[發明專利]一種基于低速機排氣能量分級分離輸出的能量回收利用系統

有效

• 申請號: 201910393546.0
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110107384B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 路勇;苗立賢;李建;侯冬巖;齊華岳;潘振嘉;王正祎;曹鵬程
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F01N13/08;F02B37/00;F02M26/09;F02M26/16;F01K25/10
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• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種基于低速機排氣能量分級分離輸出的能量回收利用系統，包括氣缸、高溫排氣總管、低溫排氣總管、高溫余熱利用系統、低溫余熱利用系統，每個氣缸的排氣閥后均安裝一個排氣分級分離閥，每個排氣分級分離閥均連接其對應氣缸的高溫排氣歧管和低溫排氣歧管，所有的高溫排氣歧管均連通高溫排氣總管，所有的低溫排氣歧管均連通低溫排氣總管，高溫排氣總管的出口連接增壓器渦輪進口，增壓器渦輪出口連接高溫余熱利用系統，低溫排氣總管的出口分別連接廢氣再循環控制閥和低溫排氣出口管，低溫排氣出口管連接低溫余熱利用系統。本發明解決了不同廢棄余熱回收利用負載對于不同排氣溫度需求的矛盾，同時可以提高廢氣能量回收利用效率。

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機，具體地說是柴油機能量回收利用系統。

背景技術

隨著人們對于環境保護愈加重視，世界各大環保組織相繼出臺了相關的排放法規，督促各行業進行節能減排，特別是對于船舶行業。目前，有兩條技術途徑可以實現排放的降低，一是優化船型降低阻力，二是提高動力系統的效率。為此，合理利用動力系統能量，高效回收余熱，減少船舶燃料當量消耗量來降低碳排量，對我國船舶行業及航運業節能減排意義巨大。柴油機作為船舶的主要動力，其熱效率已接近50％，但仍有50％的能量被廢氣、冷卻介質帶走。如果能夠充分利用這部分余熱，可以明顯提高主機熱效率。采用余熱利用系統可以使整個動力裝置的能量利用效率從49.3％提高到54.8％，因此，研究設計高效的主機余熱利用系統是提高船舶動力系統效率的主要手段之一。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠輸出不同品質能量的一種基于低速機排氣能量分級分離輸出的能量回收利用系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種基于低速機排氣能量分級分離輸出的能量回收利用系統，其特征是：包括氣缸、高溫排氣總管、低溫排氣總管、高溫余熱利用系統、低溫余熱利用系統，每個氣缸的排氣閥后均安裝一個排氣分級分離閥，每個排氣分級分離閥均連接其對應氣缸的高溫排氣歧管和低溫排氣歧管，所有的高溫排氣歧管均連通高溫排氣總管，所有的低溫排氣歧管均連通低溫排氣總管，高溫排氣總管的出口連接增壓器渦輪進口，增壓器渦輪出口連接高溫余熱利用系統，低溫排氣總管的出口分別連接廢氣再循環控制閥和低溫排氣出口管，低溫排氣出口管連接低溫余熱利用系統。

本發明還可以包括：

1、所述高溫余熱利用系統包括高溫余熱鍋爐、蒸汽渦輪、第一發電機、第一冷凝器、第一回流泵，高溫余熱鍋爐的鍋爐工質依次流經蒸汽渦輪、第一冷凝器、第一回流泵流回高溫余熱鍋爐，蒸汽渦輪連接第一發電機，增壓器渦輪的出口連通高溫余熱鍋爐的排氣進口，并通過高溫余熱鍋爐的排氣出口連通低溫排氣出口管。

2、所述低溫余熱利用系統包括低溫余熱換熱器、動力渦輪、第二發電機、第二冷凝器、第二回流泵，低溫余熱換熱器的換熱器工質依次流經動力渦輪、第二冷凝器、第二回流泵流回低溫余熱換熱器，動力渦輪連接第二發電機，低溫排氣出口管連通低溫余熱換熱器的排氣進口，并通過低溫余熱換熱器的排氣出口連通大氣。

3、排氣分級分離電控單元連接并控制排氣分級分離閥在預定的氣閥相位引導廢氣進入高溫排氣歧管或低溫排氣歧管。

4、廢氣再循環控制閥后方連接增壓器壓氣機進氣口，廢氣再循環電控單元連接并控制廢氣再循環控制閥的開閉。

本發明的優勢在于：

1、本發明所設計低速機排氣能量回收利用系統能實現排氣能量的分級分離，將排氣分為高溫高壓與低溫低壓兩種不同品位的排氣。

2、本發明設計的排氣能量分級分離利用系統，高溫排氣供給渦輪增壓器與蒸汽渦輪發電等需求高品位熱源的裝置，可以提高渦輪機功率以及蒸汽渦輪發電的效率。