CN104838094A - 废热回收系统及废热回收方法 - Google Patents

废热回收系统及废热回收方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104838094A
CN104838094A CN201380058282.4A CN201380058282A CN104838094A CN 104838094 A CN104838094 A CN 104838094A CN 201380058282 A CN201380058282 A CN 201380058282A CN 104838094 A CN104838094 A CN 104838094A
Authority
CN
China
Prior art keywords
regulating valve
turbine
flow rate
engine portion
rate regulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380058282.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104838094B (zh
Inventor
市来芳弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN104838094A publication Critical patent/CN104838094A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104838094B publication Critical patent/CN104838094B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

目的在于提供一种废热回收系统及废热回收方法，即使在主发动机在低负荷区域运转的情况下，也找出可分别驱动蒸气涡轮和气体涡轮的条件而进行发电，可回收废热。废热回收系统(1)具有：对从柴油发动机(3)经由动力涡轮(7)而向废气预热器(11)供给的废气的流量进行调整的废气量调整阀(33)；对从柴油发动机(3)不经由动力涡轮(7)而向废气预热器(11)供给的废气的流量进行调整的废气旁通量调整阀(34)；根据柴油发动机(3)的扫气压力而调整废气旁通量调整阀(34)的开度、且对废气量调整阀(33)进行开闭的主发动机控制系统(43)及涡轮控制面板(44)。

Description

废热回收系统及废热回收方法
技术领域
本发明涉及一种废热回收系统及废热回收方法。
背景技术
对于船舶来说，有设置废热回收系统的情况，废热回收系统包括：柴油发动机等的主发动机、动力涡轮(气体涡轮)、蒸汽涡轮、以及废气预热器等。动力涡轮和蒸汽涡轮，将主发动机排出的废气(燃烧气体)的废气能量作为动力源进行驱动，且利用与动力涡轮和蒸汽涡轮连接的发电机进行发电。
专利文献1公开了这样的有关涡轮发电机的控制方法及装置的技术：在废热回收系统中，当需求电力减少而使发电电力成为剩余状态时，可抑制发电电力而不会浪费柴油发动机的燃料消耗。
专利文献1：日本特开2011－27053号公报
在船舶的运输中，为了降低燃料消耗，不使主发动机额定运转，而利用降低速度的减速运转来巡航。由此，可大幅度减少燃料费用。
另一方面，一般搭载在船舶上的废热回收系统是，主发动机(主机)负荷被设计在例如90％的高负荷区域。动力涡轮将来自主发动机的废气作为驱动源，例如当主发动机负荷约为50％时，废气被导入，可进行运转。
但是，在减速运转的巡航中，在主发动机负荷为50％以下的状态下使主发动机运转。因此，从主发动机排出的废气的废气温度低，故废气预热器中的蒸汽的蒸发量也少。因此，减速运转时，在废热回收系统中，不仅动力涡轮不驱动，而且驱动蒸汽涡轮而产生的发电量也少，或者蒸汽涡轮不能运转，不进行发电。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于这种问题而做成的，其目的在于，提供一种废热回收系统及废热回收方法，即使在主发动机在低负荷区域运转的情况下，也找出可分别驱动蒸气涡轮和气体涡轮的条件而进行发电，可回收废热。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的废热回收系统及废热回收方法采用如下的技术方案。
即，本发明的第1方式的废热回收系统具有：发动机部；利用从所述发动机部排出的废气而进行驱动的气体涡轮；与从所述发动机部排出的废气进行热交换而生成蒸汽的热交换部；利用由所述热交换部供给的蒸汽而进行驱动的蒸汽涡轮；对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第1流量调整阀；对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第2流量调整阀；以及对所述第1流量调整阀的开度及所述第2流量调整阀的开度进行控制的控制部，所述控制部根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度，且对所述第1流量调整阀进行开闭。
采用这种结构，在第1流量调整阀闭合、无从发动机部经由气体涡轮而向热交换部供给的废气的情况下，通过调整第2流量调整阀的开度，从而从发动机部不经由气体涡轮而向热交换部供给。其结果，即使不驱动气体涡轮时，也能由热交换部生成蒸汽，可驱动蒸汽涡轮。并且，由于根据发动机部的扫气压力来调整第2流量调整阀的开度，因此，还可确保发动机部的最低允许扫气压力。
