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原文传递船舶主机热力系统火用分布研究

论文题名：	船舶主机热力系统火用分布研究
关键词：	船舶主机;热力系统;参数计算;火用流分布;不可逆过程
摘要：	伴着海洋时代的来临，船舶航运业的燃油消耗量激增。我国船舶航运业面临着严峻的考验。减少燃油使用量，降低全船CO2的设计排放，使其满足国际海事组织颁布的法律法规需求已成为必然趋势。如何提高船舶主机系统用能效率，减少航运业的温室气体排放影响意义深远。　　本文首先以大型低速船舶柴油机主机为研究对象，利用配气相位角度、Seiliger循环与平均值基本原理，将船舶主机系统划分为多个子系统，分块搭建其热力性能计算数学模型。同时根据热力学第二定律，采用灰箱分析法对主要用能设备单元（包括压气机、中冷器、燃油预热器、柴油机气缸、涡轮、造淡水机）进行火用分布模型搭建。为深入分析燃油能量去向，以白箱分析原理建立主机气缸火用损失分布模型。　　利用所建模型计算船舶主机系统各设备的进出口压力、温度和流量等热力性能参数。并选取单机型多负荷与多机型满负荷，计算主机系统热力性能并验证其精确度。然后选取6S50MC-C8型主机系统从40％至100%共7种不同工况下的温度、压力、质量流量等热力性能参数，对主机系统及各设备子单元进行火用分布计算。并选取该机型50%、70%、100%三个工况的主机火用流分布与能流分布进行对比分析，得出主机系统主要设备用能分布情况。然后对气缸单元进行多工况火用分析发现其气缸火用损失构成并分析其不可逆性及成因。100%工况下气缸火用效率为45%，不可逆火用损失主要包括燃烧火用损失、节流火用损失及其他机械损失共计35.7%。结果显示从低工况开始气缸火用效率先升高后降低，90%工况下主机火用效率为最高，占46.04%。能量回收的重点在排烟火用部分，高于80%负荷时特别是最佳工况点90%负荷附近排烟火用品质较高应该予以利用。缸套水冷却换热火用损失也能进行能量回收利用，但占总能量比例较少且品质不高。最后计算并统计6S42MC7.1型、5S60MC-C8型、6S60MC-C7.1型、7S60MC6.1型、6S70MC6型、12K98ME-C型共6型主机气缸100%负荷火用分布数据，着重探讨气缸各部分火用流去向及可回收度及其可行性，分析主机系统节能潜力。
作者：	刘聪
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：	2015
正文语种：	中文