船舶余热利用动力涡轮设计与发电单元研究
发布时间：2021-08-08 19:12
能源是经济发.展中比较重要的问题,哈尔滨工程大学根据船舶6S50ME-C8.2型号柴油机设计余热利用系统,涡轮作为余热.利用系统中的主要部件之一,将工质的内能转化为机械能,达到能源。转化的目的。涡轮作设计.作为余热系统主要.做功部件,本文主要完成.了如下工作:（1）根据船舶主机余热回收系统要求和给定设计参数,展开对涡轮设计。工程设计内容包含了涡轮结构选择、热力计算。分别给出了涡轮结构形式的种类,选择合适的涡轮结构形式,计算了双级径流式涡轮、单级径流式涡轮、单级轴流式涡轮三种方案,经过分析单级径流式热力方案是被选择。再根据余热系统对涡轮功率、出口温度的严格要求,对径流式涡轮设计了三种热力计算方案,最终选择了第二种热力计算方案,得到涡轮基本结构参数。（2）根据热力计算得到的涡轮基本参数,利用Concept NREC对软件分别进行涡轮静叶、动叶的叶片设计,通过不断调整meanline（camber line）、叶片角β、叶片厚度thickness等参数得到理想的涡轮结构形式。本文介绍了数值仿真软件Numeca,并对流体控制方程、湍流模型、数值模拟方法分别进行介绍,通过IGG/Autogrid...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABB公司带动力涡轮的余热利用系统
1.2.1 国外船舶主机余热利用动力涡轮系统方案分析船舶柴油机排气的能量利用方式一般有两种方式，一为将船舶柴油机尾气排入动力涡轮中，利用涡轮将高温高压工质转化为涡轮轴功；二为将船舶主机尾气排入余热锅炉，通过余热锅炉产生高品质的蒸汽，利用以产生的蒸汽通入汽轮机做功发电或者直接利用蒸汽。上世纪 70 年代末，ABB 公司率先开始对船舶主机能量进行余热利用研究，由于上世纪 90 年代，国际船舶燃油价格较低，这直接导致了 ABB 的动力涡轮余热系统并没有得到广泛的利用。本世纪初，由于原油价格的持续上涨，船舶动力装置排气余热利用技术得到了广泛的关注。ABB 于 2005 年开发出新一代 PTL3200 系列动力涡轮，涡轮发电机可输出 1500～3200kW 电能。该系统系统图如 1.1。对于这套余热利用方案，若只使用动力涡轮，。可回收5%的主机功率，若动力涡轮和汽轮机发电单元联合使用，则最多可回收 10%的主机功。率。图 1.2、1.3 为 ABB 公司动力涡。轮和汽。轮机联合回。收系统外形图[10]。
哈尔滨工程大学硕士学位论文余的废气就可以用来驱动径流式废气涡轮发电，即直接从低速柴油机排气集箱分流部排气给径流式废气涡轮[11]。三菱重工基于 MET-MA 增压器技术开发的 MPT42A 动力轮，用于柴油机余热回收。将平衡重和输出法兰取代增压器压气机的径流式叶轮。以证转子更高的稳定性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速径流式涡轮叶顶间隙流动研究[J]. 史亚东,王强,张翼,张继忠. 内燃机学报. 2016(05)
[2]基于DyRoBe’S的轴承参数对转子临界转速的影响[J]. 蒋楠. 日用电器. 2015(07)
[3]船舶动力系统现状及发展趋势[J]. 陈永道. 机械制造与自动化. 2013(02)
[4]船舶柴油机余热利用技术研究[J]. 吴安民,周伟中. 柴油机. 2012(05)
[5]可控涡设计高负荷涡轮二次流旋涡结构及损失分析[J]. 邓庆锋,郑群,张海,罗铭聪,高杰. 中国电机工程学报. 2012(20)
[6]亚声速半开式离心叶轮叶顶间隙的流动特征[J]. 刘正先,陈丽英. 航空动力学报. 2012(04)
[7]未来十年船型的优化发展[J]. 赵耕贤. 中国船检. 2011(04)
[8]推力瓦块几何参数对推力轴承润滑性能的影响分析[J]. 张金国,姚世卫,舒礼伟,疏舒. 舰船科学技术. 2009(12)
[9]可倾瓦轴承的完整动力分析模型及计算方法[J]. 王丽萍,乔广,郑铁生. 机械工程学报. 2008(01)
[10]船舶节能 高油价时代航运企业必走之路[J]. 王振博. 中国远洋航务. 2007(05)
博士论文
[1]低温有机朗肯循环及其透平的研究与设计[D]. 李艳.清华大学 2013
[2]可倾瓦轴承—转子系统的非线性动力学分析与主动控制[D]. 宫晓春.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]小型高效高速齿轮箱设计与优化研究[D]. 张正华.湘潭大学 2016
[2]轴承润滑对轴系振动的影响研究[D]. 杨国栋.哈尔滨工程大学 2015
[3]固定斜面瓦推力轴承结构优化研究[D]. 吴庚洋.哈尔滨理工大学 2014
[4]基于Bezier曲线法对径流式涡轮机动叶的设计[D]. 蒋睿.重庆交通大学 2013
