[发明专利]一种基于低速机排气能量分级分离输出的能量回收利用系统

说明书

本发明的目的在于提供一种基于低速机排气能量分级分离输出的能量回收利用系统，包括气缸、高温排气总管、低温排气总管、高温余热利用系统、低温余热利用系统，每个气缸的排气阀后均安装一个排气分级分离阀，每个排气分级分离阀均连接其对应气缸的高温排气歧管和低温排气歧管，所有的高温排气歧管均连通高温排气总管，所有的低温排气歧管均连通低温排气总管，高温排气总管的出口连接增压器涡轮进口，增压器涡轮出口连接高温余热利用系统，低温排气总管的出口分别连接废气再循环控制阀和低温排气出口管，低温排气出口管连接低温余热利用系统。本发明解决了不同废弃余热回收利用负载对于不同排气温度需求的矛盾，同时可以提高废气能量回收利用效率。

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机能量回收利用系统。

背景技术

随着人们对于环境保护愈加重视，世界各大环保组织相继出台了相关的排放法规，督促各行业进行节能减排，特别是对于船舶行业。目前，有两条技术途径可以实现排放的降低，一是优化船型降低阻力，二是提高动力系统的效率。为此，合理利用动力系统能量，高效回收余热，减少船舶燃料当量消耗量来降低碳排量，对我国船舶行业及航运业节能减排意义巨大。柴油机作为船舶的主要动力，其热效率已接近50％，但仍有50％的能量被废气、冷却介质带走。如果能够充分利用这部分余热，可以明显提高主机热效率。采用余热利用系统可以使整个动力装置的能量利用效率从49.3％提高到54.8％，因此，研究设计高效的主机余热利用系统是提高船舶动力系统效率的主要手段之一。

发明内容

本发明的目的在于提供能够输出不同品质能量的一种基于低速机排气能量分级分离输出的能量回收利用系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于低速机排气能量分级分离输出的能量回收利用系统，其特征是：包括气缸、高温排气总管、低温排气总管、高温余热利用系统、低温余热利用系统，每个气缸的排气阀后均安装一个排气分级分离阀，每个排气分级分离阀均连接其对应气缸的高温排气歧管和低温排气歧管，所有的高温排气歧管均连通高温排气总管，所有的低温排气歧管均连通低温排气总管，高温排气总管的出口连接增压器涡轮进口，增压器涡轮出口连接高温余热利用系统，低温排气总管的出口分别连接废气再循环控制阀和低温排气出口管，低温排气出口管连接低温余热利用系统。

本发明还可以包括：

1、所述高温余热利用系统包括高温余热锅炉、蒸汽涡轮、第一发电机、第一冷凝器、第一回流泵，高温余热锅炉的锅炉工质依次流经蒸汽涡轮、第一冷凝器、第一回流泵流回高温余热锅炉，蒸汽涡轮连接第一发电机，增压器涡轮的出口连通高温余热锅炉的排气进口，并通过高温余热锅炉的排气出口连通低温排气出口管。

2、所述低温余热利用系统包括低温余热换热器、动力涡轮、第二发电机、第二冷凝器、第二回流泵，低温余热换热器的换热器工质依次流经动力涡轮、第二冷凝器、第二回流泵流回低温余热换热器，动力涡轮连接第二发电机，低温排气出口管连通低温余热换热器的排气进口，并通过低温余热换热器的排气出口连通大气。

3、排气分级分离电控单元连接并控制排气分级分离阀在预定的气阀相位引导废气进入高温排气歧管或低温排气歧管。

4、废气再循环控制阀后方连接增压器压气机进气口，废气再循环电控单元连接并控制废气再循环控制阀的开闭。

本发明的优势在于：

1、本发明所设计低速机排气能量回收利用系统能实现排气能量的分级分离，将排气分为高温高压与低温低压两种不同品位的排气。

2、本发明设计的排气能量分级分离利用系统，高温排气供给涡轮增压器与蒸汽涡轮发电等需求高品位热源的装置，可以提高涡轮机功率以及蒸汽涡轮发电的效率。