废气复合透平系统的热技术经济学分析和设计优化

废气复合透平系统的热技术经济学分析和设计优化废气复合透平系统的热技术经济学分析和设计优化 中图分类号：G353.12 文献标识码： A 文章编号： 摘要：用热技术经济学原理与 BOX 非线性约束(复合型)优化法相结合的方法，对大型柴油机动力系统中废气复合透平系统(Turbo Compound System 或 TCS)进行了热技术经济分析讨论和设计优化计算。探讨的方法也可用作动力厂(站)可行性讨论阶段方案设计时的参考。关键词：废气复合透平； 热经济学； 优化设计 Abstract: hot technology economics principle and BOX nonlinear constraints (Compound) optimization method combined with the method of dynamic System of large diesel engine exhaust gas turbine composite System (Turbo Compound System or TCS) hot technology economic analysis research and design optimization calculation. Discusses the method also used for utility plants (station) the feasibility study stage design reference. Keywords: waste gas turbine compound; