[go: up one dir, main page]

RU2340785C1 - Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect - Google Patents

Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect Download PDF

Info

Publication number
RU2340785C1
RU2340785C1 RU2007120967/06A RU2007120967A RU2340785C1 RU 2340785 C1 RU2340785 C1 RU 2340785C1 RU 2007120967/06 A RU2007120967/06 A RU 2007120967/06A RU 2007120967 A RU2007120967 A RU 2007120967A RU 2340785 C1 RU2340785 C1 RU 2340785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
recovery boiler
ship
heat
boiler
coils
Prior art date
Application number
RU2007120967/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Слесаренко (RU)
Владимир Николаевич Слесаренко
Андрей Александрович Панасенко (RU)
Андрей Александрович Панасенко
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского
Priority to RU2007120967/06A priority Critical patent/RU2340785C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2340785C1 publication Critical patent/RU2340785C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to ship building and power engineering. Proposed method consists in guiding the ship main internal combustion engine exhaust gases via the engines turbo compressors into waste-heat recovery boiler whereto heat carrier is fed from the steam separator for it to be heated by the aforesaid gases and in feeding the steam formed in the boiler evaporation pipes into the steam separator. Here note that the ship main engine exhaust gases are forced into the exhaust pipe, their temperature behind the aforesaid waste-heat recovery boiler is kept, in all operating ranges, not less than 160°C. In compliance with this invention, given the reduction of the main engine output or the ship auxiliary loads heat consumption drop, the boiler evaporation pipe water heat carrier is replaced with an air heat carrier. For this, the boiler evaporation pipes are, first, disconnected from the steam separator by appropriate shut-off valves, the boiler evaporation pipe water heat carrier is dried off for the pipes to receive air heat carrier by communicating them with air reservoir communicating, in its turn, with the ship compressed air system. Then, air heat carrier is heated by exhaust gases in the waste-heat recovery boiler to be fed into heat exchanger for sea and mineral water desalination. Note here that brine and hot air resulted at the desalination apparatus outlet are used for ship service purposes while generated steam is fed into separator for its condensation. The proposed device incorporates additionally a heat exchanger for water desalination, a compressed air reservoir communicating with the ship compressed air system. Note here that the said reservoir outlet communicates via pressure control and shut-off valves with the waste-heat recovery boiler feed pipeline at the section between its coils and shut-off valve. The boiler coil discharge pipeline at the section between the boiler shut-off valve and coils communicates via the said shutoff valve with the said desalination heat exchanger heat carrier inlet. Note also that the boiler coils are furnished with devices to remove working heat carrier and that the desalination apparatus outlets communicate with the ship brine, steam and hot air consumers.
EFFECT: higher degree of internal combustion engine exhaust gas recovery.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и энергетики и предназначено для утилизации теплоты выпускных газов судовых энергоустановок и может быть использовано в стационарных энергоустановках.The invention relates to the field of shipbuilding and energy and is intended for the utilization of the heat of the exhaust gases of marine power plants and can be used in stationary power plants.

Известен способ, в котором утилизацию тепловых потерь главных судовых двигателей внутреннего сгорания осуществляют использованием части теплоты отработавших газов [см. Козлов В.И., Титов П.И., Юдицкий Ф.Л. Судовые энергетические установки - Л.: Судостроение, 1969. - 496 с., рис.82, с.200]. Он заключается в том, что в главных двигателях внутреннего сгорания отработавшие газы частично используют в турбокомпрессорах для наддува двигателей, затем направляют в утилизационный котел и далее направляют на выхлоп в дымовую трубу. Расчетные температуры газов перед утилизационным котлом 270-420°С [см. Беляев И.Г. Эксплуатация утилизационных установок дизельных судов. - М.: Транспорт, 1979. - 144 с., табл.1, с.7-8]. В случаях, если на некоторых режимах работы установки при таком способе утилизации нет необходимости в работе утилизационного котла, то регулирование его паропроизводительности осуществляют посредством газоперепускной заслонки, когда котел отключают и газы направляют на выхлоп помимо котла, то есть часть теплоты отходящих газов на данном режиме работы установки теряется. Температура газов перед утилизационным котлом в зависимости от типа двигателей практически находится в пределах 250-400°С. Температуру газов за утилизационным котлом выдерживают достаточно высокую - не ниже 160-180°С, так как при попытках установить более низкую температуру содержащийся в газах водяной пар конденсируется при контакте с поверхностями теплообмена и вызывает их усиленную коррозию.A known method in which the utilization of heat loss of the main marine internal combustion engines is carried out using part of the heat of the exhaust gases [see Kozlov V.I., Titov P.I., Yuditsky F.L. Ship power plants - L .: Shipbuilding, 1969. - 496 p., Fig. 82, p. 200]. It consists in the fact that in the main internal combustion engines the exhaust gases are partially used in turbochargers for boosting the engines, then they are sent to the recovery boiler and then sent to the exhaust into the chimney. The calculated temperature of the gases in front of the recovery boiler 270-420 ° C [see Belyaev I.G. Operation of recycling facilities for diesel vessels. - M .: Transport, 1979. - 144 p., Table 1, p. 7-8]. In cases where in some operating modes of the installation with this method of disposal there is no need for the utilization boiler to operate, then its steam output is controlled by the gas bypass valve, when the boiler is turned off and the gases are sent to the exhaust in addition to the boiler, that is, part of the heat of the exhaust gases in this operating mode installation is lost. The gas temperature in front of the recovery boiler, depending on the type of engines, is practically in the range of 250-400 ° C. The temperature of the gases behind the recovery boiler is kept quite high - not lower than 160-180 ° C, because when trying to set a lower temperature, the water vapor contained in the gases condenses upon contact with the heat exchange surfaces and causes their increased corrosion.

Известно и устройство, реализующее данный способ утилизации тепловых потерь отходящих газов главных судовых двигателей внутреннего сгорания, содержащее турбокомпрессор главного двигателя, утилизационный котел, сепаратор пара, циркуляционные насосы, конденсатор, трубопроводы и арматуру, регулирующую паропроизводительность утилизационного котла путем ограничения поверхности нагрева [см. Козлов В.И., Титов П.И., Юдицкий Ф.Л. Судовые энергетические установки. - Л.: Судостроение, 1969. - 496 с., рис.82, с.210-211].It is also known a device that implements this method of utilizing the heat loss of the exhaust gases of the main marine internal combustion engines, comprising a main engine turbocharger, a recovery boiler, a steam separator, circulation pumps, a condenser, pipelines and valves regulating the steam capacity of the recovery boiler by limiting the heating surface [see Kozlov V.I., Titov P.I., Yuditsky F.L. Ship power plants. - L .: Shipbuilding, 1969. - 496 p., Fig. 82, p. 210-211].

