船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

分類號： 密級： u d c ： 編號： 工學碩士學位論文 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 碩士研究生 ：劉慶鶴 指導教師 ：鄭 群 教授 學科、專業(yè) ：動力機械及工程 學 位 論 文 主 審 人 ：岳國強 副教授 哈爾濱工程大學 2013 年 03 月 分類號： 密級： u d c ： 編號： 工學碩士學位論文 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 碩士研究生碩士研究生 ： 劉慶鶴 指導教師指導教師 ： 鄭 群 教授 學位級別學位級別 ： 工學碩士 學科、專業(yè)學科、專業(yè) ： 動力機械及工程 所在單位所在單位 ： 動力與能源工程學院 論 文 提 交 日 期論 文 提 交 日 期 ： 2013 年 1 月 論 文 答 辯 日 期論 文 答 辯 日 期 ： 2013 年 3 月 學 位 授 予 單 位學 位 授 予 單 位 ： 哈爾濱工程大學 classified index: u.d.c: a dissertation for the degree of m. eng the waste heat recovery and turbine generation system research from a diesel engine candidate: liu qinghe supervisor: prof. zheng qun academic degree applied for: master of engineering specialty: power machinery and engineering date of submission: january, 2013 date of oral examination: march, 2013 university: harbin engineering university 哈爾濱工程大學 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導師的指導下，由作者本人獨立完成的。 有關觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻的引用已在文中指出，并與參考文獻相對應。除文中已注 明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其它個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文 的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲 明的法律結果由本人承擔。 作者（簽字）： 日期： 年 月 日 哈爾濱工程大學 學位論文授權使用聲明 本人完全了解學校保護知識產(chǎn)權的有關規(guī)定，即研究生在校攻讀學位期間論文工作 的知識產(chǎn)權屬于哈爾濱工程大學。哈爾濱工程大學有權保留并向國家有關部門或機構送 交論文的復印件。本人允許哈爾濱工程大學將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進 行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文，可以公布論文的 全部內(nèi)容。同時本人保證畢業(yè)后結合學位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一 署名單位為哈爾濱工程大學。涉密學位論文待解密后適用本聲明。 本論文（在授予學位后即可 在授予學位 12 個月后 解密后）由哈爾濱工 程大學送交有關部門進行保存、匯編等。 作者（簽字）： 導師（簽字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 摘 要 能源是人類社會發(fā)展的基礎和動力，隨著人類對能源的需求量日益增加，能源問題 也日益突出。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，已經(jīng)成為世界上最大的能源消耗國。我國資源人均 占有量少，能源利用率低，由此導致的環(huán)境問題日益嚴重。我國政府意識到加大產(chǎn)業(yè)結 構調(diào)整，大力發(fā)展清潔能源。船舶是一種能源消耗量巨大的運輸工具，伴隨世界油價的 上漲，船舶余熱回收已經(jīng)成為造船界和海運界的研究熱點。本文主要研究有機朗肯循環(huán) 在重型船用柴油機余熱回收方面的應用，主要由四部分組成： 第一部分：闡述了國內(nèi)外有關有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術的現(xiàn)狀與應用，對有機朗肯循 環(huán)的關鍵技術做具體的分析。