【正文】 [J].廣船科技,2005,4:4245.2. Alberto the Efficiency of LPG Compression Ignition Engines for Passenger Cars through?Waste?Heat?Recovery[J].SEL International,2011,4(2)[D].武漢：武漢理工大學(xué),2011.4. 姚金源,[J].成都科技大學(xué)報(bào),1987,3:9598.5. 支浩,湯慧萍,[J].2009，28：338342.,宋恩哲,[P].中國(guó)專利：103899440A,20140702.[D].大連：大連海事大學(xué),20088. 袁春元,[R].中國(guó)南京：江蘇省汽車工程學(xué)會(huì),2010.***學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要船舶柴油機(jī)的能源利用率問(wèn)題一直是各國(guó)研究的熱點(diǎn)，因?yàn)椴裼蜋C(jī)的能源利用率不高，導(dǎo)致很多能源的浪費(fèi)，能源問(wèn)題已然成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。第三章對(duì)船舶柴油機(jī)缸套水余熱回收系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中包括對(duì)冷熱管管道的計(jì)算和設(shè)計(jì)、水泵設(shè)計(jì)、燃?xì)鉅t的選型和換熱器的設(shè)計(jì)，第四章對(duì)控制元件進(jìn)行了選型，主要包括對(duì)溫度傳感器、流量傳感器、液體比例調(diào)節(jié)閥、采集卡、PLC控制器等進(jìn)行了選型。AbstractMarine diesel engine energy utilization rate has been hot spot of the world, because diesel engine energy utilization rate can be better, resulting in a lot of energy waste, energy problem has already bee a very important issue in the process of economic development. Continuously improve energy efficiency, reduce emissions of marine diesel engine exhaust, the survival of the human environment is to protect the environment for many people to study the subject. In this paper, the first chapter introduces the practical significance of the waste heat recovery of marine diesel engine cylinder liner water and the current situation of domestic and foreign recovery and utilization of this part of energy. In the second chapter, the overall scheme of the marine diesel engine waste heat recovery system is designed. The system mainly includes three subsystems, which are simulation and heat source system, waste heat recovery system and control system. The third chapter of marine diesel engine jacket water heat recovery system of key parts of the design, including to cold and hot pipe design and calculation of the pipeline and pump design, selection of gas furnace and heat exchanger design. The fourth chapter on the control ponents were designed, including on temperature sensor, flow sensor, a liquid proportional regulating valve, data acquisition card, PLC controller for the selection of design. In the fifth chapter, the threedimensional model of the experimental platform is built and the physical platform is built. This paper presents a new application in marine diesel engine jacket water heat recovery system design program, on the basis of this scheme, focusing on the pipeline, a water pump, a gas stove, change heat exchanger, temperature sensor, flow sensor, the proportion of liquid control valve, data acquisition card and PLC control system for the calculation and selection of and plete physical platform is built. Key words: marine diesel engine。從1973年世界發(fā)生石油危機(jī)以來(lái)，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能問(wèn)題慢慢進(jìn)入人們的視野。這樣不合理地利用廢熱很大程度上造成了能源的浪費(fèi)。現(xiàn)在，所有熱機(jī)中效率最高的是最先進(jìn)的船用二沖程柴油機(jī)主機(jī)，其熱效率已經(jīng)接近50%，但是還是浪費(fèi)了大部分能源，這部分能源所產(chǎn)生的熱能，隨著廢氣和冷卻水排放到環(huán)境中去了，造成了很大的浪費(fèi)。而船舶柴油機(jī)的工況非常復(fù)雜（含啟動(dòng)、怠速、部分負(fù)荷和全負(fù)荷等工況），導(dǎo)致缸套水?dāng)y帶的熱量時(shí)大時(shí)小。本項(xiàng)目開發(fā)的控制系統(tǒng)應(yīng)用于缸套水的廢熱回收裝置中，使得廢熱回收裝置能自適應(yīng)船舶柴油機(jī)的工況變化，在不影響其性能的情況下，提高熱效率15%以上。能源綜合利用與智能控制是實(shí)踐國(guó)家節(jié)約能源政策的重要舉措，目前市場(chǎng)需求尚處于起步階段，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)都主要以國(guó)外引進(jìn)為主。