Недостаток известных способа и устройства утилизации заключается в наличии неизбежной зависимости количества утилизируемой теплоты отходящих газов судовых двигателей от потребностей использования на данный момент самой теплоты. Вследствие этого происходит недоиспользование больших поверхностей нагрева теплообменника утилизационного котла и потеря значительного количества теплоты. Этот недостаток проявляется в том, что в известных решениях отсутствует возможность оперативно принимать меры по использованию теплоты отходящих газов для других судовых потребителей. К недостаткам также относится тот факт, что при выходе из строя нескольких нагревательных испарительных труб утилизационного котла, что в эксплуатации нередко, становится невозможной эксплуатация самого утилизационного котла судна. При эксплуатации судового утилизационного котла, особенно с многократной принудительной циркуляцией, нередки случаи, когда выходят из строя его испарительные трубы, которые не подлежат восстановлению, а также и остальные поверхности нагрева утилизационного котла [см. Маслов В.В. Утилизация теплоты судовых дизелей. - М: Транспорт, 1990. - 144 с., стр.30]. Одним из недостатков известного устройства и способа его использования являются достаточно высокие требования к качеству питательной воды, особенно к содержанию в ней кислорода, а также и к качеству топлива, на котором работает главный двигатель. Происходящие массовые отказы судовых утилизационных котлов происходят в основном из-за кислородной коррозии испарительных труб змеевиков. Причина обусловлена тем, что в сепаратор пара судового утилизационного котла питательную воду обычно подают с температурой 40-60°С и содержанием кислорода обычно достаточно высоким - до 5 мг/л, то есть достаточно низкого качества. При периодическом питании судового утилизационного котла вода, насыщенная кислородом, проходит через его змеевики. По мере ее нагрева и испарения выделяется кислород, вызывающий интенсивную внутреннюю коррозию труб. Выход из строя змеевиков вызывается также сернистой коррозией наружных поверхностей нагрева утилизационного котла. Она характерна для случаев, когда главный судовой двигатель эксплуатируется на топливе с содержанием серы более 0,5% при температуре циркуляционной воды на входе в утилизационный котел ниже 110°С и низких значениях мощности главного двигателя.A disadvantage of the known method and device for recycling is the inevitable dependence of the amount of utilized heat of the exhaust gases of marine engines on the needs of the use of heat at the moment. As a result of this, there is underutilization of large heating surfaces of the heat exchanger of the recovery boiler and the loss of a significant amount of heat. This disadvantage is manifested in the fact that in the known solutions there is no possibility to promptly take measures to use the heat of the exhaust gases for other ship consumers. The disadvantages also include the fact that in the event of failure of several heating evaporative pipes of the recovery boiler, which is often in operation, it becomes impossible to operate the vessel’s recovery boiler. When operating a ship recycling boiler, especially with multiple forced circulation, it is not uncommon for its evaporation pipes to fail, which cannot be repaired, as well as other heating surfaces of the recycling boiler [see Maslov V.V. Utilization of the heat of marine diesel engines. - M: Transport, 1990. - 144 p., P. 30]. One of the disadvantages of the known device and method of its use are rather high requirements for the quality of feed water, especially for the oxygen content in it, as well as for the quality of the fuel on which the main engine runs. The ongoing massive failures of shipboard recovery boilers are mainly due to oxygen corrosion of the evaporator tubes of the coils. The reason is due to the fact that feed water is usually supplied to the steam separator of the shipboard recovery boiler at a temperature of 40-60 ° C and the oxygen content is usually quite high - up to 5 mg / l, that is, of rather low quality. During periodic feeding of the ship's recovery boiler, oxygen-saturated water passes through its coils. As it is heated and evaporated, oxygen is released, causing intense internal corrosion of the pipes. The failure of the coils is also caused by sulfur corrosion of the outer heating surfaces of the recovery boiler. It is typical for cases when the main marine engine is operated on fuel with a sulfur content of more than 0.5% at a temperature of the circulation water at the inlet to the recovery boiler below 110 ° C and low power values of the main engine.

Известен способ, в котором утилизацию тепловых потерь главных судовых двигателей внутреннего сгорания осуществляют использованием части теплоты только охлаждающей воды в вакуумной испарительной установке [см. Камкин С.В. Анализ кпд судовых дизельных установок. - М.: Транспорт, 1965. - 112 с., с.57-61]. Он заключается в том, что теплоту потока воды, циркулирующей в системе охлаждения двигателя, используют в испарительной установке для получения пресной воды. Этот способ утилизации получил большое распространение на теплоходах, что объясняется возможностью использования теплоты низкого потенциала и достигаемой в результате существенной экономической эффективностью.A known method in which the utilization of heat loss of the main ship’s internal combustion engines is carried out using part of the heat of only cooling water in a vacuum evaporator [see Kamkin S.V. Efficiency analysis of marine diesel engines. - M .: Transport, 1965. - 112 p., P. 57-61]. It lies in the fact that the heat of the water flow circulating in the engine cooling system is used in an evaporation system to produce fresh water. This method of disposal is widely used on motor ships, which is explained by the possibility of using heat of low potential and the resulting significant economic efficiency.

Известно и устройство, реализующее данный способ утилизации тепловых потерь, содержащее главный судовой двигатель (дизель), водоохладитель пресной воды дизеля, испаритель, эжектор с эжекторным насосом, рассольный насос, ротаметр, конденсатный насос, солемер, насос забортной воды, насос пресной воды дизеля, трубопроводы и арматуру, регулирующую производительность испарительной установки путем ограничения количества пресной воды через испарительную установку [см. тот же источник, с.59, рис.15].A device that implements this method of utilizing heat loss is also known, comprising a main ship engine (diesel), a diesel fresh water chiller, an evaporator, an ejector with an ejector pump, a brine pump, a rotameter, a condensate pump, a salinometer, an overboard water pump, a diesel fresh water pump, pipelines and fittings that regulate the capacity of the evaporator by limiting the amount of fresh water through the evaporator [see the same source, p. 59, Fig. 15].

Недостаток известных способа и устройства утилизации заключается в необходимости поддержания оптимальной температуры в системе охлаждения двигателя из-за изменения режима его работы. Вследствие этого с его изменением происходит нарушение режима работы опреснительной установки. При этом с водой, охлаждающей главный двигатель, теряется меньшее количество теплоты, чем с отработанными газами, так как вода, охлаждающая главный двигатель, обладает более низким температурным потенциалом, чем отходящие от двигателя газы. Также одним из недостатков, проявляющихся при эксплуатации любого типа опреснительной установки, является образование накипи или солевых отложений на теплопередающих поверхностях. Появление накипи и загрязняющих отложений однозначно сказывается на производительности установки, качестве вырабатываемой воды, выходе из строя главного аппарата и вспомогательных элементов и, как результат, неизбежное ухудшение экономичности из-за увеличения затрат (топливо, электроэнергия, реагенты) [см. Слесаренко В.Н., Слесаренко В.В. Судовые опреснительные установки. - Владивосток: Морской государственный университет, 2001. - 448 с. ISBN-5-8343-0088-Х., с.375].A disadvantage of the known method and device for disposal is the need to maintain the optimum temperature in the engine cooling system due to a change in its operating mode. As a result of this, a change in the operation mode of the desalination plant occurs with its change. In this case, less heat is lost with water cooling the main engine than with exhaust gases, since water cooling the main engine has a lower temperature potential than the gases leaving the engine. Also, one of the disadvantages that occur during the operation of any type of desalination plant is the formation of scale or salt deposits on heat transfer surfaces. The appearance of scale and polluting deposits clearly affects the performance of the installation, the quality of the produced water, the failure of the main apparatus and auxiliary elements and, as a result, the inevitable deterioration of efficiency due to increased costs (fuel, electricity, reagents) [see Slesarenko V.N., Slesarenko V.V. Ship desalination plants. - Vladivostok: Maritime State University, 2001. - 448 p. ISBN-5-8343-0088-X., P. 375].

