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进入21世纪以来,船舶的发展日新月异,在能源日益消耗和环境急剧恶化的今天,船舶的节能与减排工作已成为当前较为严峻和棘手的问题。目前,我国船舶行业相关技术的研究工作明显落后,存在对船舶行业热力系统内部能耗分布尤其(火用)流分布情况不清晰、节能潜力挖掘不够等问题。因此,研究不同工况下船舶能量消耗(火用)流分布规律,利用有效能手段找出船舶用能的薄弱环节,开发船舶热力系统(火用)分析软件,进行能量(火用)分布及节能方案研究具有重要意义。本文采用平均值、容积法原理,建立基于配气相位和Seiliger循环的船舶柴油机缸内过程及总能热力系统的热力性能和全船(火用)分析数学模型,开发船舶总能热力系统热力性能计算及(火用)分析软件。以典型75,000 DWT原油轮MAN B&W 7L16/24型发电柴油机系统为研究对象,通过软件平台,分别计算和验证了在50%~100%间6个不同工况下,柴油机的关键热力性能参数。以系列油船48,000 DWT、72,000 DWT、75,000 DWT为研究对象,在主机额定功率(简称SMCR)工况、不同主机工况及不同船舶运行状态下,重点分析了全船总能系统及子系统(火用)分布情况,并据此提出了一定节能改进措施和节能方案。在50%、60%、70%、80%、90%、100%6个工况下,柴油机关键性能参数的计算误差均在3%以内,验证了热力性能计算和(火用)分析数学模型及软件程序开发的准确性。75,000 DWT原油轮在SMCR稳态工况下,总能热力系统的(火用)效率为48.26%,其中,主机输出功率占42.99%,电站系统电功率占4.61%,余热锅炉回收后蒸汽有效利用热量(火用)占0.37%,主机系统制淡回收热量(火用)占0.28%。总能系统主要(火用)损失为主机和电站系统柴油机缸内(火用)损失,分别为33.03%和5.62%,占总能系统总(火用)损失的71.14%。主机在不同工况下其结果表明,在高于70%负荷,总能热力系统(火用)分析结果与在SMCR稳态工况下相近,(火用)效率48%左右;在负荷70%时,(火用)效率44%左右,随着负荷降低而逐渐减小。对于不同吨位系列油船,正常航行时(火用)效率最高,为44%~48%,装卸和洗舱时,(火用)效率为15%~18%,此时全船能量损失主要集中在热站系统。船舶总能热力系统(火用)分析研究,可帮助船舶设计和管理人员有效把握船舶用能的薄弱环节,为船舶节能技术和措施的实施指明方向。