在本发明的第1方式中，所述控制部也可以，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变高而将所述第2流量调整阀的开度调整成打开的方向，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变低而将所述第2流量调整阀的开度调整成闭合的方向。
在本发明的第1方式中，所述控制部也可以，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速小的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀闭合，且根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度。
在本发明的第1方式中，所述控制部也可以，当将所述第1流量调整阀打开时，将所述第2流量调整阀闭合。
在本发明的第1方式中，所述控制部也可以，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速大的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀打开，且无论所述发动机部的扫气压力如何，都将所述第2流量调整阀的开度闭合。
本发明的第2方式的废热回收方法，具有如下工序：驱动发动机部的工序；利用从所述发动机部排出的废气而驱动气体涡轮的工序；利用从所述发动机部排出的废气而由热交换部生成蒸汽的工序；利用由所述热交换部生成的蒸汽而驱动蒸汽涡轮的工序；对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序；以及对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序，不使废气流入所述气体涡轮，而根据所述发动机部的扫气压力，对从所述发动机部向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整。
发明的效果
采用本发明，即使在主发动机在低负荷区域运转的情况下，也找出可分别驱动蒸气涡轮和气体涡轮的条件而进行发电，可回收废热。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的废热回收系统的结构图。
图2是表示本发明一实施方式的废热回收系统的废气量调整阀和废气旁通量调整阀的开闭的时间图。
图3是表示本发明一实施方式的废热回收系统的动力涡轮及蒸汽涡轮的输出与主发动机负荷的关系的曲线图。
图4是表示本发明一实施方式的废热回收系统的主发动机的扫气压力与主发动机负荷的关系的曲线图。
图5是表示本发明一实施方式的废热回收系统的结构图。
符号说明
1   废热回收系统
3   柴油发动机(发动机部)
7   动力涡轮(气体涡轮)
9   蒸汽涡轮
11  废气预热器(热交换部)
25  发电机
33  废气量调整阀(第1流量调整阀)
34  废气旁通量调整阀(第2流量调整阀)
43  主发动机控制系统(控制部)
44  涡轮控制面板(控制部)
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1表示本发明一实施方式的废热回收系统的大致结构。在本实施方式中，作为主发动机而使用船舶推进用的柴油发动机3。
废热回收系统1具有：船舶推进用的柴油发动机(主发动机)3；由柴油发动机3的废气来驱动的废气涡轮增压机5；由从废气涡轮增压机5的上游侧抽出的柴油发动机3的废气来驱动的动力涡轮(气体涡轮)7；由柴油发动机3的废气生成蒸汽的废气预热器(废气锅炉)11；以及利用由废气预热器11生成的蒸汽来驱动的蒸汽涡轮9。
来自柴油发动机3的输出，通过推进器轴而直接或间接地与螺旋推进器连接。另外，柴油发动机3的各气缸的气缸部13的排气口与作为废气集合管的废气总管15连接，废气总管15通过第1排气管L1而与废气涡轮增压机5的涡轮部5a的入口侧连接。另外，废气总管15通过第2排气管L2(抽气通道)而与动力涡轮7的入口侧连接，废气的一部分在被供给到废气涡轮增压机5之前被供给到动力涡轮7。
另一方面，各气缸部13的进气口与进气总管17连接，进气总管17通过进气管K1而与废气涡轮增压机5的压缩机部5b连接。另外，在进气管K1上设置有空气冷却器(内部冷却器)19。
废气涡轮增压机5包括：涡轮部5a；压缩机部5b；以及将涡轮部5a和压缩机部5b连结起来的旋转轴5c。
动力涡轮7由通过第2排气管L2从废气总管15抽出的废气来旋转驱动。另外，蒸汽涡轮9被供给有由废气预热器11生成的蒸汽而被旋转驱动。
该废气预热器11被导入：从废气涡轮增压机5的涡轮部5a的出口侧通过第3排气管L3而排出的废气、以及从动力涡轮7的出口侧通过第4排气管L4而排出的废气。废气预热器11中的热交换部21，因废气的热量而使通过进水管23供给的水蒸发而产生蒸汽。并且，由废气预热器11生成的蒸汽通过第1蒸汽管J1而被导入蒸汽涡轮9，另外，蒸汽涡轮9中做功结束后的蒸汽由第2蒸汽管J2排出并被导入未图示的冷凝器(复水器)。
动力涡轮7和蒸汽涡轮9串联结合而驱动发电机25。蒸汽涡轮9的旋转轴29通过未图示的减速机及耦合器而与发电机25连接。另外，动力涡轮7的旋转轴27通过未图示的减速机及离合器31而与蒸汽涡轮9的旋转轴29连结。作为离合器31，使用在规定的转速下将轴和轴连接或分离的离合器，例如适合使用SSS(同步自脱离合器：Synchro-Self-Shifting)离合器。另外，动力涡轮7和蒸汽涡轮9也可不是串联结合，而是动力涡轮7和蒸汽涡轮9分别连接发电机。
