内河船舶柴油动力装置节能研究

掺烧重油及渣油节能在大型船舶上已实现。近来原油价格又涨,中小型船舶也希望掺烧劣质油节约燃油成本,所以以内河船舶柴油动力装置节能研究作为研究课题,是具有实用价值意义的。 节能离不开对柴油机能量系统的热力学分析,即实现柴油机动力装置热管理。这需要通过大量的试验得到可靠的数据才能进行仿真分析。所以本文设计并搭建了柴油机热平衡试验平台,在试验平台上进行热平衡试验,对柴油机进行热平衡分析和平衡分析,证明平衡分析法更能反映用能的优劣,指导合理用能。并对小型柴油机掺烧劣质油的可行性进行了试验研究,当采用掺入添加剂、换用不同直径的柱塞泵提高喷油压力、预处理时采用新型滤清器等改进措施时,分析柴油机的燃油消耗率及排放。记录了不同负荷下燃烧掺混不同燃料时柴油机的油耗率、冷却水进出口温度及排气出口温度,分析负荷的变化对能量平衡方程式中各部分所占比例的影响。并比较了燃烧三种不同燃料负荷特性、有效功利用率、排气可回收效率、冷却水可回收效率。结果证明,掺烧重油和生物柴油的负荷特性显示柴油机的经济性随着负荷的增大而变好,有效功所占比例也比燃烧纯柴油的高,完全满足节能的要求。 最后对内河船舶柴油机掺烧劣质油的热经济性分析。设计了某中型柴油机的余热加热重油方案,并进行了换热器的选型计算分析,运用分析法分析了余热利用系统各设备的损率,找出节能的薄弱环节,对节能方案提出了优化建议。计算此方案的预投资及节能偿还期和净现值,为船东改造和新建船舶选择掺烧劣质油方案提供科学依据。