[發(fā)明專利]船用柴油發(fā)電機(jī)組廢氣余熱產(chǎn)汽系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210264052.0
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102777876A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬哲樹;楊東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船用柴油發(fā)電機(jī)組廢氣余熱回收系統(tǒng)，具體涉及一種船用柴油發(fā)電機(jī)組廢氣余熱產(chǎn)汽系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶是各國經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的主要運(yùn)輸工具，為了能夠長期可靠地執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)，船舶離不開電力供應(yīng)。柴油發(fā)電機(jī)組由于具有熱效率高、工作可靠、壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)(楊貴恒，賀明智，袁春等.柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009)，成為船舶電站的首選。船舶在正常航行、裝卸貨、進(jìn)出港、停泊期間的用電需求不同，則柴油發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷也不盡相同，但總有柴油發(fā)電機(jī)組要始終處于開啟狀態(tài)，以保證船舶正常的用電需求。用于船舶發(fā)電的柴油機(jī)通常為中速或高速柴油機(jī)，排溫較高，其排氣余熱屬于中溫余熱，具有較高的品位。但是目前，發(fā)電柴油機(jī)的排氣大都直接經(jīng)煙囪排向大氣，幾乎沒有得到有效的利用。

目前船舶排氣余熱回收利用主要是針對船舶柴油主機(jī)來開展的，主要有兩種方式：一是將排氣余熱轉(zhuǎn)換成蒸汽熱能；一是將排氣余熱轉(zhuǎn)換成蒸汽熱能和用于發(fā)電。充分而合理利用排氣余熱，要綜合考慮如下因素：排氣余熱的質(zhì)量高低、排氣余熱的數(shù)量大小、排氣余熱供應(yīng)的穩(wěn)定程度、排氣余熱設(shè)備成本、投資回收期等因素。

一般的中、小型船舶，由于主機(jī)的排氣余熱能量不大，只考慮作為加熱用途的排氣余熱利用方式，即通過廢氣鍋爐產(chǎn)生一定壓力的飽和水蒸汽滿足乘員生活所需的熱水供應(yīng)、寒冷季節(jié)的艙室取暖以及油類的加熱保溫等。

在較大功率和萬噸級以上的大型柴油機(jī)商船上，隨著發(fā)動機(jī)功率的增加，排氣余熱焓值也隨著增加，利用廢氣鍋爐代替燃油輔鍋爐產(chǎn)生生活雜用及燃油加熱等的蒸汽將不能充分地利用主機(jī)的排氣余熱，致使排煙溫度不能降到合理的溫度。此時排氣余熱回收的蒸汽熱能，其最佳轉(zhuǎn)換方式是驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。因此，在較大功率和萬噸級以上的大型柴油機(jī)商船上，憑借在船舶正常航行階段主機(jī)負(fù)荷功率較高(>75%額定功率)、排氣能量具有相當(dāng)品位(特別是中速柴油機(jī))、排氣流量充裕而穩(wěn)定的有利條件，對廢氣鍋爐開始重新構(gòu)思設(shè)計，包括采取降低排出氣溫，提高蒸發(fā)量和加裝過熱器、經(jīng)濟(jì)器等措施，所產(chǎn)生蒸汽除供加熱和生活雜用之外，有能力通過汽輪發(fā)電機(jī)組于航行中取代柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電，滿足全船電力負(fù)荷，形成了基于朗肯循環(huán)的廢氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。它由預(yù)熱器、蒸發(fā)器、過熱器、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、鍋爐給水泵等組成(陸金銘.船舶動力裝置設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社，2006)。

然而，這種針對柴油主機(jī)的廢氣余熱回收系統(tǒng)只有當(dāng)船舶正常航行時才有意義，廢氣鍋爐的產(chǎn)汽量在船舶正常航行時基本能夠滿足船舶用汽需求，燃油輔鍋爐一般不需開啟。但在船舶停泊期間，主機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，此時只能由燃油輔鍋爐供給全部所需的蒸汽，而即使在船舶停泊期間，依舊有柴油發(fā)電機(jī)組處于開啟狀態(tài)，以保證船舶正常的用電需求。在船舶停泊期間，柴油發(fā)電機(jī)組的廢氣沒有得到利用，直接排向大氣會對港口及周邊地區(qū)造成熱污染，加劇城市的“熱島效應(yīng)”。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種船用柴油發(fā)電機(jī)組廢氣余熱產(chǎn)汽系統(tǒng)，回收利用船用柴油發(fā)電機(jī)組的排氣余熱。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種船用柴油發(fā)電機(jī)組廢氣余熱產(chǎn)汽系統(tǒng)，包括熱井、鍋爐給水泵、汽包、廢氣鍋爐、蒸發(fā)器和預(yù)熱器，所述蒸發(fā)器和預(yù)熱器安裝在廢氣鍋爐中，熱井依次連接鍋爐給水泵、預(yù)熱器、汽包第一入口、汽包第一出口、蒸發(fā)器、汽包第二入口、汽包第二出口和燃油輔鍋爐；所述廢氣鍋爐中通入船用柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢氣。

進(jìn)一步地，還包括鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵，所述汽包第一出口連接鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵入口，鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵出口分別連接蒸發(fā)器和預(yù)熱器。

進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器和預(yù)熱器均采用帶翅片的鍋爐專用鋼管。

進(jìn)一步地，所述廢氣鍋爐為水管鍋爐。

進(jìn)一步地，所述廢氣鍋爐安裝在柴油發(fā)電機(jī)組的煙囪內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述鍋爐強(qiáng)制循環(huán)水泵為離心式熱水泵。

進(jìn)一步地，所述熱井與大氣連通。

進(jìn)一步地，所述鍋爐給水泵出口鍋爐給水的壓力為廢氣鍋爐對應(yīng)的工作壓力。

進(jìn)一步地，所述汽包內(nèi)飽和水、飽和水蒸汽的壓力均為廢氣鍋爐對應(yīng)的工作壓力，飽和水、飽和水蒸汽的溫度均為廢氣鍋爐對應(yīng)工作壓力下的飽和溫度。

進(jìn)一步地，所述汽包產(chǎn)生的飽和水蒸汽通入燃油輔鍋爐，由燃油輔鍋爐統(tǒng)一通入各個用汽設(shè)備。