最后篩選八種常用的有機流體作為本文備選工質(zhì)，介紹了 它們的熱物性特點并進行比較分析。 第二部分： 結合 man 公司 6s50mc-c8.1-tii 型號重型船用柴油機尾氣余熱的特點， 設計了有機朗肯循環(huán)尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。應用 simulink 模塊對系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化分析。 第三部分：設計了柴油機缸套冷卻水余熱發(fā)電系統(tǒng)，結合物性軟件 refprop 編寫循 環(huán)的計算程序，通過合理性驗證以及循環(huán)的優(yōu)化分析，確定了最佳的循環(huán)系統(tǒng)參數(shù)。建 立尾氣與缸套冷卻水余熱的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)， 并對有機工質(zhì)透平和動力渦輪進行一維熱力 設計計算。 第四部分：對有機工質(zhì)透平進行全三維的葉片造型，利用 numeca 軟件對透平進 行定常及非定常的數(shù)值模擬，對導葉柵、動葉以及尾跡運動進行詳細的流場分析。 關鍵詞：有機朗肯循環(huán)；柴油機尾氣；工質(zhì)選?。桓滋桌鋮s水；向心式透平；數(shù)值模擬 哈爾濱工程大學碩士學位論文 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 abstract energy is the basis and driving force of the development of human society. with the increasing of energy requirements, the energy issue has become more and more prominent. with the rapid development of economy, china has been the largest energy consuming countries in the world. low utilization ratio leads to the environment problem. our government realizes to revise industrial structure and develop the clean energy. the boats and ships is a kind of vehicle which consumes huge energy. the waste heat recovery has formed a hot topic between the shipbuilding industry and the maritime field with the rise of oil prices. this paper studies the applications of the organic rankine cycle（orc）on the waste heat recovery of heavy-duty marine diesel engine. it mainly consists of four parts: the first part elaborates the status and application and introduces the key techniques of orc.this paper picks out eight kinds of organic fluid as the alternative working fluid, and describes characteristics of the thermal and physical properties. the second part designs the waste heat recovery and generation system of orc combined with exhaust heat characteristics of man 6s50mc-c8.1-tii heavy-duty marine diesel engine. whats more, the parameter of the system is optimized by simulink. the third part not only designs the marine diesel engine jacket cooling water heat recovery and power generation system, but also compiles cycle calculation program with the refprop software. then the paper determines the best parameters