一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统技术方案

本发明专利技术公开一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统。包括高温有机朗肯循环子系统和低温有机朗肯循环子系统。系统中空气冷却器为两段式设计，分为高温段和低温段；高温有机朗肯循环子系统通过废气换热器、过热器、蒸发器、预热器和空气冷却器高温段来回收发动机排气和扫气空气的能量，产生日用蒸汽和输出电能；低温有机朗肯循环子系统通过缸套水冷却器和空气冷却器低温段来回收缸套冷却水和扫气空气的能量，输出电能。本发明专利技术提出的余热利用系统，可有效避免发动机在低负荷运行时余热利用系统中换热器表面的酸腐蚀，可实现发动机全工况范围内余热能量合理、安全和有效的利用，显著提高船舶动力系统热效率，降低EEDI。

A waste heat recovery system for marine low-speed engine

The invention discloses a waste heat utilization system suitable for waste heat energy recovery of marine low-speed engine. It includes high temperature organic Rankine cycle subsystem and low temperature organic Rankine cycle subsystem. The air cooler in the system is two-stage design, which is divided into high-temperature section and low-temperature section; the high-temperature organic Rankine cycle subsystem recovers the energy of exhaust and scavenging air of engine through high-temperature section of exhaust gas heat exchanger, superheater, evaporator, preheater and air cooler, and generates daily steam and output electric energy; the low-temperature organic Rankine cycle subsystem uses cylinder liner water cooler and air cooler. The energy of cooling water and scavenging air of cylinder liner is recovered in the low temperature section of the dispenser to output electric energy. The waste heat utilization system proposed by the invention can effectively avoid acid corrosion on the surface of the heat exchanger in the waste heat utilization system of the engine under low load operation, realize rational, safe and effective utilization of the waste heat energy in the full operating range of the engine, significantly improve the thermal efficiency of the marine power system and reduce EEDI.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统
本专利技术涉及余热利用
，特别是涉及一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统。
技术介绍
能源是人们在生活和发展中不可或缺的资源，是经济发展和人类社会的重要物质基础。全球大约90％的贸易都是通过海上运输完成的，而船舶作为能源消耗量巨大的运输工具，其对能源的高度消耗造成了船舶运行成本的增加和环境污染的问题。随着船舶节能减排的需求紧迫和海洋环境的日益恶化，国际海事组织(IMO)提出了EEDI(EnergyEfficiencyDesignIndex，新船能效设计指数)的执行表，其中规定在2025年以后EEDI折减系数将达到30％，若不能达到要求，将面临高额的罚款，以补偿对环境的破坏。当前发动机的热效率一般为50％左右，燃料中仍有约50％的能量没有被利用，如果能利用这部分能量进行发电或作为辅助设备热源产生日用蒸汽，则可以部分或完全代替辅机和余热锅炉，从而提高船舶能量利用率，降低EEDI。如何有效、安全的利用这部分能量为本专利技术所要解决的问题。目前船上余热利用循环系统主要包括布雷顿循环和朗肯循环两种方式，其工质主要有水、有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统，其特征在于：包括高温有机朗肯循环子系统和低温有机朗肯循环子系统；与两个子系统相连的空气冷却器为两段式设计，分为高温段和低温段；所述高温有机朗肯循环子系统包括废气换热器、过热器、蒸发器、预热器、第一调节阀、第一有机工质透平、第一工质泵、第一储液罐、第一冷凝器、第一变速箱和第一发电机，低速发动机排出的废气依次流经所述废气换热器、过热器、蒸发器和预热器，经所述预热器换热后排入环境；所述废气换热器将废气换热产生日用蒸汽，所述废气换热器的蒸汽侧出口处设置有第三调节阀；所述预热器、蒸发器、过热器、第一有机工质透平、第一冷凝器、第一储液罐、第一工质泵、...

【技术特征摘要】
1.一种适用于船用低速发动机废热能量回收的余热利用系统，其特征在于：包括高温有机朗肯循环子系统和低温有机朗肯循环子系统；与两个子系统相连的空气冷却器为两段式设计，分为高温段和低温段；所述高温有机朗肯循环子系统包括废气换热器、过热器、蒸发器、预热器、第一调节阀、第一有机工质透平、第一工质泵、第一储液罐、第一冷凝器、第一变速箱和第一发电机，低速发动机排出的废气依次流经所述废气换热器、过热器、蒸发器和预热器，经所述预热器换热后排入环境；所述废气换热器将废气换热产生日用蒸汽，所述废气换热器的蒸汽侧出口处设置有第三调节阀；所述预热器、蒸发器、过热器、第一有机工质透平、第一冷凝器、第一储液罐、第一工质泵、空气冷却器的高温段依次连接；所述第一有机工质透平、第一变速箱和第一发电机依次连接；所述低温有机朗肯循环子系统包括缸套水冷却器、第二冷凝器、第二工质泵、第二储液罐、第二调节阀、第二有机工质透平、第二变速箱和第二发电机；所述空气冷却器的低温段、缸套水冷却器、第二有机工质透平、第二冷凝器、第二储液罐、第二工质泵依次连接；所述第二有机工质透平、第二变速箱和第二发电机依次连接。2.根据权利要求1所述的适用于船用...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永明，杜志强，朱元清，周松，张文平，
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