Применение современных малооборотных судовых двигателей внутреннего сгорания, как известно, сопряжено с проблемой полного обеспечения потребностей ходового режима судна в тепловой и электрической энергии за счет вторичных энергоресурсов, то есть без дополнительных затрат топлива. Уменьшение же количества теплоты отработавших газов таких двигателей до 27-29% от количества теплоты сгорания топлива и их температуры до малых величин - 235-285°С, что нередко в эксплуатации, делает вообще малопригодным даже известные схемы глубокой утилизации. Известные комплексные системы утилизации теплоты малооборотных судовых двигателей [см. Седельников Г.Д. Энергосберегающие системы малооборотных дизелей. - Владивосток: Дальнаука, 2003. - 230 с., с.3], использующие теплоту как отработавших газов, надувочного воздуха так и пресной воды, охлаждающей втулки цилиндров малооборотных главных двигателей, повышают полезное теплоиспользование в такой судовой дизельной установке, но значительно ее усложняют. По этой причине они не нашли широкого применения.The use of modern low-speed marine internal combustion engines, as you know, is associated with the problem of fully meeting the needs of the ship's running mode in heat and electric energy due to secondary energy resources, that is, without additional fuel costs. A decrease in the amount of heat of the exhaust gases of such engines to 27-29% of the amount of heat of combustion of the fuel and their temperature to small values - 235-285 ° C, which is often in operation, makes even well-known deep utilization schemes unsuitable. Known integrated heat recovery systems for low-speed marine engines [see Sedelnikov G.D. Energy-saving systems of low-speed diesel engines. - Vladivostok: Dalnauka, 2003. - 230 p., P. 3], using the heat of both exhaust gases, charge air and fresh water, the cooling bushings of the cylinders of low-speed main engines, increase the useful heat use in such a marine diesel installation, but significantly complicate it . For this reason, they are not widely used.

Наиболее близким техническим решением из известных, принятым за прототип по большинству признаков, является известный способ утилизации теплоты отходящих газов главного судового двигателя внутреннего сгорания, по которому утилизационный котел имеет возможность замещать полностью или частично вспомогательный котел судна.The closest technical solution of the known, adopted for the prototype in most respects, is a known method of utilizing the heat of the exhaust gases of the main marine internal combustion engine, in which the recovery boiler has the ability to completely or partially replace the auxiliary boiler of the vessel.

Известный способ заключается в том, что отработанные газы главных судовых двигателей внутреннего сгорания направляют в турбокомпрессоры для наддува этих двигателей, где используют их теплоту, затем направляют в утилизационный котел и далее направляют на выхлоп в дымовую трубу. При этом в утилизационный котел подают из сепаратора пара водяной теплоноситель, который в нем нагревают этими газами, а образующийся в его испарительных трубах пар направляют в сепаратор пара. Регулирование давления пара утилизационного котла в известном способе осуществляют путем сброса посредством регулирующего клапана излишков пара на конденсатор. Температуру газов перед утилизационным котлом в зависимости от типа двигателей выдерживают в пределах 235-400°С. Температуру газов за утилизационным котлом вынужденно выдерживают не ниже 160-180°С, то есть достаточно высокую [см. Камкин С.В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных установок на основе утилизации и выбора режимов работы: Тексты лекций. - М.: В/О «Мортехинформреклама», 1989. - 56 с., с.14-15]. Регулирование теплоты, переданной отходящими газами главного двигателя питательной воде утилизационного котла, при таком известном способе утилизации полностью отсутствует. В случаях, если на некоторых режимах работы установки при таком способе утилизации нет необходимости в работе утилизационного котла, то весь полученный пар сбрасывают на конденсатор, то есть вся теплота теряется. Часть теплоты отходящих газов на большинстве режимов работы установки не используется, теряется и, кроме того, происходят дополнительные и немалые потери теплоты, связанные с обеспечением работы питательного и циркуляционного насосов утилизационного котла и циркуляционного насоса конденсатора, обеспечивающих соответственно подачу питательной воды в утилизационный котел и из него в сепаратор пара и охлаждение лишнего пара в конденсаторе. По сравнению с другими известными способами этот способ самый простой, для него требуются минимальные затраты на систему автоматического регулирования, но вместе с тем требуются и самые большие эксплуатационные расходы, связанные с работой циркуляционного насоса конденсатора, подающего забортную воду в конденсатор. Этот насос должен работать постоянно с увеличенной производительностью на случай сброса в конденсатор через регулирующий клапан всех излишков пара.The known method consists in the fact that the exhaust gases of the main marine internal combustion engines are sent to turbochargers to pressurize these engines, where their heat is used, then they are sent to a recovery boiler and then sent to the exhaust into a chimney. At the same time, an aqueous heat carrier is supplied from the steam separator to the recovery boiler, which is heated by these gases in it, and the steam generated in its vapor pipes is sent to the steam separator. The regulation of the steam pressure of the recovery boiler in the known method is carried out by dumping through the control valve of excess steam to the condenser. The temperature of the gases in front of the recovery boiler, depending on the type of engines, is maintained within 235-400 ° C. The temperature of the gases behind the recovery boiler is forced to withstand no lower than 160-180 ° C, that is, quite high [see Kamkin S.V. Improving the operational efficiency of marine diesel engines based on recycling and selection of operating modes: Lecture texts. - M .: V / O "Mortechinformreklama", 1989. - 56 p., P.14-15]. The regulation of heat transferred by the exhaust gases of the main engine to the feed water of the recovery boiler is completely absent with this known method of disposal. In cases where in some modes of operation of the installation with this method of disposal there is no need for a recovery boiler, then all the steam received is dumped onto the condenser, that is, all the heat is lost. Part of the heat of the exhaust gases is not used in most plant operating modes, it is lost and, in addition, there are additional and considerable heat losses associated with the operation of the feed and circulation pumps of the recovery boiler and the circulation pump of the condenser, respectively supplying feed water to and from the recovery boiler him into the steam separator and cooling the excess steam in the condenser. Compared to other known methods, this method is the simplest, it requires minimal costs for an automatic control system, but at the same time it requires the highest operating costs associated with the operation of a condenser circulation pump that supplies seawater to the condenser. This pump must operate continuously with increased capacity in case of discharge to the condenser through the control valve of all excess steam.

Известно и устройство, принятое за прототип по большинству признаков, в котором реализован данный способ, которое включает турбокомпрессор главного двигателя, утилизационный котел, сепаратор пара, питательный и циркуляционный насосы утилизационного котла, конденсатор и циркуляционный насос конденсатора, трубопровод, сообщающий питательный насос утилизационного котла со змеевиками испарительных труб утилизационного котла через сепаратор пара и циркуляционный насос утилизационного котла с одной стороны, и трубопровод, сообщающий змеевики испарительных труб утилизационного котла с сепаратором пара с другой стороны, разобщительную арматуру на входе и выходе утилизационного котла перед и после змеевиков испарительных труб [см. тот же источник, рис.9, с.15].There is also known a device adopted as a prototype for most of the features, which implements this method, which includes a turbocharger of the main engine, a recovery boiler, a steam separator, feed and circulation pumps of a recovery boiler, a condenser and a condenser circulation pump, a pipe communicating a feed pump of a recovery boiler with the coils of the evaporation pipes of the recovery boiler through the steam separator and the circulation pump of the recovery boiler on the one hand, and the pipeline reporting eviki evaporator tubes utilizing boiler steam separator with the other hand, razobschitelnuyu valve inlet and outlet waste heat boiler before and after the coils of the evaporator tubes [see. the same source, Fig. 9, p.15].

