[发明专利]一种利用船舶余热生产压缩空气的系统

说明书

本发明公开了一种利用船舶余热生产压缩空气的系统，属于船舶建造技术领域。该系统包括动力子系统和压缩子系统，所述动力子系统包括蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和增压泵，所述蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和增压泵构成一循环回路，依靠缸套水对工质进行加热，进而驱动透平膨胀机转动，所述压缩子系统包括压缩机、空气瓶和供气管道，所述压缩机与透平膨胀机通过联轴器连接，所述压缩机的进气口与外界空气管道相连通，所述压缩机的出气口与空气瓶的进气口通过压缩空气管道相连通，所述空气瓶的出气口与供气管道相连通。该系统利用船舶主机和/或辅机的缸套水的余热以及废热锅炉和/或经济器的余热产生压缩空气，具有良好的节能增效效果。

技术领域

本发明属于船舶建造技术领域，特别是涉及一种利用船舶余热生产压缩空气的系统。

背景技术

船舶是各国贸易往来的主要运输工具，在全球经济发展中起到非常重要的作用。据统计，世界上90%以上的进出口商品是通过船舶运输的。而常规商用运输船舶的主要推进动力以柴油机为主。

目前，船用柴油机燃烧所产生的热量中，仅有50%的功率用于轴系推进或发电；其余50%的热量被压缩空气、缸套水和废气等所带走，其中缸套水占5.2%、废气占25.5%。有大量的余热可以挖掘利用。

近年来，气膜减阻技术兴起，气膜减阻技术是指通过在船体底部喷射压缩空气使船体与海水间形成空气膜，从而获得空气润滑效果，减少船体与水的摩擦阻力，从而降低燃料消耗。空气润滑系统可以为扁平底部的船舶提供3%~8%的节能效果，该系统的应用需要船舶上能够提供大流量的低压压缩空气。

如何充分利用船舶主、辅机系统中的余热能量，并为达到低成本节能增效的目标，成为船舶建造过程中亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用船舶余热生产压缩空气的系统，用于解决现有船舶中余热浪费严重的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用船舶余热生产压缩空气的系统，包括动力子系统和压缩子系统，所述动力子系统包括蒸发器、透平膨胀机、冷凝器和增压泵，所述蒸发器上设有热源出口和热源进口，所述蒸发器的工质出口通过管道连接至透平膨胀机的进气口，所述透平膨胀机的出气口通过管道连接至冷凝器的进口，所述冷凝器的出口通过管道连接至增压泵的进口，所述增压泵的出口通过管道连接至蒸发器的工质进口，所述热源进口连接有缸套水进管，所述热源出口连接有缸套水回管，缸套水依次通过缸套水进管和热源进口进入到蒸发器内，对蒸发器内的工质进行加热，对蒸发器内的工质加热后的缸套水依次通过热源出口和缸套水回管流出该系统，所述压缩子系统包括压缩机、空气瓶和供气管道，所述压缩机与透平膨胀机通过联轴器连接，所述压缩机的进气口与外界空气管道相连通，所述压缩机的出气口与空气瓶的进气口通过压缩空气管道相连通，所述空气瓶的出气口与供气管道相连通。

在蒸发器内，工质被缸套水加热蒸发转化为气态，呈气态的工质依次蒸发器的工质出口和透平膨胀机的进气口，蒸汽在透平膨胀机内膨胀，从而推动透平膨胀机的转轴转动，呈气态的工质在透平膨胀机内膨胀做功后，经过透平膨胀机的出气口进入到冷凝器的进口，呈气态的工质在冷凝器内被降温冷凝，降温冷凝后的工质经过增压泵进入到蒸发器内进入下一个循环。透平膨胀机带动压缩机转动，压缩机将来自外界空气管道的空气进行压缩，然后通过压缩空气管道输送至空气瓶并经过供气管道向外界提供压缩空气。

该系统利用缸套水来使工质升温蒸发，有效的利用了船舶内的废热，具有良好的经济效益。

外界空气管道为船舶上的空气总管，或者外界空气管道为取风口与压缩机之间的连通管道。