[发明专利]船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略

摘要

本发明公开了船用柴油机再循环废气余热联合回收系统及控制策略，属于船用柴油机废气处理技术领域。回收系统由主机系统、EGR系统、余热回收系统、涡轮增压系统组成。一部分废气进入EGR系统，这部分废气在与新鲜空气混合之前完成两次换热，之后进入扫气箱，与新鲜空气混合；另外一部分废气则进入余热回收系统，其中一部分进入废气动力涡轮中，驱动动力涡轮发电，另一部分进入涡轮增压器中，用来压缩新鲜空气。该策略能够有效回收主机各部分余热，提高整个系统的能量利用效率，并根据运行工况的不同，采用不同的控制策略，确保整个系统在各个工况下都具有较高的能量利用效率，降低系统的运营成本。

主权项

1.船用柴油机再循环废气余热联合回收系统，其特征在于，由主机系统、EGR系统、余热回收系统、涡轮增压系统组成；其中，主机系统包括柴油机主机(1)、排气箱(2)；EGR系统包括扫气箱(16)、阀组四(21)、第三回路过热器(22)、高压EGR(23)、低压EGR(24)、第三回路蒸发器(25)；余热回收系统包括高压回路过热器(6)、高压回路蒸发器(7)、低压回路过热器(8)、低压回路蒸发器(9)、高压回路汽轮机(10)、低压回路汽轮机(11)、第三回路汽轮机(12)、冷凝器(13)、缸套水换热器(14)、空冷器(15)、阀组二(17)、阀组三(18)、闪蒸罐(19)、溢流阀(20)、阀组五(26)、阀组六(27)、低压回路汽包(28)、阀组七(29)、阀组八(30)、高压回路汽包(31)、阀组九(32)、阀组十(33)、阀组十一(34)；涡轮增压系统包括阀组一(3)、动力涡轮(4)、涡轮增压器(5)；主机系统与EGR系统通过阀组四(21)、扫气箱(16)形成回路，主机系统与涡轮增压系统通过阀组一(3)连接，EGR系统的高压EGR(23)、低压EGR(24)、第三回路蒸发器(25)分别与余热回收系统的高压回路过热器(6)、低压回路过热器(8)、低压回路蒸发器(9)连接，EGR系统的扫气箱(16)与余热回收系统连接；涡轮增压系统的动力涡轮(4)、涡轮增压器(5)与余热回收系统的高压回路过热器(6)连接；所述的余热回收系统由高压回路、低圧回路、第三回路和附加支路四部分组成；高压回路为：第三回路蒸发器(25)通过阀组六(27)与高压回路汽包(31)连接，高压回路汽包(31)与高压回路蒸发器(7)形成回路，高压回路汽包(31)通过阀组九(32)分别与高压回路过热器(6)和高压EGR(23)连接，高压回路过热器(6)和高压EGR(23)与阀组十(33)连接，阀组十(33)与高压回路汽轮机(10)连接，高压回路汽轮机(10)与冷凝器(13)连接；低压回路为：第三回路蒸发器(25)通过阀组五(26)与低压回路汽包(28)连接，低压回路汽包(28)与低压回路蒸发器(9)形成回路，低压回路汽包(28)通过阀组七(29)分别与低压回路过热器(8)和低压EGR(24)连接，低压回路过热器(8)和低压EGR(24)与阀组八(30)连接，阀组八(30)与低压回路汽轮机(11)连接，低压回路汽轮机(11)与冷凝器(13)连接；第三回路为：第三回路蒸发器(25)、第三回路过热器(22)和第三回路汽轮机(12)顺次连接，第三回路汽轮机(12)与冷凝器(13)连接；附加支路为：冷凝器(13)与缸套水换热器(14)连接，缸套水换热器(14)与空冷器(15)连接，根据主机运行工况的不同，工质在空冷器(15)通过阀组三(18)与闪蒸罐(19)连接；或者空冷器(15)通过阀组二(17)与阀组五(26)连接；或者空冷器(15)通过阀组二(17)、溢流阀(20)与闪蒸罐(19)连接。