Недостатком известных способа и устройства является неполное использование тепловой энергии отходящих газов, обусловленное нередким несовпадением потребностей в потребляемом паре с возможностями отдачи теплоты отходящими газами главного двигателя, которые зависят от режима работы источника теплоты - самого главного двигателя. Для полного замещения потребителям пара вспомогательного котла на судне обычно, как известно, необходима мощность работы главного судового двигателя, составляющая не менее 50% от номинальной. Кроме этого, при мощности работы главного судового двигателя в режиме более 50% от номинальной в данном известном техническом решении есть неизбежная зависимость количества полезно используемой теплоты отходящих газов от потребности потребителей. Если потребности теплоты в некоторых режимах работы энергоустановки судна небольшие, то в данном известном решении лишний пар сбрасывают в конденсатор, т.е. теплота на данных режимах не используется. Эффективность устройства схемы, реализующего данный способ, ограничена, особенно при плавании в летнее время в тропических районах. Вследствие этого часто происходит недоиспользование больших поверхностей нагрева утилизационного котла и потеря значительного количества теплоты. Кроме этого, коррозия (кислородная и сернистая) испарительных труб его змеевиков сокращает срок службы испарительных змеевиков устройства, которое работает по данному известному способу использования теплоты отходящих газов.A disadvantage of the known method and device is the incomplete use of thermal energy of the exhaust gases, due to the often mismatch in the needs of the consumed steam with the possibility of heat transfer by the exhaust gases of the main engine, which depend on the operating mode of the heat source - the main engine itself. In order to completely replace steam for auxiliary boilers on a ship, consumers, as is known, usually require the main engine power of at least 50% of the rated power. In addition, when the power of the main ship engine in the mode is more than 50% of the nominal value in this known technical solution, there is an inevitable dependence of the amount of useful heat of the exhaust gases on the needs of consumers. If the heat demand in some operating modes of the ship’s power plant is small, then in this known solution the excess steam is dumped into the condenser, i.e. heat is not used in these modes. The effectiveness of the device circuitry that implements this method is limited, especially when swimming in the summer in tropical areas. As a result of this, the under-utilization of large heating surfaces of the recovery boiler and the loss of a significant amount of heat often occurs. In addition, corrosion (oxygen and sulfur) of the evaporation tubes of its coils reduces the service life of the evaporative coils of the device, which works according to this known method of using the heat of the exhaust gases.

Техническая задача, притом назревшая издавна, на которую направлено заявляемое изобретение, - устранение указанных недостатков, а именно повышение степени утилизации теплоты отходящих газов судовых двигателей внутреннего сгорания энергетической установки за счет более полного использования их теплоты и в период невозможности работы утилизационного котла в некоторых режимах ее работы из-за того, что температура отходящих газов после него составляет величину менее 160-180°С, а также в период малых потребностей судовых потребителей в тепловой энергии (например, при плавании судна в тропиках). Технической задачей также является повышение срока службы испарительных змеевиков утилизационного котла.The technical problem, moreover, long overdue, to which the claimed invention is directed, is to eliminate these drawbacks, namely, increasing the degree of utilization of the heat of the exhaust gases of marine internal combustion engines of a power plant due to a more complete use of their heat and during the inability of the recovery boiler to operate in some modes work due to the fact that the temperature of the exhaust gases after it is less than 160-180 ° C, as well as during the period of small needs of ship consumers for heat howl of energy (for example, when navigating the ship in the tropics). The technical task is also to increase the service life of the evaporative coils of the recovery boiler.

Указанная техническая задача достигается тем, что в известном способе утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки судна, заключающемся в том, что отработанные газы главных судовых двигателей внутреннего сгорания через их турбокомпрессоры направляют в утилизационный котел, куда подают из сепаратора пара теплоноситель, который нагревают в утилизационном котле этими газами, и образующийся в его испарительных трубах пар направляют в сепаратор пара, а отработанные газы главных судовых двигателей направляют на выхлоп в дымовую трубу, причем температуру газов за утилизационным котлом во всех режимах эксплуатации двигателей выдерживают не ниже 160°С, В ОТЛИЧИЕ ОТ НЕГО, в заявляемом в режимах эксплуатационного снижения мощности работы главного судового двигателя или снижения потребления тепловой энергии судовыми вспомогательными потребителями заменяют водяной теплоноситель испарительных труб утилизационного котла на воздушный. Для этого предварительно отключают испарительные трубы утилизационного котла от сепаратора пара посредством разобщительной арматуры, осушают испарительные трубы утилизационного котла от водяного теплоносителя и подают в них воздушный теплоноситель путем сообщения испарительных труб утилизационного котла с воздушным резервуаром, сообщенным с судовой системой сжатого воздуха. Нагревают воздушный теплоноситель в утилизационном котле отходящими газами судового двигателя и подают его на теплообменный аппарат для опреснения морских и минерализованных вод посредством открытия соответствующей разобщительной арматуры утилизационного котла. Причем получаемые на выходах опресняющего аппарата рассол и горячий воздух используют для нужд судна, а образующийся пар направляют в сепаратор пара на конденсацию.The specified technical problem is achieved by the fact that in the known method of utilizing the heat of the exhaust gases of a ship’s power plant, the exhaust gases of the main ship’s internal combustion engines are sent to a recovery boiler through their turbocompressors, where a heat carrier is supplied from the steam separator, which is heated in a recovery boiler with these gases, and the steam generated in its evaporation pipes is sent to the steam separator, and the exhaust gases of the main ship engines are sent to the exhaust a pipe, and the temperature of the gases behind the recovery boiler in all engine operating modes can withstand at least 160 ° C, UNLESS THERE, in the modes declared for the operational reduction of the main engine’s operating power or the reduction of thermal energy by ship auxiliary consumers, replace the evaporator tube water coolant recycling boiler on air. For this, the evaporation tubes of the recovery boiler are disconnected from the steam separator by means of uncoupling fittings, the evaporation pipes of the recovery boiler are drained from the water coolant and the air coolant is fed into them by communicating the evaporation pipes of the recovery boiler with an air reservoir in communication with the ship’s compressed air system. Heate the air coolant in the recovery boiler with the flue gases of the marine engine and feed it to the heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters by opening the corresponding disconnecting valves of the recovery boiler. Moreover, the brine and hot air obtained at the exits of the desalination apparatus are used for the needs of the vessel, and the resulting steam is sent to the steam separator for condensation.

Указанная техническая задача достигается также и тем, что в известном устройстве для утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки судна, содержащем турбокомпрессор главного судового двигателя, утилизационный котел со змеевиками испарительных труб, сепаратор пара, питательный и циркуляционный насосы утилизационного котла, трубопроводы, подводящие и отводящие к утилизационному котлу рабочий теплоноситель и сообщающие змеевики его испарительных труб соответственно с одной стороны с питательным насосом через сепаратор пара и циркуляционный насос утилизационного котла, а с другой - с сепаратором пара, и разобщительную арматуру на данных трубопроводах, В ОТЛИЧИЕ ОТ НЕГО, заявляемое дополнительно содержит теплообменный аппарат для опреснения морских и минерализованных вод [см. положительное решение по заявке №2005116658/15 (019001) от 31.05.2005 г.], резервуар сжатого воздуха, сообщающийся с судовой системой сжатого воздуха. При этом выход резервуара сжатого воздуха через редукционный клапан и разобщительный клапан сообщен с подводящим трубопроводом утилизационного котла на участке между его змеевиками и разобщительным вентилем. Отводящий трубопровод змеевиков утилизационного котла на участке между его разобщительным вентилем и змеевиками сообщен через разобщительный клапан со входом теплоносителя упомянутого теплообменного аппарата для опреснения морских и минерализованных вод. Причем змеевики утилизационного котла снабжены приспособлением для удаления из них рабочего теплоносителя, а отводы аппарата для опреснения морских и минерализованных вод сообщены соответственно с судовыми потребителями рассола, пара и горячего воздуха.The specified technical problem is also achieved by the fact that in the known device for recovering the heat of the exhaust gases of the power plant, containing a turbocompressor of the main ship engine, a recovery boiler with coils of evaporation pipes, a steam separator, feed and circulation pumps of the recovery boiler, pipelines leading and discharging to to the recovery boiler, the working fluid and the reporting coils of its evaporation pipes, respectively, on the one hand, with the feed pump through the separator steam and the circulation pump of the recovery boiler, and on the other, with a steam separator, and isolation valves on these pipelines, UNLIKE IT, the claimed device additionally contains a heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters [see positive decision on the application No. 2005116658/15 (019001) dated 05/31/2005], a reservoir of compressed air in communication with the ship’s compressed air system. In this case, the outlet of the compressed air reservoir through the pressure reducing valve and the isolation valve is in communication with the supply pipe of the recovery boiler in the area between its coils and the isolation valve. The discharge pipe of the coils of the recovery boiler in the area between its uncoupling valve and the coils is communicated through the uncoupling valve with the coolant inlet of the said heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters. Moreover, the coils of the recovery boiler are equipped with a device for removing the working coolant from them, and the taps of the apparatus for desalination of sea and mineralized waters are communicated respectively with ship consumers of brine, steam and hot air.