另外，第2排气管L2设有：对导入动力涡轮7的废气的气体量进行控制的废气量调整阀33；以及在异常时将废气向动力涡轮7的供给切断的异常停止用紧急切断阀35。另外，废气旁通管L5从第2排气管L2分歧设置，且与第4排气管L4合流。在废气旁通管L5上设置有废气旁通量调整阀34。另外，在废气旁通量调整阀34的下游侧，设有例如节流孔40等的节流机构，控制废气旁通管L5中流动的废气的流量。废气旁通量调整阀34被控制成，柴油发动机3的扫气压力维持最低允许扫气压力。这里，所谓的最低允许扫气压力，是指根据发动机负荷而预先设定的必要最低的扫气压力，是柴油发动机3的燃料燃烧所必须的扫气压力。具体来说，柴油发动机3的扫气压力始终被检测，废气旁通量调整阀34被控制成，可确保根据发动机负荷而预先设定的最低允许扫气压力。在减速运转时，通过将废气旁通量调整阀34调整成打开的状态，从而不经由动力涡轮7，而增加向废气预热器11排出的废气量。其结果，使废气预热器11中的蒸发量增加，可在低负荷运转时使蒸汽涡轮9提早开始起动。另外，在低负荷运转时可增加发电机25的发电量。
此外，在第1蒸汽管J1上设置有：对导入蒸汽涡轮9的蒸汽量进行控制的蒸汽量调整阀37；以及在异常时将蒸汽向蒸汽涡轮9的供给切断的异常停止用紧急切断阀39。上述的废气量调整阀33、废气旁通量调整阀34及蒸汽量调整阀37的开度，由控制装置43控制。
如上所述，发电机25将船舶推进用的柴油发动机3的废气(燃烧气体)的废气能量作为动力而被驱动，构成废气能量回收装置。
接着，参照图2及图3来说明废气旁通量的调整及动力涡轮7或蒸汽涡轮9的运转。
为了起动动力涡轮7，必须使动力涡轮7上升至蒸汽涡轮9的转速。另外，动力涡轮7在运转时需要为最小负荷。动力涡轮7要开始输出，需要大量的废气量，在某种程度上主发动机(主机)负荷需要较高。
因此，在动力涡轮7的转速为蒸汽涡轮9的转速以上的状态下，通过打开废气量调整阀33，将废气向动力涡轮供给，从而动力涡轮7开始输出。
例如，在进行主发动机负荷超过50％的运转、动力涡轮7的转速上升至蒸汽涡轮9的转速的情况下，起动动力涡轮7。另外，下面对使动力涡轮7开始起动的主发动机负荷为50％的情况进行说明，但本发明不限于这种例子，也可适用于例如为45％等比50％低的情况。
当从主发动机负荷低于50％的状态到达主发动机负荷为50％时，通过打开废气量调整阀33，从而使动力涡轮7开始运转。并且，如图3所示，无论主发动机负荷如何上升，供给于动力涡轮7的废气量保持为一定，以使动力涡轮7的输出为一定，除此以外的废气量被送到废气涡轮增压机5的涡轮部5a。这里，供给于动力涡轮7的废气量也可是一定量以将控制简便化，为了使整体的能量平衡最佳，由涡轮控制面板44调整为规定流量。
另外，为了获得主发动机的废气利用的稳定性，在主发动机负荷为50％以上时，废气旁通量调整阀34被维持成闭合状态。
在主发动机负荷为50％以上时，废气预热器11被导入这二种废气：从废气涡轮增压机5的涡轮部5a的出口侧通过第3排气管L3而排出的废气；以及从动力涡轮7的出口侧通过第4排气管L4而排出的废气。并且，由废气预热器11生成的蒸汽被导入蒸汽涡轮9，对蒸汽涡轮9进行驱动。
另一方面，当主发动机负荷从高状态成为小于50％时，从主发动机控制系统43向涡轮控制面板44发送限制废气量调整阀33打开的信号，废气量调整阀33被闭合，停止向动力涡轮7供给废气。其结果，如图3所示，动力涡轮7的输出为0(零)。另外，从涡轮控制面板44向主发动机控制系统43发送要求打开废气旁通量调整阀34的信号，废气旁通量调整阀34被打开。
并且，当主发动机负荷小于50％时，为了使柴油发动机3的扫气压力维持最低允许扫气压力，利用主发动机控制系统43来调整废气旁通量调整阀34的开度(参照图4)。这里，主发动机控制系统43及涡轮控制面板44是控制部的一个例子。
其结果，废气预热器11被导入这二种废气：从废气涡轮增压机5的涡轮部5a的出口侧通过第3排气管L3而排出的废气；以及通过设有废气旁通量调整阀34的废气旁通管L5而排出的废气。并且，由废气预热器11生成的蒸汽被导入蒸汽涡轮9，对蒸汽涡轮9进行驱动。
因此，通过打开废气旁通量调整阀34，从而使废气预热器11中的蒸汽的蒸发量增加，可在低负荷运转时对蒸汽涡轮9进行驱动。
例如，当主发动机负荷从低于25％的状态成为25％以上时，为了使柴油发动机3的扫气压力维持最低允许扫气压力，通过主发动机控制系统43使废气旁通量调整阀34开始打开。由此，不会使柴油发动机3的扫气压力低于最低允许扫气压力，且可将废气导入废气预热器11。其结果，即使在低负荷运转时，也可驱动蒸汽涡轮9来进行发电。
在主发动机负荷为25％以上、小于50％时，在运转时，柴油发动机3的扫气压力始终被检测，且废气旁通量调整阀34被控制成，可确保根据主发动机负荷而预先设定的最低允许扫气压力。即，对废气涡轮增压机5的压缩机部5b的出口的空气压力判断是否富余。并且，根据压缩机部5b出口的空气压力的富余度来调整废气旁通量调整阀34的开度。
另一方面，当主发动机负荷从比25％高的状态成为小于25％时，废气旁通量调整阀34被闭合。其结果，柴油发动机3的扫气压力被维持成比最低允许扫气压力高的状态。
以往，在低负荷运转时，在利用设于废气旁通管L5的阀的情况下，不调整开度，而仅切换打开或闭合。例如，为了在柴油发动机3中确保最低允许扫气压力，当主发动机负荷例如约为35％时，才能够将设于废气旁通管L5的阀打开。