[5]涡轮增压器转子支撑系统临界转速计算及非线性动力学特性研究[D]. 李宏玲.合肥工业大学 2013
[6]柴油机涡轮增压器转子动力学特性研究[D]. 吴攀.吉林大学 2012
[7]船舶主机降速节能研究[D]. 李胜.大连海事大学 2011
[8]内燃机余热利用涡轮发电系统性能研究[D]. 魏玮.清华大学 2010
[9]内河船舶柴油动力装置节能研究[D]. 陈新梅.华中科技大学 2009
[10]船舶降速航行的经济性和排放变化分析[D]. 谢光明.大连海事大学 2009
本文编号：3330523
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABB公司带动力涡轮的余热利用系统
1.2.1 国外船舶主机余热利用动力涡轮系统方案分析船舶柴油机排气的能量利用方式一般有两种方式，一为将船舶柴油机尾气排入动力涡轮中，利用涡轮将高温高压工质转化为涡轮轴功；二为将船舶主机尾气排入余热锅炉，通过余热锅炉产生高品质的蒸汽，利用以产生的蒸汽通入汽轮机做功发电或者直接利用蒸汽。上世纪 70 年代末，ABB 公司率先开始对船舶主机能量进行余热利用研究，由于上世纪 90 年代，国际船舶燃油价格较低，这直接导致了 ABB 的动力涡轮余热系统并没有得到广泛的利用。本世纪初，由于原油价格的持续上涨，船舶动力装置排气余热利用技术得到了广泛的关注。ABB 于 2005 年开发出新一代 PTL3200 系列动力涡轮，涡轮发电机可输出 1500～3200kW 电能。该系统系统图如 1.1。对于这套余热利用方案，若只使用动力涡轮，。可回收5%的主机功率，若动力涡轮和汽轮机发电单元联合使用，则最多可回收 10%的主机功。率。图 1.2、1.3 为 ABB 公司动力涡。轮和汽。轮机联合回。收系统外形图[10]。
哈尔滨工程大学硕士学位论文余的废气就可以用来驱动径流式废气涡轮发电，即直接从低速柴油机排气集箱分流部排气给径流式废气涡轮[11]。三菱重工基于 MET-MA 增压器技术开发的 MPT42A 动力轮，用于柴油机余热回收。将平衡重和输出法兰取代增压器压气机的径流式叶轮。以证转子更高的稳定性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速径流式涡轮叶顶间隙流动研究[J]. 史亚东,王强,张翼,张继忠. 内燃机学报. 2016(05)
[2]基于DyRoBe’S的轴承参数对转子临界转速的影响[J]. 蒋楠. 日用电器. 2015(07)
[3]船舶动力系统现状及发展趋势[J]. 陈永道. 机械制造与自动化. 2013(02)
[4]船舶柴油机余热利用技术研究[J]. 吴安民,周伟中. 柴油机. 2012(05)
[5]可控涡设计高负荷涡轮二次流旋涡结构及损失分析[J]. 邓庆锋,郑群,张海,罗铭聪,高杰. 中国电机工程学报. 2012(20)
[6]亚声速半开式离心叶轮叶顶间隙的流动特征[J]. 刘正先,陈丽英. 航空动力学报. 2012(04)
[7]未来十年船型的优化发展[J]. 赵耕贤. 中国船检. 2011(04)
[8]推力瓦块几何参数对推力轴承润滑性能的影响分析[J]. 张金国,姚世卫,舒礼伟,疏舒. 舰船科学技术. 2009(12)
[9]可倾瓦轴承的完整动力分析模型及计算方法[J]. 王丽萍,乔广,郑铁生. 机械工程学报. 2008(01)
[10]船舶节能 高油价时代航运企业必走之路[J]. 王振博. 中国远洋航务. 2007(05)
博士论文
[1]低温有机朗肯循环及其透平的研究与设计[D]. 李艳.清华大学 2013
[2]可倾瓦轴承—转子系统的非线性动力学分析与主动控制[D]. 宫晓春.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]小型高效高速齿轮箱设计与优化研究[D]. 张正华.湘潭大学 2016
[2]轴承润滑对轴系振动的影响研究[D]. 杨国栋.哈尔滨工程大学 2015
[3]固定斜面瓦推力轴承结构优化研究[D]. 吴庚洋.哈尔滨理工大学 2014
[4]基于Bezier曲线法对径流式涡轮机动叶的设计[D]. 蒋睿.重庆交通大学 2013
[5]涡轮增压器转子支撑系统临界转速计算及非线性动力学特性研究[D]. 李宏玲.合肥工业大学 2013
[6]柴油机涡轮增压器转子动力学特性研究[D]. 吴攀.吉林大学 2012
[7]船舶主机降速节能研究[D]. 李胜.大连海事大学 2011
[8]内燃机余热利用涡轮发电系统性能研究[D]. 魏玮.清华大学 2010
[9]内河船舶柴油动力装置节能研究[D]. 陈新梅.华中科技大学 2009
[10]船舶降速航行的经济性和排放变化分析[D]. 谢光明.大连海事大学 2009
本文编号：3330523
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