Заявляемые способ и устройство, совокупность элементов устройства, совокупность операций способа, выполняемых с использованием именно этих элементов, обеспечивают повышение степени утилизации теплоты отходящих газов за счет использования продуктов сгорания установки во время невозможности работы или отсутствия необходимости замещения вспомогательного котла, а также повышение срока службы испарительных змеевиков утилизационного котла.The inventive method and device, the totality of the elements of the device, the totality of the operations of the method performed using these elements, provide an increase in the degree of utilization of the heat of the exhaust gases through the use of the combustion products of the installation during the inability to work or when there is no need to replace the auxiliary boiler, as well as increasing the service life of the evaporative recycling boiler coils.

Получение пресной воды на судах при утилизации отходящей теплоты энергоустановки известным путем осуществляют в настоящее время, в основном, использованием теплоты охлаждающей главный двигатель воды [см. Беляев И.Г. Эксплуатация утилизационных установок дизельных судов. - М.: Транспорт, 1979. - 144 с., с.119-126, см. Камкин С.В. Анализ кпд судовых дизельных установок. - М.: Транспорт, 1965. - 112 с., с.57-61]. Преимущество использования теплоты отходящих газов для опреснения морской воды согласно заявляемому решению заключается в том, что потери теплоты с отработавшими газами малооборотных двигателей внутреннего сгорания составляют 25-39%, а потери с охлаждающей пресной водой 7,4-15% [см. Маслов В.В. Утилизация теплоты судовых дизелей. - М.: Транспорт, 1990. - 144 с., с.42], по другим данным потери теплоты с отработавшими газами 25,5-36,9%, а потери с охлаждающей пресной водой 5,4-8,8% [см. Седельников Г.Д. Энергосберегающие системы малооборотных дизелей. - Владивосток: Дальнаука, 2003. - 230 с., с.32]. Кроме того, температурный уровень отходящих газов 235-290°С, а температурный уровень выходящей из двигателя пресной воды 80-85°С [см. там же]. При замене согласно заявляемому техническому решению нагреваемого в утилизационном котле теплоносителя - воды на воздух отсутствуют условия для развития кислородной коррозии внутренних поверхностей нагрева и снижаются условия для развития сернистой коррозии наружных поверхностей нагрева. Таким образом, повышается срок службы испарительных змеевиков утилизационного котла. Так как количество опресняемой воды не зависит от потребностей в ней в данный момент, то происходит увеличение степени утилизации теплоты отходящих газов за весь период работы энергоустановки. Например, если режим работы главного судового двигателя такой, что при использовании утилизационного котла для нагрева воды и превращения ее в пар температура отходящих газов перед утилизационным котлом 230°С, что нередко в эксплуатации, а за котлом 130°С, т.е. температурный уровень на выходе из утилизационного котла мал, то, следовательно, и эксплуатировать котел невозможно. Так как коэффициент теплопередачи от газов воздуху меньше, чем от газов воде, минимум в 2 раза, значит, температура отходящих газов на выходе из утилизационного котла при нагревании газами воздуха, при таком же массовом расходе воздуха, как и воды, будет снижена не до такой степени, как при нагреве воды. Она будет снижена примерно до 180°С, следовательно, в заявляемом решении шире возможности использования энергии отходящих газов при небольших нагрузках главного двигателя.The production of fresh water on ships during the utilization of the waste heat of a power plant in a known manner is currently carried out, mainly by using the heat of cooling the main engine of water [see Belyaev I.G. Operation of recycling facilities for diesel vessels. - M.: Transport, 1979. - 144 p., P.119-126, see Kamkin S.V. Efficiency analysis of marine diesel engines. - M .: Transport, 1965. - 112 p., P. 57-61]. The advantage of using the heat of the exhaust gases for desalination of sea water according to the claimed solution is that the heat loss with the exhaust gases of low-speed internal combustion engines is 25-39%, and the loss with cooling fresh water is 7.4-15% [see Maslov V.V. Utilization of the heat of marine diesel engines. - M .: Transport, 1990. - 144 p., P. 42], according to other sources, heat losses with exhaust gases are 25.5-36.9%, and losses with cooling fresh water are 5.4-8.8% [ cm. Sedelnikov G.D. Energy-saving systems of low-speed diesel engines. - Vladivostok: Dalnauka, 2003. - 230 p., P.32]. In addition, the temperature level of the exhaust gases is 235-290 ° C, and the temperature level of the fresh water leaving the engine is 80-85 ° C [see ibid.]. When replacing, according to the claimed technical solution, the heat carrier heated in the recovery boiler, water to air, there are no conditions for the development of oxygen corrosion of the internal heating surfaces and conditions for the development of sulfur corrosion of the external heating surfaces are reduced. Thus, the service life of the evaporative coils of the recovery boiler is increased. Since the amount of desalinated water does not depend on the needs for it at the moment, there is an increase in the degree of utilization of the heat of the exhaust gases for the entire period of operation of the power plant. For example, if the operating mode of the main marine engine is such that when using a recovery boiler to heat water and turn it into steam, the temperature of the exhaust gases in front of the recovery boiler is 230 ° C, which is often in operation, and behind the boiler 130 ° C, i.e. the temperature level at the outlet of the recovery boiler is small, then, therefore, it is impossible to operate the boiler. Since the heat transfer coefficient from gases to air is less than from gases to water, at least 2 times, it means that the temperature of the exhaust gases at the outlet of the recovery boiler when heated by air gases, at the same mass flow rate as water, will not be reduced to degrees, as when heating water. It will be reduced to approximately 180 ° C, therefore, in the claimed solution is wider than the possibility of using the energy of the exhaust gases at low loads of the main engine.

