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在当前能源日益紧缺的大背景下，节能减排已经成为航运企业和科研工作者的重要研究目标。对于大型低速二冲程船舶柴油机来说，利用以蒸汽朗肯循环（Steam Rankine Cycle,SRC）、有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）、卡琳娜循环（Kalina Cycle，KC）及各类联合循环为代表的热力循环对柴油机烟气进行余热回收发电已初步应用于工程领域且具有很高的行业前景。这几种循环都利用特殊工质与主机排气进行换热，经汽轮机将热能转化成机械能进而由发电机发电。以它们为应用原理的余热回收系统效率高、成本低，针对不同品位热源，各具优势，在实现船舶主机余热梯级回收发电领域具有广阔前景。
本文以CMD MAN B&W-8S90ME-C10.2型低速二冲程船用柴油机为目标主机，探究可用于进行排气余热回收发电的联合热力循环系统，以实现目标主机的能源高效利用。本文的主要工作及成果如下：
（1）针对SRC、ORC和KC，利用Ebsilon软件分别建立了针对不同热源类型、不同热源温度的仿真模型，为后续仿真分析提供了模型基础。
（2）利用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）分析仿真数据，构建了评价330~500℃烟气热源SRC、70~190℃热水热源ORC、180~315℃烟气热源KC和172~250℃热水热源KC的综合评价指标体系，为参数分析及联合循环系统组合优化提供了评价标准。
（3）根据正交试验法（Orthogonal Test,OT）原理，选定五种影响循环效率的特征参数，针对三种循环，横向对比了各特征参数在固定热源温度下对循环效率的影响权重，纵向分析了单一特征参数随热源温度不同而产生的权重变化，为各循环及联合循环系统的参数调整提供了参考依据。
（4）以各温度热源余热梯级利用为导向，以最大发电功率为目标选择循环，同种循环比较综合评价指标不同循环比较发电效率，优化分析针对目标主机的联合热力循环系统，实现目标主机烟气余热梯级回收发电最优化组合。
本文的研究成果探索了针对低速二冲程船用柴油机余热发电的联合热力循环系统优化组合，有利于实现船舶主机排气余热的梯级回收发电，服务于船舶的节能和高效运行。
本文以CMD MAN B&W-8S90ME-C10.2型低速二冲程船用柴油机为目标主机，探究可用于进行排气余热回收发电的联合热力循环系统，以实现目标主机的能源高效利用。本文的主要工作及成果如下：
（1）针对SRC、ORC和KC，利用Ebsilon软件分别建立了针对不同热源类型、不同热源温度的仿真模型，为后续仿真分析提供了模型基础。
（2）利用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）分析仿真数据，构建了评价330~500℃烟气热源SRC、70~190℃热水热源ORC、180~315℃烟气热源KC和172~250℃热水热源KC的综合评价指标体系，为参数分析及联合循环系统组合优化提供了评价标准。
（3）根据正交试验法（Orthogonal Test,OT）原理，选定五种影响循环效率的特征参数，针对三种循环，横向对比了各特征参数在固定热源温度下对循环效率的影响权重，纵向分析了单一特征参数随热源温度不同而产生的权重变化，为各循环及联合循环系统的参数调整提供了参考依据。
（4）以各温度热源余热梯级利用为导向，以最大发电功率为目标选择循环，同种循环比较综合评价指标不同循环比较发电效率，优化分析针对目标主机的联合热力循环系统，实现目标主机烟气余热梯级回收发电最优化组合。
本文的研究成果探索了针对低速二冲程船用柴油机余热发电的联合热力循环系统优化组合，有利于实现船舶主机排气余热的梯级回收发电，服务于船舶的节能和高效运行。