Утилизация отходящего тепла морских газовых турбин и дизельных двигателей

В статье представлены основные результаты научно-исследовательского проекта, направленного на разработку математических моделей для проектирования и моделирования комбинированных газотурбинно-паровых и дизель-паровых установок для морских применений. Цель работы заключается в повышении эффективности преобразования энергии газовых турбин и дизельных двигателей, используемых в судовых пропульсивных системах, за счет утилизации части тепловой энергии, содержащейся в выхлопных газах, с помощью специализированных установок утилизации отходящего тепла (WHR). Разработанные модели применяются для определения оптимальной конфигурации комбинированных установок с целью оптимизации, для различных применений, схемы паровой установки и характеристик компонентов установки утилизации отходящего тепла. Проведенное исследование позволило добиться значительного повышения эффективности преобразования энергии, а также улучшить другие важные показатели, включая габариты и массу установок, грузовместимость судна, экологическую совместимость, капитальные и эксплуатационные затраты. В частности, основные результаты исследования можно обобщить следующим образом: (а) количественная оценка преимуществ и ограничений применения комбинированной газопаровой (COGAS) пропульсивной системы на крупнотоннажном контейнеровозе вместо традиционного двухтактного дизельного двигателя; (б) предложение оптимизированных пропульсивных и энергетических систем с утилизацией отходящего тепла для нефтеналивного танкера, включая количественную оценку достигаемых преимуществ с точки зрения снижения расхода топлива и выбросов по сравнению с более традиционными решениями.