船舶動(dòng)力裝置的余熱利用

摘要：對(duì)于航運(yùn)業(yè)而言，油價(jià)的上漲大大提高了船舶的運(yùn)輸成本，因此，很有必要節(jié)約能源，而船舶動(dòng)力裝置又是船舶的用能大戶。本文從輔助燃油鍋爐的余熱利用和柴油機(jī)余熱的利用入手，就船舶動(dòng)力裝置的余熱利用進(jìn)行了深入的探討，提出了自己的建議和看法，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：船舶；動(dòng)力裝置；余熱利用

隨著全球化進(jìn)程的日益加快，航運(yùn)業(yè)進(jìn)入到了一個(gè)快速發(fā)展的期間，但是也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，目前船舶動(dòng)力裝置都以石油作為為能源，充分利用這些能源來(lái)完成各種作業(yè)、保證人員正常生活、船舶正常航行，船舶動(dòng)力裝置主要包括輔助鍋爐、柴油發(fā)電機(jī)組和主柴油機(jī)。對(duì)于航運(yùn)業(yè)而言，油價(jià)的上漲大大提高了船舶的運(yùn)輸成本，因此，很有必要節(jié)約能源，而船舶動(dòng)力裝置又是船舶的用能大戶。船舶節(jié)能的途徑包含管理節(jié)能、技術(shù)節(jié)能和資源節(jié)能三方面?？茖W(xué)管理船舶運(yùn)營(yíng)屬于管理節(jié)能；燃用劣質(zhì)、廉價(jià)的燃料屬于資源節(jié)能；船舶動(dòng)力裝置的余熱利用屬于技術(shù)節(jié)能。本文就船舶動(dòng)力裝置的余熱利用進(jìn)行探討。

一、船舶動(dòng)力裝置的余熱利用途徑

船舶動(dòng)力裝置的余熱利用形式多樣，途徑很廣，應(yīng)該根據(jù)船舶的具體情況來(lái)合理地利用船舶動(dòng)力裝置的余熱。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)余熱利用有如下幾種：

（一）輔助燃油鍋爐的余熱利用

為了將輔助燃油鍋爐中的排煙余熱回收回來(lái)，應(yīng)該采用多回程煙氣流通，或者將預(yù)熱空氣的空氣預(yù)熱器和預(yù)熱鍋爐給水的經(jīng)濟(jì)器安裝在鍋爐排煙管的后面部分，這樣一來(lái)，就能夠提高輔助燃油鍋爐的燃燒效率，大幅度降低排煙所帶走的熱量。

（二）柴油機(jī)余熱的利用

合理利用柴油機(jī)余熱，不僅只是為了增大余熱的利用量，更為重要的是，應(yīng)該根據(jù)柴油機(jī)余熱的品質(zhì)好壞，盡可能地將利用的經(jīng)濟(jì)性大幅度提高。一般來(lái)說(shuō)余熱的品質(zhì)是和溫度成正比的，溫度越高，利用價(jià)值越高，其品質(zhì)也就自然越好。

第一，柴油機(jī)排氣余熱的利用

一般來(lái)說(shuō)，柴油機(jī)的排氣都不是高溫余熱或者低溫余熱 ，主要是屬于中溫余熱，四沖程中速柴油機(jī)的排氣溫度要比一般的大型低速柴油機(jī)更高些，基本可以達(dá)到400℃以上，而大型低速柴油機(jī)為250℃～380℃，由此可知，四沖程中速柴油機(jī)的排氣余熱屬于高品位的能量，且余熱排氣量非常大，按照“各用其所，按質(zhì)供能”的余熱利用原則，柴油機(jī)排氣余熱應(yīng)該首先用于動(dòng)力利用，再結(jié)過(guò)動(dòng)力利用之后，將其廢氣余熱再另作他用。柴油機(jī)排氣余熱的利用方式有以下四種：