При этом используемый в заявляемом решении известный теплообменный аппарат для опреснения морских и минерализованных вод [см. положительное решение по заявке №2005116658/15 (019001) от 31.05.2005 г.] содержит ряды друг под другом "V"-образных накопителей, заканчивающихся внизу сквозной щелью малой ширины по всей длине в днище накопителя. Подачу морской воды в аппарат производят на верхний "V"-образный накопитель. Накопители формируют на выходе из щели пленочный поток. Слои пленки образуют пространство, между которыми со входа теплоносителя в испаритель поступает теплоноситель - нагретый в утилизационном котле воздух, подаваемый из резервуара сжатого воздуха. Образующийся вторичный пар поднимается в пространстве между пленками в верхнюю часть накопителей, имеющих по горизонтальной поверхности пленкообразующих площадок сквозные отверстия для его выпуска. Вторичный пар движется вверх, отделяется от влаги на поверхности отбойного листа и отводится из аппарата на судовые нужды. Греющий теплоноситель - воздух - движется между слоями пленочного потока и, отдавая ему тепло, уходит из теплообменного аппарата также на судовые нужды. Применение известного теплообменного аппарата для опреснения морских и минерализованных вод в заявляемом способе утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки и в устройстве для его осуществления обусловлено такими его качествами, как повышенная эффективность использования пленочного потока рабочей среды (морской воды), сниженная теплоемкость тепловых потоков, необходимых для нагрева испаряемой пленки, достаточно простая конструкция аппарата, сниженная металлоемкость за счет исключения металлических поверхностей нагрева и применения материала листовой формы, сниженная потребляемая мощность на создание давления упариваемого продукта, низкие стоимость аппарата и затраты на эксплуатацию, сниженное накипеобразование вследствие отсутствия теплопередающих поверхностей. Таким образом достигается решение поставленной технической задачи заявляемого изобретения.At the same time, the well-known heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters used in the claimed solution [see positive decision on the application No. 2005116658/15 (019001) dated 05/31/2005] contains rows under each other of "V" -shaped drives ending at the bottom with a through slit of small width along the entire length in the bottom of the drive. The supply of sea water to the apparatus is carried out on the upper "V" -shaped drive. Drives form a film stream at the exit from the slit. The layers of the film form the space between which the coolant - the air heated in the recovery boiler supplied from the compressed air tank - enters from the coolant inlet to the evaporator. The resulting secondary vapor rises in the space between the films to the upper part of the drives having through holes on the horizontal surface of the film-forming areas for its release. Secondary steam moves upward, is separated from moisture on the surface of the baffle plate and is removed from the apparatus for shipboard needs. The heating coolant - air - moves between the layers of the film flow and, giving it heat, leaves the heat exchanger also for ship needs. The use of a well-known heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters in the inventive method of utilizing the heat of the exhaust gases of a power plant and in a device for its implementation is due to its qualities such as increased efficiency of the use of a film flow of the working medium (sea water), reduced heat capacity of heat flows necessary for heating the evaporated film, a fairly simple apparatus design, reduced metal consumption due to the exclusion of metal surfaces heating and using sheet-shaped material, reduced power consumption for creating pressure of the evaporated product, low apparatus cost and operating costs, reduced scale formation due to the absence of heat transfer surfaces. Thus, the solution of the technical problem of the claimed invention is achieved.

Заявляемый способ утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки судна поясняется чертежом, где представлена схема устройства, позволяющего реализовать заявляемый способ.The inventive method of utilization of the heat of the exhaust gases of the power plant of the vessel is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device that allows to implement the inventive method.

Устройство содержит турбокомпрессор главного двигателя внутреннего сгорания (не показан), утилизационный котел 1, сепаратор пара (не показан), питательный и циркуляционный насосы утилизационного котла 1 (не показаны), подводящий трубопровод 2, соединяющий разобщительный вентиль 3 утилизационного котла 1 со змеевиками испарительных труб 4 утилизационного котла 1, отводящий трубопровод 5, соединяющий змеевики испарительных труб 4 с разобщительным вентилем 6 утилизационного котла, трубопровод 7, соединяющий резервуар сжатого воздуха 8, сообщенный с судовой системой сжатого воздуха (не показана) с редукционным клапаном 9 для настройки давления в змеевиках испарительных труб 4 утилизационного котла 1, трубопровод 10, соединяющий редукционный клапан 9 с разобщительным клапаном 11, трубопровод 12, соединяющий разобщительный клапан 11 через трубопровод 2 со змеевиками испарительных труб 4 утилизационного котла 1 на участке между ними и вентилем 3, трубопровод 13, соединяющий через трубопровод 5 змеевики испарительных труб 4 утилизационного котла 1 на участке между ними и вентилем 6 на стороне входа в сепаратор пара с разобщительным клапаном 14, трубопровод 15, соединяющий разобщительный клапан 14 со входом теплоносителя 16 известного теплообменного аппарата для опреснения морских и минерализованных вод 17.The device comprises a turbocharger of the main internal combustion engine (not shown), a recovery boiler 1, a steam separator (not shown), feed and circulation pumps of the recovery boiler 1 (not shown), a supply pipe 2 connecting the isolation valve 3 of the recovery boiler 1 with the evaporator pipe coils 4 of the recovery boiler 1, the discharge pipe 5, connecting the coils of the evaporation pipes 4 with the isolation valve 6 of the recovery boiler, the pipe 7 connecting the reservoir of compressed air 8, communicated connected with a ship's compressed air system (not shown) with a pressure reducing valve 9 for adjusting the pressure in the coils of the evaporation pipes 4 of the recovery boiler 1, pipe 10 connecting the pressure reducing valve 9 to the isolation valve 11, pipe 12 connecting the isolation valve 11 through pipe 2 to the coils evaporator pipes 4 of the recovery boiler 1 in the area between them and valve 3, a pipe 13 connecting the coils through the pipe 5 of the evaporation pipes 4 of the recovery boiler 1 in the area between them and valve 6 on the sides e entrance to the steam separator with the isolation valve 14, a pipe 15 connecting the isolation valve 14 with the inlet of the heat transfer medium 16 of the known heat exchanger for desalination of sea and mineralized water 17.

Способ осуществляют следующим образом. В режимах эксплуатации при полной загрузке потребителями утилизационного котла 1 устройство используют обычным традиционным методом. Для этого при закрытых разобщительных клапанах 11 и 14 и открытых разобщительных вентилях 3 и 6 воду подают питательным насосом (не показан) в сепаратор пара (не показан) и далее на испарительные трубы 4 утилизационного котла 1 с отводом образующейся пароводяной смеси посредством его циркуляционного насоса (не показан) по замкнутому циклу в сепаратор пара. Отходящий газ главного двигателя внутреннего сгорания на выходе из турбокомпрессора (не показан) нагревает змеевики испарительных труб 4 и удаляется в атмосферу. При эксплуатации устройства в режимах отсутствия необходимости или невозможности работы утилизационного котла 1 (т.е. по известному способу) перекрывают вентиль 3 утилизационного котла 1 и осушают посредством сообщения с атмосферой через патрубки спуска и вентиляции с арматурой (приспособление для удаления рабочего теплоносителя из змеевиков, не показано) змеевики испарительных труб 4 утилизационного котла 1. Затем перекрывают вентиль 6. Воздух от резервуара сжатого воздуха 8 системы сжатого воздуха с необходимым давлением подают к змеевикам испарительных труб 4 утилизационного котла 1, открыв клапан 11. При этом необходимое установочное давление воздуха перед утилизационным котлом 1 поддерживается автоматически редукционным клапаном 9, который нагружают в этот момент на необходимое давление. Воздух в змеевиках утилизационного котла 1 нагревается вплоть до 180°С. Открывают клапан 14. Нагретый в змеевиках испарительных труб 4 утилизационного котла 1 воздух поступает на вход теплоносителя 16 теплообменника 17, куда одновременно на его вход морской воды 18 от системы охлаждения двигателя (не показано) подводят забортную морскую воду. В теплообменнике 17 происходит процесс ее опреснения. Отработанный в теплообменнике горячий воздух через его выход 19 и рассол с выхода 20 используют для судовых нужд, например бытового обогрева помещений, камбуза и пр. (не показано), или воздух выпускают в атмосферу. Выходящий из теплообменного аппарата 17 по его выходу 21 пар направляют в сепаратор пара на конденсацию (не показано).The method is as follows. In operating modes, when consumers load the utilization boiler 1 fully, the device is used in the usual traditional way. To do this, with the uncoupling valves 11 and 14 and the uncoupling valves 3 and 6 open, water is supplied with a feed pump (not shown) to a steam separator (not shown) and then to the evaporator pipes 4 of the recovery boiler 1 with the outlet of the resulting steam-water mixture by means of its circulation pump ( not shown) in a closed loop to a steam separator. The exhaust gas of the main internal combustion engine at the outlet of the turbocharger (not shown) heats the coils of the evaporation tubes 4 and is discharged into the atmosphere. When the device is operated in the modes of absence or impossibility of operation of the recovery boiler 1 (i.e., by a known method), close the valve 3 of the recovery boiler 1 and drained by means of communication with the atmosphere through the drain and ventilation pipes with fittings (a device for removing the working fluid from the coils, not shown) coils of the evaporation pipes 4 of the recovery boiler 1. Then close the valve 6. Air from the compressed air reservoir 8 of the compressed air system with the necessary pressure is fed to the kites the evaporator pipes 4 of the recovery boiler 1 by opening valve 11. At the same time, the required installation air pressure in front of the recovery boiler 1 is automatically supported by a pressure reducing valve 9, which is then loaded at the required pressure. The air in the coils of the recovery boiler 1 is heated up to 180 ° C. Open valve 14. Heated in the coils of the evaporation pipes 4 of the recovery boiler 1, the air enters the inlet of the heat carrier 16 of the heat exchanger 17, where sea water is supplied from the engine cooling system 18 (not shown) at the same time to its inlet. In the heat exchanger 17 is the process of desalination. The hot air exhausted in the heat exchanger through its outlet 19 and brine from the outlet 20 is used for ship's needs, for example, domestic heating of premises, a galley, etc. (not shown), or air is released into the atmosphere. Coming out of the heat exchanger 17 at its exit 21 steam is sent to the steam separator for condensation (not shown).

