[发明专利]一种基于功率的船舶低速柴油机余热综合回收系统控制方法

摘要

本发明的目的在于提供一种基于功率的船舶低速柴油机余热综合回收系统控制方法，其结构组成包括余热锅炉、动力涡轮发电单元、汽轮机发电单元和有机工质汽轮机发电单元等，根据柴油机功率——包括推进功率和轴发功率，由控制系统的能力管理装置协调组合余热锅炉、动力涡轮发电单元、汽轮机发电单元、有机工质汽轮机发电单元分区段启动各余热回收单元并依据柴油机负荷标定的发电单元功率曲线调节余热发电功率。本发明采用分区段控制方式，可以根据柴油机运行在不同功率区段时的废气能量采用不同的回收措施，可提高余热回收利用效率。

主权项

1.一种基于功率的船舶低速柴油机余热综合回收系统控制方法，其特征是：船用低速柴油机的排气管分别连接动力涡轮以及涡轮增压器的涡轮，涡轮增压器的涡轮连接余热锅炉，余热锅炉分别连接汽轮机和有机工质汽轮机，动力涡轮、有机工质汽轮机、汽轮机分别连接发电机，涡轮增压器还连接旁通烟道；预先设定柴油机P1‑P8八个运行功率值，根据柴油机功率Peng将柴油机分为第一区段‑第五区段五个运行区段，柴油机功率Peng包括螺旋桨推进功率Pprep和轴带发电机发电功率Pgen，对于定转速变距桨，推进功率Pprep取决于螺旋桨螺距Mprep，即Pprep＝f(Mprep)；轴带发电机发电功率Pgen用轴带发电机输出电压Ugen和轴带发电机输出电流Igen的乘积表示，即：Pgen＝Ugen×Igen；柴油机功率Peng＝Pprep+Pgen＝f(Mprep)+Ugen×Igen；测量螺旋桨螺距Mprep和轴带发电机输出电压Ugen和轴带发电机输出电流Igen获得当前时刻柴油机功率Peng：第一区段为柴油机启动与轻载运行区段，在柴油机启动后功率小于设定值P1，或者降功率后功率低于设定值P8时，柴油机排气经涡轮增压器后由旁通烟道排出；第二区段为锅炉工作区段，在柴油机功率增加阶段当功率超过设定值P1时，关闭旁通烟道启动余热锅炉，涡轮增压器排气经余热锅炉对炉水进行加热，涡轮增压器排气依次流经余热锅炉各段换热器后，由余热锅炉出口烟道排入大气；在柴油机功率减小阶段当功率低于设定值P8时，关闭余热锅炉并打开旁通烟道；第三区段为有机工质发电单元运行区段，在柴油机功率增加阶段当功率超过设定值P2时，有机工质汽轮机启动；当炉水温度超过设定温度值Tw1时，余热锅炉炉水通过有机工质蒸发器的换热使有机工质汽轮机做功；在柴油机功率减小阶段当功率低于设定值P7或当炉水温度低于设定温度值Tw2时，关闭有机工质汽轮机；第四区段为汽轮机发电单元运行区段，在柴油机功率增加阶段当功率超过设定值P3时，汽轮机启动；当余热锅炉蒸汽温度超过设定值Ts1时，蒸汽通过汽轮机推动发电机发电；在柴油机功率减小阶段当功率低于设定值P6或当余热锅炉蒸汽温度低于设定值Ts2时，关闭汽轮机；第五区段为动力涡轮发电单元运行区段，在柴油机功率增加阶段当功率超过设定值P4时，动力涡轮启动；当柴油机排气压力超过设定压力值Pe1时，柴油机的部分排气直接通过动力涡轮从而带动发电机发电，做功后的废气与涡轮增压器排气混合后进入余热锅炉烟道；在柴油机功率减小阶段当功率低于设定值P5或当柴油机排气压力低于设定压力值Pe1时，关闭动力涡轮；设定值P8低于设定值P1；设定值P7低于设定值P2；设定值P6低于设定值P3；设定值P5低于设定值P4。