。 本文以我国油轮、散货船和集装箱船（以下简称三大主力船型）为研究对象，考虑船舶能耗计算的实时性与实船参数测量的局限性，采取模块化建模思想，基于配气相位、Seiliger循环以及平均值法，建立船舶热力系统性能计算和能耗分布数学模型。根据该数学模型和船舶实际情况，自主开发了基于船舶热力系统性能计算的船舶热力系统能耗分布规律分析源程序，并开发了组态软件。通过开发的船舶热力系统能耗分布软件，分别进行三大主力船型100％-50％工况下船舶热力系统性能参数计算以及能耗分布分析，并对比分析同船型不同吨位能耗分布情况，找出用能薄弱环节。 以48000DWT油船、82000DWT散货船和4800TEU集装箱船典型工况关键热力学参数和能耗分布计算结果与设计数据对比，误差都在5％以内。结果表明，三大主力船型压气机和空冷器出口温度与主机工况呈近似线性变化；燃油消耗率和排烟温度呈“U”变化，在70％-80％工况间值最小。三大主力船型主机有效功率均小于50％，其中油船和散货船主机效率高于集装箱船主机效率；三大主力船型缸套水和滑油冷却损失约占全船燃料放热量的10％左右，余热回收之后的排烟损失约占全船燃料放热量的19％。可见三大主力船型热力系统排烟损失最大，其次是缸套水和滑油冷却。对于船舶电站系统，发电柴油机热效率低于二冲程柴油机的，而排烟温度却高于二冲程柴油机，但由于排烟流量小，因此一般没有回收措施。而船舶余热锅炉回收主机烟气热量占全船燃料放热量比例一般小于6％，可见还有很大回收空间。 船舶热力系统能耗分布软件地开发，不仅为我国船舶设计人员提供参考，同时也为我国船舶运营管理人员提供建议性指导。为推动我国船舶行业发展，落实IMO制定的新标准新政策至关重要。 |
| 作者： | 杜威 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 李晓明 |
| 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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