При использовании устройства, работающего по заявляемому способу, достигаются следующие полезные результаты:When using a device operating according to the claimed method, the following useful results are achieved:

1. Поверхность нагрева опреснителя отсутствует, т.к. передача теплоты осуществляется от греющего теплоносителя непосредственно пленочному потоку нагреваемой жидкости, что предотвращает образование накипи, как в традиционных опреснителях.1. The heating surface of the desalination plant is absent, because heat is transferred from the heating coolant directly to the film flow of the heated fluid, which prevents the formation of scale, as in traditional desalination plants.

2. Из опреснителя выбрасывается экологически чистая среда.2. An ecologically clean environment is thrown from the desalination plant.

3. Опреснение происходит с использованием высокого температурного потенциала рабочего тела (нагрев воздуха возможен до 180°С).3. Desalination occurs using the high temperature potential of the working fluid (air heating is possible up to 180 ° C).

Преимущества заявляемого способа утилизации по сравнению с традиционными заключаются в возможности совершенствования тепловой схемы судовой энергетической установки. Это достигается за счет:The advantages of the proposed method of disposal compared to traditional are the possibility of improving the thermal circuit of a marine power plant. This is achieved by:

1. Комплексного потребления энергии вырабатываемой судовым компрессором (не показан), обслуживающим судовую энергетическую установку, что увеличивает время его полезного использования.1. The integrated energy consumption generated by a marine compressor (not shown) serving the marine power plant, which increases its useful life.

2. Утилизации теплоты отходящих газов главного двигателя на подогревателе воздуха, функцию которого выполняет утилизационный котел 1.2. Utilization of the heat of the exhaust gases of the main engine on the air heater, the function of which is performed by the recovery boiler 1.

3. Получение пресной воды на опреснительной установке стабильно, независимо от режима работы главного судового двигателя при утилизации теплоты отходящих газов энергоустановки.3. The production of fresh water at the desalination plant is stable, regardless of the operating mode of the main ship engine when utilizing the heat of the exhaust gases of the power plant.

Claims (2)

1. Способ утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки судна, заключающийся в том, что отработанные газы главных судовых двигателей внутреннего сгорания через их турбокомпрессоры направляют в утилизационный котел, куда подают из сепаратора пара теплоноситель, который нагревают в утилизационном котле этими газами, и образующийся в его испарительных трубах пар направляют в сепаратор пара, а отработанные газы главных судовых двигателей направляют на выхлоп в дымовую трубу, причем температуру газов за утилизационным котлом во всех режимах эксплуатации двигателей выдерживают не ниже 160°С, отличающийся тем, что в режимах эксплуатационного снижения мощности работы главного судового двигателя или снижения потребления тепловой энергии судовыми вспомогательными потребителями заменяют водяной теплоноситель испарительных труб утилизационного котла на воздушный, для чего предварительно отключают испарительные трубы утилизационного котла от сепаратора пара посредством разобщительной арматуры, осушают испарительные трубы утилизационного котла от водяного теплоносителя и подают в них воздушный теплоноситель путем сообщения испарительных труб утилизационного котла с воздушным резервуаром, сообщенным с судовой системой сжатого воздуха; нагревают воздушный теплоноситель в утилизационном котле отходящими газами судового двигателя и подают его на теплообменный аппарат для опреснения морских и минерализованных вод посредством открытия соответствующей разобщительной арматуры утилизационного котла, причем получаемые на выходах опресняющего аппарата рассол и горячий воздух используют для нужд судна, а образующийся пар направляют в сепаратор пара на конденсацию.1. A method of utilizing the heat of the exhaust gases of a ship’s power plant, namely, that the exhaust gases of the main ship’s internal combustion engines are sent through a turbocharger to a recovery boiler, where a heat carrier is supplied from the steam separator, which is heated in the recovery boiler by these gases, and generated in it the vapor pipes are sent to the steam separator, and the exhaust gases of the main ship engines are sent to the exhaust into the chimney, and the temperature of the gases behind the recovery boiler in all engine operating modes, they are kept at least 160 ° С, characterized in that in the modes of operational reduction of the main engine’s operating power or reduction of thermal energy by ship auxiliary consumers replace the water coolant of the evaporation pipes of the recovery boiler with air, for which the evaporation pipes of the recovery the boiler from the steam separator by means of uncoupling fittings, drain the evaporator pipes of the recovery boiler from the water heat carrier and supply air coolant to them by communicating the evaporator pipes of the recovery boiler with an air reservoir in communication with the ship’s compressed air system; they heat the air coolant in the recovery boiler with the off-gas of the marine engine and feed it to the heat exchanger for desalination of sea and mineralized water by opening the corresponding disconnecting fittings of the recovery boiler, and the brine and hot air received at the exits of the desalination device are used for the needs of the vessel, and the resulting steam is sent to steam separator for condensation. 2. Устройство для утилизации теплоты отходящих газов энергетической установки судна, содержащее турбокомпрессор главного судового двигателя, утилизационный котел со змеевиками испарительных труб, сепаратор пара, питательный и циркуляционный насосы утилизационного котла, трубопроводы, подводящие и отводящие к утилизационному котлу рабочий теплоноситель и сообщающие змеевики его испарительных труб соответственно с питательным насосом через сепаратор пара и циркуляционный насос утилизационного котла с одной стороны, и с сепаратором пара с другой стороны, и разобщительную арматуру на данных трубопроводах, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит теплообменный аппарат для опреснения морских и минерализованных вод, резервуар сжатого воздуха, сообщающийся с судовой системой сжатого воздуха, при этом выход резервуара сжатого воздуха через редукционный клапан и разобщительный клапан сообщен с подводящим трубопроводом утилизационного котла на участке между его змеевиками и его разобщительным вентилем, отводящий трубопровод змеевиков утилизационного котла на участке между его разобщительным вентилем и змеевиками сообщен через разобщительный клапан со входом теплоносителя упомянутого теплообменного аппарата для опреснения морских и минерализованных вод, причем змеевики утилизационного котла снабжены приспособлением для удаления из них рабочего теплоносителя, а отводы аппарата для опреснения морских и минерализованных вод сообщены соответственно с судовыми потребителями рассола, пара и горячего воздуха.2. A device for recovering the heat of the exhaust gas from a ship’s power plant, comprising a turbocharger for the main ship’s engine, a recovery boiler with evaporator pipe coils, a steam separator, feed and circulation pumps of the recovery boiler, pipelines supplying and discharging the working fluid to the recovery boiler and communicating with its evaporative coils pipes, respectively, with a feed pump through a steam separator and a circulation pump of the recovery boiler on one side, and with a separator ara on the other hand, and uncoupling fittings on these pipelines, characterized in that it further comprises a heat exchanger for desalination of sea and mineralized water, a compressed air reservoir in communication with the ship’s compressed air system, while the outlet of the compressed air reservoir through a pressure reducing valve and uncoupling the valve is in communication with the supply pipe of the recovery boiler in the area between its coils and its isolation valve, the discharge pipe of the coils of the recovery boiler at the section between its uncoupling valve and the coils is communicated through the uncoupling valve with the coolant inlet of the said heat exchanger for desalination of sea and mineralized waters, and the coils of the recovery boiler are equipped with a device for removing the working coolant from them, and the outlets of the apparatus for desalination of sea and mineralized waters are communicated respectively with ship consumers of brine, steam and hot air.
RU2007120967/06A 2007-06-04 2007-06-04 Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect RU2340785C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120967/06A RU2340785C1 (en) 2007-06-04 2007-06-04 Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007120967/06A RU2340785C1 (en) 2007-06-04 2007-06-04 Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2340785C1 true RU2340785C1 (en) 2008-12-10

