船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略技术方案

本发明专利技术公开了船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略，属于船用柴油机废气处理技术领域。回收系统由主机系统、EGR系统、余热回收系统、涡轮增压系统组成。一部分废气进入EGR系统，这部分废气在与新鲜空气混合之前完成两次换热，之后进入扫气箱，与新鲜空气混合；另外一部分废气则进入余热回收系统，其中一部分进入废气动力涡轮中，驱动动力涡轮发电，另一部分进入涡轮增压器中，用来压缩新鲜空气。该策略能够有效回收主机各部分余热，提高整个系统的能量利用效率，并根据运行工况的不同，采用不同的控制策略，确保整个系统在各个工况下都具有较高的能量利用效率，降低系统的运营成本。

【技术实现步骤摘要】
船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略
本专利技术属于船用柴油机废气处理
，具体涉及船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略。
技术介绍
数据统计，船舶废气年排放SOx约占世界排放总量的4％，年排放NOx约占世界排放总量的7％。在港口、海峡和一些航线密集、船舶流量大的海区，已成为该地区的主要污染源。国际海事组织(IMO)相关资料表明，船舶废气排放对环境的污染越来越严重，其中SOx主要是燃料中的含硫的燃烧产物，以废气的形成排放于大气，尤其SO2容易氧化形成酸雨危害人类；NOx包括NO、NO2等，其中对环境危害最大的是NO和N02。对此，对船舶柴油废气进行处理已迫在眉睫。船舶是能源消耗量巨大的运输工具，高能耗一方面使船舶运行成本增加，另一方面也给船舶运行带来了严重的环境问题。因此，如何有效的降低船舶能耗和排放是一个重大而现实的课题。本专利技术提出了一种船用柴油机再循环废气余热高效联合回收利用的方法，一方面降低了NOx的排放，另一方面有效回收了废气和EGR中的余热，提高了整个系统的能量利用效率。对于柴油机排放控制而言，重点是控制NOx的排放。应用EGR技术能够有效的解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于，由主机系统、EGR系统、余热回收系统、涡轮增压系统组成；其中，主机系统包括柴油机主机(1)、排气箱(2)；EGR系统包括扫气箱(16)、阀组四(21)、第三回路过热器(22)、高压EGR(23)、低压EGR(24)、第三回路蒸发器(25)；余热回收系统包括高压回路过热器(6)、高压回路蒸发器(7)、低压回路过热器(8)、低压回路蒸发器(9)、高压回路汽轮机(10)、低压回路汽轮机(11)、第三回路汽轮机(12)、冷凝器(13)、缸套水换热器(14)、空冷器(15)、阀组二(17)、阀组三(18)、闪蒸罐(19)、溢流阀(20)、阀组五(26)、...

【技术特征摘要】
1.船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于，由主机系统、EGR系统、余热回收系统、涡轮增压系统组成；其中，主机系统包括柴油机主机(1)、排气箱(2)；EGR系统包括扫气箱(16)、阀组四(21)、第三回路过热器(22)、高压EGR(23)、低压EGR(24)、第三回路蒸发器(25)；余热回收系统包括高压回路过热器(6)、高压回路蒸发器(7)、低压回路过热器(8)、低压回路蒸发器(9)、高压回路汽轮机(10)、低压回路汽轮机(11)、第三回路汽轮机(12)、冷凝器(13)、缸套水换热器(14)、空冷器(15)、阀组二(17)、阀组三(18)、闪蒸罐(19)、溢流阀(20)、阀组五(26)、阀组六(27)、低压回路汽包(28)、阀组七(29)、阀组八(30)、高压回路汽包(31)、阀组九(32)、阀组十(33)、阀组十一(34)；涡轮增压系统包括阀组一(3)、动力涡轮(4)、涡轮增压器(5)；主机系统与EGR系统通过阀组四(21)、扫气箱(16)形成回路，主机系统与涡轮增压系统通过阀组一(3)连接，EGR系统的高压EGR(23)、低压EGR(24)、第三回路蒸发器(25)分别与余热回收系统的高压回路过热器(6)、低压回路过热器(8)、低压回路蒸发器(9)连接，EGR系统的扫气箱(16)与余热回收系统连接；涡轮增压系统的动力涡轮(4)、涡轮增压器(5)与余热回收系统的高压回路过热器(6)连接。2.根据权利要求1所述的船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于：所述的EGR系统中，第三回路过热器(22)、高压EGR(23)、低压EGR(24)和第三回路蒸发器(25)四段顺次连接，第三回路蒸发器(25)通过扫气箱(16)与主机(1)的气缸连接。3.根据权利要求1，2所述的船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于：所述的余热回收系统由高压回路、低圧回路、第三回路和附加支路四部分组成；高压回路为：第三回路蒸发器(25)通过阀组六(27)与高压回路汽包(31)连接，高压回路汽包(31)与高压回路蒸发器(7)形成回路，高压回路汽包(31)通过阀组九(32)分别与高压回路过热器(6)和高压EGR(23)连接，高压回路过热器(6)和高压EGR(23)与阀组十(33)连接，阀组十(33)与高压回路汽轮机(10)连接，高压回路汽轮机(10)与冷凝器(13)连接；低压回路为：第三回路蒸发器(25)通过阀组五(26)与低压回路汽包(28)连接，低压回路汽包(28)与低压回路蒸发器(9)形成回路，低压回路汽包(28)通过阀组七(29)分别与低压回路过热器(8)和低压EGR(24)连接，低压回路过热器(8)和低压EGR(24)与阀组八(30)连接，阀组八(30)与低压回路汽轮机(11)连接，低压回路汽轮机(11)与冷凝器(13)连接；第三回路为：第三回路蒸发器(25)、第三回路过热器(22)和第三回路汽轮机(12)顺次连接，第三回路汽轮机(12)与冷凝器(13)连接；附加支路为：冷凝器(13)与缸套水换热器(14)连接，缸套水换热器(14)与空冷器(15)连接，根据主机运行工况的不同，工质在空冷器(15)通过阀组三(18)与闪蒸罐(19)连接，空冷器(15)通过阀组二(17)与阀组五(26)连接，空冷器(15)通过阀组二(17)、溢流阀(20)与闪蒸罐(19)连接。4.根据权利要求1，2所述的船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于：包括一种船用柴油机再循环废气余热联合回收系统的控制策略：主机(1)产生废气，废气从废气箱(2)出来分为两部分：1)一部分通过阀21进入EGR系统，在EGR系统中分为第三回路过热器(22)、高压EGR(23)、低压EGR(24)和第三回路蒸发器(25)四段，其中第三回路蒸发器(25)与第三回路过热...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永明，胡祖康，朱元清，周松，张荣沛，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23