of circulatory system by reasonable verifications and optimizations of the loop analysis. finally, the co-generation system of exhaust and jacket cooling water waste heat has been built. the part designs and calculates the organic working fluid turbine and power turbine. the forth part models the 3d blades of organic working fluid turbine and calculates the flow field with the numeca including steady and unsteady numerical simulation. finally, the flow field has been analyzed in the last part. key words: orc; heavy-duty marine diesel engine exhaust; selection of working fluid; jacket cooling water waste heat ; radial inflow turbine；numerical simulation 哈爾濱工程大學碩士學位論文 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 目 錄 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 世界及我國能源現(xiàn)狀 . 1 1.1.1 世界能源現(xiàn)狀 . 1 1.1.2 我國能源現(xiàn)狀 . 2 1.2 余熱資源的定義和分類 . 3 1.3 船舶余熱利用的意義和目的 . 4 1.3.1 船舶余熱利用的背景和意義 . 4 1.3.2 研究目的 . 5 1.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 5 1.5 對國內(nèi)外相關技術領域的影響 . 6 1.6 必要性分析 . 7 1.6.1 應對國際海事組織減排法規(guī)的需求 . 7 1.6.2 應對高昂原油價格的需求 . 7 1.6.3 應對市場競爭的需求 . 8 1.6.4 提高船舶配套產(chǎn)品的需求 . 8 1.6.5 應對工業(yè)領域節(jié)能的需求 . 8 1.7 本文的主要研究內(nèi)容 . 9 第 2 章 有機朗肯循環(huán)技術 . 10 2.1 有機朗肯循環(huán) . 10 2.2 orc 的優(yōu)勢特點 . 10 2.3 orc 系統(tǒng)應用 . 10 2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 11 2.4.1 國外研究現(xiàn)狀 . 11 2.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 . 12 2.5 orc 系統(tǒng)關鍵技術 . 13 2.5.1 工質(zhì)的選擇 . 13 2.5.2 換熱器的設計 . 16 2.5.3 有機透平的設計 . 16 2.6 常用候選工質(zhì) . 16 哈爾濱工程大學碩士學位論文 2.7 本章小結 . 18 第 3 章 船用柴油機尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)設計及優(yōu)化 . 19 3.1 柴油機尾氣余熱 . 19 3.1.1 船用柴油機 . 19 3.1.2 柴油機能量分布 . 20 3.2 尾氣余熱回收系統(tǒng) . 21 3.2.1 孤立系統(tǒng)的熱力學分析 . 22 3.2.2 工質(zhì)泵增壓過程 . 23 3.2.3 工質(zhì)定壓吸熱蒸發(fā)過程 . 23 3.2.4 工質(zhì)透平中膨脹做功過程 . 24 3.2.5 工質(zhì)回熱器中換熱過程 . 24 3.2.6 海水冷卻過程 . 25 3.2.7 冷卻水泵做功過程 . 25 3.2.8 總體循環(huán)系統(tǒng)的熱效率 . 26 3.3 柴油機尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化 . 27 3.3.1 仿真軟件簡介 . 27 3.3.2 仿真程序 . 29 3.3.3 仿真結果及分析 . 29 3.3.3 系統(tǒng)最優(yōu)參數(shù)選取 . 33 3.4 本章小結 . 36 第 4 章 船舶主機冷卻水余熱回收利用 . 37 4.1 主機冷卻水散熱 . 37 4.2 余熱系統(tǒng)建模 . 38 4.3 總體循環(huán)計算 . 38 4.3.1 變化參數(shù)固定 . 