Family

ID=40194371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007120967/06A RU2340785C1 (en) 2007-06-04 2007-06-04 Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2340785C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601677C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Engine-generator device of block-container type with function of connection of pipes
RU2601668C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Block-container
RU2601673C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Container for recycling of waste heat, using composite heat of engine designed for electric power generation
RU2703597C1 (en) * 2019-03-25 2019-10-21 Закрытое акционерное общество "Центральный Научно-исследовательский Институт Судового Машиностроения" (ЗАО "ЦНИИ СМ") Method of cooling medium in outboard equipment and shipboard cooler
CN113236439A (en) * 2021-06-18 2021-08-10 安庆中船柴油机有限公司 Marine diesel engine waste heat power generation system
CN120830579A (en) * 2025-09-18 2025-10-24 中集船舶海洋工程设计研究院有限公司 Waste heat recovery system and waste heat recovery method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3025052A1 (en) * 1980-07-02 1982-01-14 Theodor Prof. Dr.-Ing. 8022 Grünmwald Rummel Deriving useful heating power from heat loss - using Diesel engine driving electric generator feeding exhaust gas heating element
SU1204485A1 (en) * 1984-07-13 1986-01-15 Ленинградское Ордена Октябрьской Революции Высшее Инженерное Морское Училище Им.Адм.С.О.Макарова Ship system of high-temperature cooling of diesel engine with heat waste recovery
US4736111A (en) * 1984-10-03 1988-04-05 Linden Craig L Cogeneration system
EP0434419A2 (en) * 1989-12-21 1991-06-26 Oy Wärtsilä Diesel International Ltd. Method and apparatus for effecting heat energy recovery in a large diesel engine
RU2151899C1 (en) * 1998-10-14 2000-06-27 Ибрагим Таманджа Exhaust gas heat recoverer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3025052A1 (en) * 1980-07-02 1982-01-14 Theodor Prof. Dr.-Ing. 8022 Grünmwald Rummel Deriving useful heating power from heat loss - using Diesel engine driving electric generator feeding exhaust gas heating element
SU1204485A1 (en) * 1984-07-13 1986-01-15 Ленинградское Ордена Октябрьской Революции Высшее Инженерное Морское Училище Им.Адм.С.О.Макарова Ship system of high-temperature cooling of diesel engine with heat waste recovery
US4736111A (en) * 1984-10-03 1988-04-05 Linden Craig L Cogeneration system
EP0434419A2 (en) * 1989-12-21 1991-06-26 Oy Wärtsilä Diesel International Ltd. Method and apparatus for effecting heat energy recovery in a large diesel engine
US5133298A (en) * 1989-12-21 1992-07-28 Oy Wartsila Diesel International Ltd. Method and arrangement for effecting heat energy recovery from the exhaust gases of a diesel engine
RU2151899C1 (en) * 1998-10-14 2000-06-27 Ибрагим Таманджа Exhaust gas heat recoverer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАМКИН С.В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных установок на основе утилизации и выбора режимов работы: тексты лекций - М.: Мортехинформреклама, 1989, с.14-15. КАМКИН С.В. Повышение эффективности эксплуатации судовых дизельных установок на основе утилизации и выбора режимов работы: тексты лекций. - М.: Мортехинформреклама, 1989, рис.9, с.15. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2601677C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Engine-generator device of block-container type with function of connection of pipes
RU2601668C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Block-container
RU2601673C1 (en) * 2012-12-28 2016-11-10 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Container for recycling of waste heat, using composite heat of engine designed for electric power generation
US9657684B2 (en) 2012-12-28 2017-05-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Waste-heat reuse container using waste heat of power generation engine
US9920707B2 (en) 2012-12-28 2018-03-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Container unit-type engine generator device having pipe coupling function
RU2703597C1 (en) * 2019-03-25 2019-10-21 Закрытое акционерное общество "Центральный Научно-исследовательский Институт Судового Машиностроения" (ЗАО "ЦНИИ СМ") Method of cooling medium in outboard equipment and shipboard cooler
CN113236439A (en) * 2021-06-18 2021-08-10 安庆中船柴油机有限公司 Marine diesel engine waste heat power generation system
CN120830579A (en) * 2025-09-18 2025-10-24 中集船舶海洋工程设计研究院有限公司 Waste heat recovery system and waste heat recovery method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2340785C1 (en) Method of ship power plant exhaust gas recovery and device to this effect
FI124749B (en) Washing system for exhaust treatment in a marine vessel and procedure for exhaust treatment in a washing system of a marine vessel
CN108167027B (en) Negative pressure flash steam power generation method in pressurized gasification chilling process
EA004324B1 (en) Water distillation system
JPH10332090A (en) Treatment method of liquefied gas cooled at low temperature
WO2006116397A2 (en) Low-emission natural gas vaporization system
CN103216283A (en) Rankine cycling and seawater freshening dual-efficiency waste heat recovery system
KR20140110743A (en) Fresh water generator and fresh water generating method
KR102601306B1 (en) Air Supply System for Arctic Vessel
KR20130040320A (en) Fresh water generating equipment for vessels by using waste heat
MX2007003302A (en) Seawater desalination plant.
CN202848017U (en) High-efficiency energy-saving ship air conditioning system
JP5511429B2 (en) Heat utilization system
CN103770927B (en) A kind of energy-efficient marine air-conditioning system
CN101182960A (en) Energy-saving hot water system for refrigeration equipment in ship's cold storage
CN105508055B (en) The system and method for distributed busbar protection cooling circulating water
CN114046189B (en) A nuclear-powered floating production storage and offloading unit drive system
CN117585135A (en) Engine room air inlet preheating and heat preservation system of polar region long-term operation ship
CN109269133B (en) Cooling system and cooling device
CN218565809U (en) Refrigerating system of hydrogen power refrigerated transport ship
CN110723770A (en) Environment-friendly and energy-saving method for treating oily sewage of roll-on-roll-off ship
CN112208739B (en) Marine steam jet type refrigerating system
Behrendt Conditions of waste heat recovery in marine waste heat recovery systems
KR101519542B1 (en) Energy saving apparatus for a ship using waste heat of organic cooling medium
CN208055131U (en) A kind of hotting mask using industrial waste heat couples seawater desalination system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090605