（１）余熱蒸汽渦輪發(fā)電裝置。余熱蒸汽渦輪發(fā)電裝置具有節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效利用余熱蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，將熱能最終轉(zhuǎn)化成電能以供給船舶電力，這樣一來(lái)，就可以不必使用燃油來(lái)發(fā)電。如果利用余熱蒸汽轉(zhuǎn)化的電能還不能完全滿足船舶的電力需要，那么就可以1～3臺(tái)小型柴油發(fā)電機(jī)并列運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)補(bǔ)充電能。

（２）利用排氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器。這種柴油機(jī)排氣余熱利用方法在船用柴油機(jī)上應(yīng)用極為廣泛，如果采用廢氣來(lái)對(duì)船舶柴油機(jī)渦輪進(jìn)行增壓的話，那么能夠有效地將柴油機(jī)新鮮空氣的進(jìn)氣量大幅度提高，從而也使得柴油機(jī)的熱效率和功率得以提升。

（３）廢氣熱管鍋爐。為了最大程度地將廢氣余熱利用率提高，我們還可以應(yīng)用熱管新技術(shù)，目前這種技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)長(zhǎng)江沿線的大型客輪中普遍使用。熱管是一種傳熱元件，具有高導(dǎo)熱性能，它能夠第二次回收柴油機(jī)排氣廢熱，用柴油機(jī)廢氣鍋爐的排氣作為熱源，在全封閉真空管殼內(nèi)通過(guò)工質(zhì)凝結(jié)和蒸發(fā)來(lái)傳遞熱量。

（４）安裝熱水器或者廢氣鍋爐。在柴油機(jī)中裝上廢氣渦輪增壓器，能夠?qū)U氣渦輪排出的熱量供給到熱水器、廢氣鍋爐，以次來(lái)產(chǎn)生出熱水或者蒸汽。能夠用來(lái)加熱生活用水、加熱重油、給空調(diào)提供熱源、制造淡水等，有效地節(jié)約燃料消耗。

第二，柴油機(jī)冷卻水余熱的利用

柴油機(jī)冷卻水帶出的熱量較多，這是因?yàn)槠涑隹跍囟瓤梢赃_(dá)到70℃~80℃左右，一般來(lái)說(shuō)，其熱量能夠占到燃油燃燒總熱量的16%，柴油機(jī)冷卻水余熱利用極為簡(jiǎn)單，可以不需要變換即可利用的，其熱能可滿足如下供熱情況：

（１）用于加熱燃料油和生活熱水；

（２）可以將柴油機(jī)冷卻水余熱作為吸收式制冷裝置的熱源；

（３）柴油機(jī)冷卻水余熱利用技術(shù)較為成熟，應(yīng)用較為廣泛，可以將其作為加熱介質(zhì)，來(lái)供給船舶海水淡化裝置用能需要；

（４）柴油機(jī)冷卻水余熱可以用于新型蒸汽噴射式柴油機(jī)，工作原理如下：柴油機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，柴油機(jī)機(jī)體的冷卻水通過(guò)流經(jīng)排氣管中的過(guò)熱器和加熱器之后，冷卻水就變成了高壓水，然后再通過(guò)高壓水管的作用，將高壓水打入到蒸汽噴射器（它是安裝在氣缸蓋上的），當(dāng)這種新型蒸汽噴射式柴油機(jī)的缸內(nèi)柴油著火之后，立即開(kāi)啟蒸汽噴射器，這樣一來(lái)，將能夠在最短的時(shí)間內(nèi)將高壓水變?yōu)檎羝麌娙氲綒飧字?，蒸汽與燃?xì)馀浜贤苿?dòng)活塞做功，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算，通過(guò)這種方式，柴油機(jī)的熱效率能夠在原有的基礎(chǔ)上再提高6%～7%左右。

二、結(jié)語(yǔ)

總之，合理地利用船舶動(dòng)力裝置的余熱具有極為重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得大力推廣和探討。

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