39 4.3.2 計算結果分析 . 39 4.4 有機工質(zhì)透平的設計方案 . 43 4.4.1 向心式透平的特點 . 43 4.4.2 導葉柵方案的選擇 . 44 4.4.3 葉輪方案的選擇 . 45 4.4.4 有機工質(zhì)透平熱力計算 . 47 船用柴油機余熱回收透平發(fā)電系統(tǒng)研究 4.5 船舶主機余熱利用的組合與改進 . 47 4.6 本章小結 . 49 第 5 章 有機工質(zhì)透平三維設計與 cfd 模擬 . 51 5.1 有機工質(zhì)透平設計 . 51 5.1.1 設計方法 . 51 5.1.2 總體設計參數(shù) . 52 5.1.3 熱力計算 . 52 5.1.4 導葉柵三維設計 . 53 5.1.5 葉輪設計方案 . 54 5.2 數(shù)值模擬方法 . 55 5.2.1 算法 . 55 5.2.2 計算網(wǎng)格 . 55 5.2.3 邊界條件 . 56 5.2.4 初始條件 . 56 5.3 計算結果分析 . 56 5.3.1 導葉柵三維流動分析 . 56 5.3.2 動葉三維流動分析 . 60 5.3.3 尾跡運動數(shù)值模擬 . 63 5.4 本章小結 . 66 結 論 . 67 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果 . 68 參考文獻 . 69 致 謝 . 73 哈爾濱工程大學碩士學位論文 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 1.1 世界及我國能源現(xiàn)狀 1.1.1 世界能源現(xiàn)狀 能源在人們的日常生產(chǎn)生活中提供各種所需的能量，是人類社會發(fā)展的基礎和動 力，縱觀人類的社會發(fā)展史，就是一部能源的改進和更替的過程。工業(yè)革命之后，近現(xiàn) 代社會的進步和繁榮基本上是建立在以煤、石油等不可再生的傳統(tǒng)能源耗費的基礎上。 由于在能源利用過程中付出低效率、環(huán)境污染等高昂代價，長期以來制約著社會和經(jīng)濟 的發(fā)展。據(jù) 2012 年 6 月 bp 世界能源統(tǒng)計年鑒報告統(tǒng)計，2011 年全球能源的消費量增 長大概 2.5%，與歷史平均數(shù)值相當。能源消費主要偏重于化石燃料，其在能源消費中 占有 87%的份額?？稍偕茉茨壳罢既蚰茉聪M量的 2%，其所占份額較以往有所提 高，同時化石燃料結構也正在發(fā)生著變化，盡管石油仍然是主導燃料，但其所占份額已 連續(xù) 12 年出現(xiàn)下降情形， 煤炭再次取代石油成為增長最快的化石燃料1。 如圖 1.1 所示， 明顯看出最近五十年間世界標準煤的消耗量在一直上升。 圖 1.1 世界煤炭消費統(tǒng)計 國家統(tǒng)計局的中國統(tǒng)計年鑒表明，世界的消費結構石油比重占 35%，天然氣比重占 24%，標準煤比重占 29.3%，核電能清潔能源利用比重占 11.7%2，如圖 1.2 所示。 哈爾濱工程大學碩士學位論文 2 圖 1.2 世界能源消費結構 傳統(tǒng)能源的日益減少，能源危機越來越顯現(xiàn)在人類的面前，因此人們將視角重點放 在了可持續(xù)的清潔能源的利用上來，如地熱能、核能、太陽能、風能等在新世紀有很大 的利用前景，各國都在積極開展新能源方面的技術研發(fā)。 1.1.2 我國能源現(xiàn)狀 我國化石能源資源儲量豐富，煤炭儲量約占世界的 13%，僅次于美國和俄羅斯，位 居世界第三位。能源的總消費量占世界的第二位，但是龐大的人口基數(shù)使得我國人均資 源占有量處于世界較低水平。我國能源分布不均衡、開發(fā)難度大，由于受技術的限制， 我國能源利用效率很低，只有 30%。西方發(fā)達國家能源利用率則達到了 50%，甚至個別 國家達到了 60%左右3。在高耗能產(chǎn)業(yè)領域中，我國產(chǎn)品的單位能耗比國際領先水平高 出 25%90%。據(jù)世界能源統(tǒng)計 2011統(tǒng)計，截止 2010 年為止，我國已經(jīng)超過美國成 為世界上最大的能源消費國。 我國是全球最大的煤炭消費國， 占世界總消費量的 48.2%， 2010 年我國煤炭消費增長了 10.1%，占全球總增長量的 2/3。2010 年我國石油消耗量占 全球石油消耗量的 45，產(chǎn)量為 20301 萬噸，對外依存度為 55，也就是說 2010 年我 國新增石油產(chǎn)量不足當年消耗量的 504。 我國的國內(nèi)生產(chǎn)總值和西方發(fā)達國家相比差距不大， 但是能源的消耗卻遠遠大于他 們，側(cè)面反映了我國的能源利用率低，在未來的幾十年甚至更長的時期內(nèi)傳統(tǒng)能源仍然 占據(jù)著主導的地位。 圖 1.3 顯示了我國能源消費結構，煤炭達到 69%，石油比重占 18.5%，天然氣比重 占 4.1%，相比較核電能清潔能源利用比重只有區(qū)區(qū)的 8.4%。 