余熱的品質(zhì)在溫度升高的同時(shí)也會(huì)大大提高，其品質(zhì)越好，利用的價(jià)值也就越高。該系統(tǒng)包括低壓蒸發(fā)器、高壓蒸發(fā)器和高壓過(guò)熱器三部分，采用雙壓余熱鍋爐，在Wartsila余熱回收技術(shù)基礎(chǔ)上取消了Wartsila方案中的動(dòng)力渦輪，利用廢氣余熱鍋爐蒸汽發(fā)電或供船舶使用[2]。這種裝置可以將船舶主機(jī)的余熱能量回收，并將回收的能量輸送到船舶能量網(wǎng)絡(luò)中去，該裝置可以大幅度提高能源利用率，提高船舶運(yùn)輸?shù)哪芰?，有很高的?jīng)濟(jì)效益，并且可以大幅度提高船舶系統(tǒng)的推進(jìn)和電力性能，有12%的主機(jī)功率可以通過(guò)該裝置得以回收，而且延長(zhǎng)了船舶主機(jī)和發(fā)電機(jī)的維護(hù)周期，節(jié)約了人力資源。MAN公司圍繞船舶主機(jī)開發(fā)出新型的余熱回收系統(tǒng)，能夠大大提高主機(jī)排溫溫度，該系統(tǒng)主要根據(jù)汽輪機(jī)和余熱鍋爐使用過(guò)程中的蒸汽壓力情況分為單壓TES系統(tǒng)和雙壓TES系統(tǒng)[5]。船舶柴油機(jī)本身?yè)碛幸惶赘滋姿h(huán)系統(tǒng)，但是這套循環(huán)系統(tǒng)將缸套水引流到空冷池或水冷池，進(jìn)行冷卻，這部分引流出來(lái)的冷卻水將會(huì)由冷卻達(dá)到適宜溫度的冷卻水進(jìn)行補(bǔ)償。水泵帶動(dòng)掛壁式燃?xì)鉅t排出的熱水通過(guò)換熱器將熱水放出的熱量對(duì)自來(lái)水進(jìn)行預(yù)加熱，換熱后的熱水又回到燃?xì)鉅t中，形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到模擬雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水余熱回收的目的。本系統(tǒng)可以分為三個(gè)子系統(tǒng)，分別為：模擬余熱源系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。本子系統(tǒng)的工作過(guò)程是：掛壁式燃?xì)鉅t對(duì)水進(jìn)行加熱，通過(guò)水泵對(duì)加熱后的水進(jìn)行運(yùn)送，水經(jīng)換熱器換熱、然后經(jīng)過(guò)儲(chǔ)液罐，換熱后的水最后又回到燃?xì)鉅t里，形成一個(gè)熱水的循環(huán)系統(tǒng)。）儲(chǔ)液罐12的作用是儲(chǔ)存從換熱器出來(lái)的熱水，并為掛壁式煤氣爐提供熱水，它的容量V要滿足模擬余熱源系統(tǒng)整個(gè)管路水的容量要求，手動(dòng)閥13的作用是模擬雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況（怠速、減速、加速）。本系統(tǒng)的工作過(guò)程是：自來(lái)水龍頭放出常溫的自來(lái)水，常溫自來(lái)水在換熱器中吸收熱水放出的熱量，使水溫升高，最后排放到環(huán)境中去。換熱器的種類繁多，其中包括管式換熱器、板式換熱器、螺旋板式換熱器、空氣換熱器、容積式換熱器、管板式換熱器等。因此，板式換熱器的傳熱系數(shù)很大，約為管殼式換熱器的35倍左右。（5）末端溫差小末端溫度差指的是一種流體的入口溫度與另外一種流體的出口溫度差值。（6）使用方便只需卸下板式換熱器的緊固螺柱，就可拿出換熱器的板片或者挪開板束，因此對(duì)清洗、維修（換更板片、墊片等），對(duì)于增多或者減少板片數(shù)目（即改變換熱面積），改變流道組合都非常的便利。如橡膠類的墊圈，對(duì)于不一樣的橡膠種類，則有與之相對(duì)應(yīng)的工作溫度區(qū)間，且都不超出200℃；并且石棉制墊圈的最高溫度一般在250℃260℃之間。換熱器7的四個(gè)進(jìn)出口溫度已知，又知道關(guān)內(nèi)水的流量Q，以及其他等參數(shù)，可以對(duì)板式換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，最后按照最大原則進(jìn)行選型。PLC中存儲(chǔ)著預(yù)先編寫的程序，在各個(gè)溫度傳感器傳入溫度信息時(shí)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，再經(jīng)過(guò)擴(kuò)展模塊，輸出信號(hào)，控制液體比例調(diào)節(jié)閥。第3章 關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)在本裝置中，冷卻液和缸套水需要在管道中流動(dòng)，因此，對(duì)管道的選型需要考慮到冷卻液和缸套水在管道中流動(dòng)時(shí)所受到的阻力等因素。 實(shí)驗(yàn)裝置所需管道基本要求：(1)介質(zhì)的特性、介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。s農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水，還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量。 由式（31）得到式（32）： 式中D為管內(nèi)徑。經(jīng)過(guò)三維建?？芍?，在模擬余熱源系統(tǒng)中管子總長(zhǎng)度L1=300+100+200+300+300+600+300+350+500+300+300=3550mm，彎頭個(gè)數(shù)初定為6個(gè)，彎頭尺寸L2=600mm則管路總長(zhǎng)度L=L1+L2=3550+600=4150mm（2）如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量，應(yīng)考慮留有一定的余量。 水泵設(shè)計(jì)水泵在本裝置中的作用是將儲(chǔ)液罐中的水泵入燃?xì)鉅t，燃?xì)鉅t對(duì)水進(jìn)行加熱，來(lái)模擬船舶柴油機(jī)中的缸套水?！懦鰩缀胃叨?，m； 取值：高于泵入口中心線：為正；低于泵入口中心線：為負(fù)；——吸入幾何高度，m； 取值：高于泵入口中心線：為負(fù)；低于泵入口中心線：為正；——容器內(nèi)操作壓力，m液柱（表壓）； 取值：以表壓正負(fù)為準(zhǔn)；——直管阻力損失，m液柱；——管件阻力損失，m液柱；——進(jìn)出口局部阻力損失，m液柱； ——泵的揚(yáng)程，m液柱。ζ＝90176。102+）≈（在這里把水管看成為塑膠軟管，）[9]。由上述計(jì)算所知管子的總阻力：得知mH2O因?yàn)椋核裕簃H2O在這里系統(tǒng)中還加入了板式換熱器，所以板式換熱器的阻力也要算進(jìn)泵的揚(yáng)程： 由換熱器說(shuō)明書可知，所以=+=。容積泵主要是利用容積變化來(lái)傳遞能量；葉片泵是利用旋轉(zhuǎn)葉片和水相互作用來(lái)傳遞能量，可分為離心泵、軸流泵和混流泵等類型[10]。溫度控制器可以在外部連接，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的溫度調(diào)節(jié)和節(jié)能目標(biāo)。