[发明专利]一种利用船舶脱硫废水能量的推进系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用船舶脱硫废水能量的推进系统及方法，该系统包括脱硫系统、废水推进系统、废水推进管路调节系统。由于脱硫塔距海平面的高度较高，开式脱硫系统用于脱硫的海水流量大，所以为利用脱硫塔中洗涤废气的废水中含有的机械能，本发明设计了废水推进系统将这些机械能进行利用，为船舶的航行提供部分推进力，降低船舶的燃油消耗。本发明中所述的废水推进管路调节系统保证了船舶在航行过程中，废水从废水喷口处能够水平喷出，最大化利用废水中蕴含的机械能，提升能量转化率，为避免废水喷口处喷出的废水不连续，本发明提供了废水喷口内径的计算方法。且由于开式脱硫系统的市场占有率较高，本发明的应用前景广阔，实际意义较大。

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种利用船舶脱硫废水能量的推进系统及方法。

背景技术

随着国际社会对环境的愈发重视，人们节能减排的步伐不断加快，世界各国纷纷采取措施来倡导“绿色”发展。在航运业，国际海事组织(IMO)为实现“绿色”船舶，对船舶的排放提出了更高的要求，规定：自2020年1月1日起，船舶排放的废气中硫含量不得超过0.5％。可现如今，超过90％以上的船舶都是使用柴油机作为主动力装置，又以廉价且含硫量高的重油为主要的燃料油，燃烧重油虽然达到了减少成本的目的，但会产生大量含硫废气，对环境造成很大的影响。因此，面对如此严格的限硫令，船东们纷纷采取措施来降低废气中硫氧化物。

其中，在船舶上应用最广的脱硫方式就是在船舶上安装脱硫塔废气清洗系统(EGCS)，EGCS有开式脱硫系统、闭式脱硫系统和混合式脱硫系统，其中开式脱硫系统直接将海洋中的海水抽入到脱硫塔并在脱硫塔内实现喷淋，与流经脱硫塔的烟气发生反应，脱硫后的烟气直接排入大气，而中和了硫化物的海水溶液变成废水向下排放到大海。由于无需添加化学药剂、系统简单、易于管理等原因，开式脱硫系统成为现阶段最受欢迎的脱硫方式，目前有80％的船选用开式脱硫系统脱硫。

与此同时，船舶脱硫塔在船舶上的安装位置较高，大型散货船上脱硫塔距海平面的高度一般能达20m，再加上船舶主机功率大，因燃油而产生的废气多，所以供给脱硫塔用于洗涤废气的海水流量大，通常约为1000m³/h。对于干舷高度更高的集装箱船来说，其上脱硫塔距海平面的高度更是多达30m，大型集装箱船主机功率更大，供给脱硫塔用于洗涤废气的海水流量能超过2000m³/h。而船舶在海洋中航行时，开式脱硫系统一直是处于运行状态，因此脱硫塔中用于洗涤废气的海水中蕴含着较大的机械能。通常情况下，开式脱硫系统中洗涤废气后的废水往往从舷侧直接排入大海，其中蕴含的机械能并未得到合理有效的利用，造成了能量的浪费。因此，如若能把脱硫塔中高度较高，流量较大的脱硫废水中蕴含的大量机械能利用起来，用于船舶的喷水推进，为船舶的航行提供部分推进力，实现船舶的助航，将能减少船舶的燃油消耗，提高船舶的经济性。另外，由于目前开式脱硫系统已成为主流脱硫系统，所以上述方法有非常广阔的应用前景，实际意义更大。

发明内容

本发明针对上述提到的问题，提出了一种利用船舶脱硫废水能量的推进系统及方法，将船舶脱硫废水中蕴含的大量机械能利用起来，用于为船舶助航，从而降低船舶的能耗，提高船舶的经济性。

本发明的第一个目的是提出一种利用船舶脱硫废水能量的推进系统，该系统包括：脱硫系统、废水推进系统、废水推进管路调节系统。

所述脱硫系统包括：阀箱、海水泵、脱硫塔入口、脱硫塔、废水收集口、废水管道。

所述废水推进系统包括：软管入口、软管、废水喷管、废水喷管入口、废水喷口。

所述废水推进管路调节系统包括：球体、固定圈、转动螺杆、螺杆固定座、固定销、转轮、球体端盖。

在所述的脱硫系统中，废水收集口位于船舶脱硫塔的底部。

所述软管分别连接废水管道和废水喷管，废水管道和废水喷管都是刚性管道。