相反，在本实施方式中，设在废气旁通管L5上的废气旁通量调整阀34可对开度进行调整。并且，废气旁通量调整阀34被控制成，柴发动油机3的扫气压力可维持最低允许扫气压力。因此，即使主发动机负荷例如约为25％，也可将废气通过废气旁通管L5排出到废气预热器11。其结果，可在主发动机负荷比以往低的状态下，对蒸汽涡轮9进行驱动。在主负荷发动机从0或接近0的状态增加的情况下，可比以往提前使蒸汽涡轮9开始起动，可使低负荷运转时的蒸汽涡轮9所产生的发电量增加。
如上所述，以往在减速巡航时，因废气温度低而不能驱动蒸汽涡轮9进行发电机25的发电，但采用本实施方式，能将从排气总管15抽出的高温废气导入废气预热器11。并且，由于从排气总管15抽出的废气量由废气旁通量调整阀34控制，因此，可将柴油发动机3的扫气压力维持得比最低允许扫气压力高。另外，相比于以往，可使减速巡航时的废气预热器11中的蒸汽蒸发量显著增加，因此，即使在减速运转时也能提高蒸汽涡轮9的发电能力。
另外，在本实施方式中，当主发动机负荷例如约为50％以上时，将废气量调整阀33打开，将废气旁通量调整阀34闭合。因此，可获得从柴油发动机3抽出废气的抽气使用的稳定性。
另外，在图1所示的例子中，对废气旁通管L5与第4排气管L4连接的情况作了说明，但本发明并不限于此。例如，如图5所示，也可使废气旁通管L5与第3排气管L3连接，不经由动力涡轮7的废气通过废气旁通管L5和第3排气管L3而供给到废气预热器11。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种废热回收系统，其特征在于，具有：
发动机部；
利用从所述发动机部排出的废气而进行驱动的气体涡轮；
与从所述发动机部排出的废气进行热交换而生成蒸汽的热交换部；
利用由所述热交换部供给的蒸汽而进行驱动的蒸汽涡轮；
对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第1流量调整阀；
对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第2流量调整阀；以及
对所述第1流量调整阀的开度及所述第2流量调整阀的开度进行控制的控制部，
所述控制部，当将所述第1流量调整阀闭合时，根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度，以能够确保所述发动机部的最低允许扫气压力。
2.如权利要求1所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变高而将所述第2流量调整阀的开度调整成打开的方向，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变低而将所述第2流量调整阀的开度调整成闭合的方向。
3.如权利要求1或2所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速小的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀闭合，且根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，当将所述第1流量调整阀打开时，将所述第2流量调整阀闭合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速大的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀打开，且无论所述发动机部的扫气压力如何，都将所述第2流量调整阀的开度闭合。
6.(修改后)一种废热回收方法，其特征在于，具有如下工序：
驱动发动机部的工序；
利用从所述发动机部排出的废气而驱动气体涡轮的工序；
利用从所述发动机部排出的废气而由热交换部生成蒸汽的工序；
利用由所述热交换部生成的蒸汽而驱动蒸汽涡轮的工序；
对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序；以及
对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序，
不使废气流入所述气体涡轮，而根据所述发动机部的扫气压力，对从所述发动机部向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整，以能够确保所述发动机部的最低允许扫气压力。

Claims (6)

1.一种废热回收系统，其特征在于，具有：
发动机部；
利用从所述发动机部排出的废气而进行驱动的气体涡轮；
与从所述发动机部排出的废气进行热交换而生成蒸汽的热交换部；
利用由所述热交换部供给的蒸汽而进行驱动的蒸汽涡轮；
对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第1流量调整阀；
对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的第2流量调整阀；以及
对所述第1流量调整阀的开度及所述第2流量调整阀的开度进行控制的控制部，
所述控制部根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度，且对所述第1流量调整阀进行开闭。
2.如权利要求1所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变高而将所述第2流量调整阀的开度调整成打开的方向，当将所述第1流量调整阀闭合时，随着所述发动机部的扫气压力变低而将所述第2流量调整阀的开度调整成闭合的方向。