第 1 章 緒 論 3 圖 1.3 我國能源消費結構 我國政府意識到必須加速對產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，大力發(fā)展清潔能源，把節(jié)能減排列為重 大發(fā)展戰(zhàn)略。余熱開發(fā)和回收利用，是解決目前能源壓力的重要途徑和有效方式5。 1.2 余熱資源的定義和分類 余熱資源通常是指在現(xiàn)有的技術水平基礎上， 再生產(chǎn)過程中可以被回收利用或者反 復使用但是還沒有有效地使用的資源。余熱資源利用一方面取決于自身的熱量品位，另 一方面還受限于當今科學技術和生產(chǎn)力的發(fā)展水平， 因此隨著科學技術水平的不斷提高 和生產(chǎn)力的發(fā)展，余熱資源利用也在不斷地發(fā)生著變化。我國余熱資源豐富，廣泛存在 于如鋼鐵、石油、化工、建材等各種高耗能行業(yè)，在每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都可能存在工業(yè)余 熱，這些余熱可通過技術手段轉(zhuǎn)化為機械能、電能、冷能等供人們利用。余熱的利用不 是一朝一夕就能完成的，同時要考慮諸如工藝需要、經(jīng)濟性、技術的可行性和環(huán)保特性 等綜合因素， 因此如何合理的開發(fā)和利用余熱資源是在高耗能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的重要 內(nèi)容和手段6,7。 余熱的存在形式需要一定的載體表現(xiàn)出來，余熱資源大體上可以分為三類，分別是 按載體的存在形態(tài)、按余熱的溫度和按余熱來源。從載體的形態(tài)角度出發(fā)，余熱資源又 分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)余熱；從余熱本身的溫度出發(fā)，同樣也分為三種，即高溫余 熱 （500以上） 、中 溫余熱（200500 ）和低溫 余熱（200以下） ；從余熱的來源角度 出發(fā)，分為煙氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、爐渣余熱和化學反應余熱等不同的途徑來源8。 應該清醒的認識到，余熱回收利用固然重要，但是問題的核心還是在于如何減少余 熱排放。主要手段就是降低煙氣溫度，增加熱能的梯度利用，降低散熱部分損失和提高 設備的熱效率等，在制定余熱回收方案之前要仔細考慮以下幾個方面： 哈爾濱工程大學碩士學位論文 4 1、設備本身的熱效率是否還能有效的提高。如果裝置本身的效率能有效提高，余 熱資源能量損耗小，相比于余熱回收能夠取得更好的經(jīng)濟效益。 2、考慮余熱有沒有被設備本身再利用的價值，例如燃油的預熱，渦輪增壓器做功 等，這樣的利用方式可以節(jié)約高品位能源，降低能耗，它比其它利用途徑（如加熱鍋爐 產(chǎn)生蒸汽做功）產(chǎn)生的效果要好。 3、余熱利用具體方案的確定。根據(jù)現(xiàn)有的余熱資源和用戶的實際要求，盡力做到 能級匹配，設計或選擇合適的系統(tǒng)設備，同時要滿足經(jīng)濟性的要求，將余熱回收發(fā)揮到 最大的作用。對于高耗能行業(yè)來說，設計回收方案的順序，難易程度和余熱回收的價值 大小都需要慎重考慮，它們都與熱源的溫度和攜帶的能量相關。最好依照結構簡單，效 益最大的原則來定方案。 1.3 船舶余熱利用的意義和目的 1.3.1 船舶余熱利用的背景和意義 能源問題在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要的作用， 船舶作為一種交通工具在工作過程中 消耗了大量的能源，如此高耗能注定要增加運輸行業(yè)的成本。另外，船舶大量的廢熱排 放到周圍環(huán)境中去也造成了污染，降低船舶能耗是我們亟需研究的一個重大課題9,10。 國際海事組織(imo)把 eedi(energy efficiency design index，新船能效設計指數(shù))定為船 舶耗能多少的標準，規(guī)定如果船舶的耗能達不到指標，船東需要交納相應份額的罰款作 為代價來補償對環(huán)境的污染。遠洋運輸船考慮一個很重要角度就是經(jīng)濟性，船舶節(jié)能就 是消耗最小的能量得到最大的收益11。眾所周知，石油燃料是船舶主要的能量來源，船 舶上消耗燃料的裝置主要是 是柴油機主機、 輔機和 輔助鍋爐。主機的消耗能量最大，大 約占 70%90%。柴油機氣缸的往復運動壓縮燃油燃燒產(chǎn)生巨大的能量，這部分能量只 有一部分轉(zhuǎn)化為動力輸出功，其余的部分則通過尾氣排出、缸套冷卻水、燃油預熱以及 輻射的形式散失掉，這部分熱量就是通常所說的廢熱，要回收利用的就是這部分損失的 能量12,13。 上世紀 80 年代的石油危機使各國認識到能源對國家發(fā)展的戰(zhàn)略地位，世界油價的 不斷攀升，以及來自對船舶 co2 排放量控制的壓力，加快了船舶主機技術的研發(fā)步伐。 目前大功率的二沖程船用柴油機的熱效率不超過 50%，在船舶動力設備中是最高的。