3.如权利要求1或2所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速小的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀闭合，且根据所述发动机部的扫气压力而调整所述第2流量调整阀的开度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，当将所述第1流量调整阀打开时，将所述第2流量调整阀闭合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的废热回收系统，其特征在于，
所述控制部，在所述气体涡轮的转速比所述蒸汽涡轮的转速大的发动机负荷区域，将所述第1流量控制阀打开，且无论所述发动机部的扫气压力如何，都将所述第2流量调整阀的开度闭合。
6.一种废热回收方法，其特征在于，具有如下工序：
驱动发动机部的工序；
利用从所述发动机部排出的废气而驱动气体涡轮的工序；
利用从所述发动机部排出的废气而由热交换部生成蒸汽的工序；
利用由所述热交换部生成的蒸汽而驱动蒸汽涡轮的工序；
对从所述发动机部经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序；以及
对从所述发动机部不经由所述气体涡轮而向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整的工序，
不使废气流入所述气体涡轮，而根据所述发动机部的扫气压力，对从所述发动机部向所述热交换部供给的所述废气的流量进行调整。
CN201380058282.4A 2012-12-14 2013-07-12 废热回收系统及废热回收方法 Active CN104838094B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012273877A JP5563052B2 (ja) 2012-12-14 2012-12-14 排熱回収システム及び排熱回収方法
JP2012-273877 2012-12-14
PCT/JP2013/069118 WO2014091786A1 (ja) 2012-12-14 2013-07-12 排熱回収システム及び排熱回収方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104838094A true CN104838094A (zh) 2015-08-12
CN104838094B CN104838094B (zh) 2016-09-14

Family

ID=50934089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380058282.4A Active CN104838094B (zh) 2012-12-14 2013-07-12 废热回收系统及废热回收方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2921659B1 (zh)
JP (1) JP5563052B2 (zh)
KR (1) KR101692173B1 (zh)
CN (1) CN104838094B (zh)
WO (1) WO2014091786A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111570089A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 上海必修福企业管理有限公司 尾热发电装置及方法
CN113286936A (zh) * 2019-02-21 2021-08-20 日本日联海洋株式会社 能量回收装置和它的控制方法以及具备它的船舶
CN114876630A (zh) * 2022-01-25 2022-08-09 侯杰 一种高效中冷增压的涡轮增压器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6869780B2 (ja) * 2017-03-31 2021-05-12 三菱重工業株式会社 廃棄物処理プラント及び廃棄物処理プラントの運転方法
CN107387217A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 中国船舶重工集团公司第七研究所 动力涡轮发电装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062607A (ja) * 1992-06-17 1994-01-11 Nippondenso Co Ltd エンジンのノック検出装置
JP2011148399A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶および船舶の運用方法
JP2012047094A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用脱硝システムおよびこれを備えた船舶ならびに舶用脱硝システムの制御方法
CN102422000A (zh) * 2009-06-25 2012-04-18 三菱重工业株式会社 发动机排气能量回收装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62607A (ja) * 1985-06-27 1987-01-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 動力発生プラント