雖 然現(xiàn)在廢氣渦輪增壓技術的成熟提高了船舶主機的熱效率，但是大量的熱量仍有剩余。 提高主機熱效率最根本的辦法就是提高燃料的燃燒溫度，但是在提高燃燒溫度的同時， 船舶氮氧化物的排放量又無法控制， 所以不能單純的依靠提高柴油機主機的燃燒溫度來 第 1 章 緒 論 5 提高效率，必須另辟蹊徑，從不同的角度來思考燃燒效率和低排放的矛盾關系14。 船舶上還需要配置柴油機輔機和輔助鍋爐為船舶提供必需的電力和蒸汽， 這部分的 燃油消耗就占有一定的運輸成本， 如果主機排放的尾氣熱量和冷卻水帶走的熱量能夠加 以回收利用，代替部分輔機和輔助鍋爐來進行發(fā)電或者提供蒸汽，既能達到節(jié)能減排和 增加經(jīng)濟性的作用，又能夠簡化設備，余出更多的空間來運輸貨物。因此充 分的回收利 用 船舶主機余熱意義重大15。 伴隨著世界造船行業(yè)技術的日趨成熟和船舶行業(yè)良好的發(fā)展趨勢， 中國已經(jīng)躋身于 世界造船大國的行列，但是要成為造船強國必須提升高科技水平，提高勞動生產(chǎn)率，在 造船數(shù)量領先的基礎上增加船舶高科技的含金量。為了順應當前國際節(jié)能減排的大潮 流，我國取得船舶節(jié)能減排方面的技術突破勢在必行。在滿足節(jié)能、環(huán)保等指標的基礎 上努力在船舶的技術水平， 質(zhì)量保證和運輸?shù)慕?jīng)濟性等方面趕上甚至超過當今國際先進 水平，只有這樣我國的船舶行業(yè)才能在世界船舶市場占有一席之地，爭取更大的市場份 額，朝著造船強國的目標邁進，使船舶行業(yè)在節(jié)能環(huán)保的道路上越走越遠。 努力加強柴油機主機的余熱利用系統(tǒng)的自主研發(fā)水平， 提高國產(chǎn)船舶的節(jié)能減排系 統(tǒng)技術的層次，形成定型船用柴油機節(jié)能的配套產(chǎn)品、構建技術、市場、行業(yè)標準等方 面的競爭力，更廣泛的拓寬世界制造市場的業(yè)務。 1.3.2 研究目的 選擇最優(yōu)的柴油機主機余熱利用設計方案，充分利用當前國內(nèi)的柴油機主機、余熱 鍋爐的設計、制造能力，研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權的船舶主機余熱利用系統(tǒng)及其相關的子 系統(tǒng)，提高船舶發(fā)動機燃油的有效利用率，掌握柴油機余熱利用設備 的開發(fā)設 計技術， 設計出能滿 足新船能效 設計指 數(shù)要求的船只。 盡量縮小我們與國外在余熱利用技術開發(fā) 上的差距，填補國內(nèi)在此項技術領域的空白。 1.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 余熱回收系統(tǒng)應用在船舶行業(yè)可以追溯較長的歷史和擁有廣泛的應用范圍， 在眾多 各種用途的船舶上都備有廢氣鍋爐系統(tǒng)， 利用廢氣的能量轉(zhuǎn)換獲得船用蒸汽。 與此同時， 大功率低轉(zhuǎn)速的船用柴油機尾氣的排放量較大，隨著廢氣渦輪增壓器研究技術的改進， 在尾氣出口進入廢氣渦輪增壓器前進行分流，一定流量的尾氣提供給動力渦輪，尾氣在 動力渦輪中膨脹再將熱能轉(zhuǎn)化為機械能和電能，這在技術上是可行的。 船舶余熱利用系統(tǒng)必須根據(jù)它自身的特點進行合理的規(guī)劃。船舶主機排氣溫度高、 哈爾濱工程大學碩士學位論文 6 熱量大，雖然冷卻水的溫度低，但是能夠提供足夠多的能量，不同的能量品位的利用方 法和設備也不盡相同。 目前， 各國對船舶二沖程柴油機動力系統(tǒng)余熱利用的途徑主要有： 1) 將主機排出的廢氣導入到余熱鍋爐中換熱產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽驅(qū)動蒸汽輔助機 帶動汽輪機發(fā)電機組轉(zhuǎn)動發(fā)電，將電能并入到船舶電站。 2) 將主機高負荷工況下的廢氣直接驅(qū)動動力渦輪帶動電機發(fā)電，將該發(fā)電機組并 入船舶電站。 3) 充分利用主機排出的廢氣熱量在余熱鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽，將其作為船舶各種艙、 柜、加熱器的加熱源（如燃油、潤滑油和貨油系統(tǒng)的預熱）以及工作人員的取暖、蒸飯 等生活熱源。 4) 將冷卻水直接或間接用作制作淡水、制冷和生活雜用等的熱源16。 從上述可以看出，如果能有效地利用船舶動力系統(tǒng)的廢氣余熱和冷卻水的熱量，足 以解決船舶航行過程中的電力和蒸汽需求。船舶的類型和用途千差萬別，不同的船舶型 號、主機型式、功率大小、運行的方式以及采用的余熱回收技術形式都關系到船舶余熱 所獲得的電量和蒸汽量的多少。 船舶主機的余熱回收技術能夠有效的節(jié)省動力系統(tǒng)能耗， 同時其排放性能也得到改 善。世界各國科研人員通過大量的研究和實驗，經(jīng)過不懈的努力開發(fā)出不同種類余熱回 收裝置，并且實現(xiàn)了商業(yè)