JP5138643B2 (ja) 2009-07-28 2013-02-06 三菱重工業株式会社 タービン発電機、タービン発電機の制御方法、制御装置、および該タービン発電機を備えた船舶
JP5155977B2 (ja) * 2009-09-30 2013-03-06 三菱重工業株式会社 発電システムの制御装置および発電システムならびに発電システムの制御方法
JP5155980B2 (ja) * 2009-10-23 2013-03-06 三菱重工業株式会社 ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH062607A (ja) * 1992-06-17 1994-01-11 Nippondenso Co Ltd エンジンのノック検出装置
CN102422000A (zh) * 2009-06-25 2012-04-18 三菱重工业株式会社 发动机排气能量回收装置
JP2011148399A (ja) * 2010-01-21 2011-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 船舶および船舶の運用方法
JP2012047094A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用脱硝システムおよびこれを備えた船舶ならびに舶用脱硝システムの制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111570089A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 上海必修福企业管理有限公司 尾热发电装置及方法
CN113286936A (zh) * 2019-02-21 2021-08-20 日本日联海洋株式会社 能量回收装置和它的控制方法以及具备它的船舶
CN113286936B (zh) * 2019-02-21 2023-02-21 日本日联海洋株式会社 能量回收装置的控制方法
CN114876630A (zh) * 2022-01-25 2022-08-09 侯杰 一种高效中冷增压的涡轮增压器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014118864A (ja) 2014-06-30
EP2921659B1 (en) 2017-03-29
WO2014091786A1 (ja) 2014-06-19
CN104838094B (zh) 2016-09-14
EP2921659A4 (en) 2015-12-23
JP5563052B2 (ja) 2014-07-30
KR101692173B1 (ko) 2017-01-02
EP2921659A1 (en) 2015-09-23
KR20150065895A (ko) 2015-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102482950B (zh) 发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法
KR101234466B1 (ko) 터보 컴파운드 시스템 및 그 운전 방법
KR101422990B1 (ko) 발전 플랜트 설비 및 이것을 구비한 선박 그리고 발전 플랜트 설비의 운전 방법
Schmid Less emissions through waste heat recovery
CN104838094A (zh) 废热回收系统及废热回收方法
EP2636876A1 (en) Apparatus for recovering engine exhaust gas energy
KR101312793B1 (ko) 터빈 발전기의 제어 방법 및 장치
JP5138643B2 (ja) タービン発電機、タービン発電機の制御方法、制御装置、および該タービン発電機を備えた船舶
CN104487661B (zh) 内燃机系统及具备该内燃机系统的船舶以及内燃机系统的运行方法
CN102301105B (zh) 用于控制涡轮机效率的方法和设备
JP2011027053A5 (zh)
US6125631A (en) Method and arrangement for a combination power plant
JP2013029111A (ja) 発電方法、タービン発電機、タービン発電機の制御方法、制御装置、および該タービン発電機を備えた船舶
US20150345378A1 (en) Method for the Operation of an Internal Combustion Engine
JP6090898B2 (ja) 内燃機関システムおよびこれを備えた船舶ならびに内燃機関システムの制御方法
CN206092545U (zh) 一种基于废气利用的相继增压柴油机液压装置
CN105864125B (zh) 一种基于废气利用的相继增压柴油机液压装置及控制方法
JP5675932B2 (ja) 発電方法、タービン発電機、タービン発電機の制御方法、制御装置、および該タービン発電機を備えた船舶
CN211448826U (zh) 一种废气涡轮增压器旁通阀控制装置
KR20140124517A (ko) 터보차저 성능 보완시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant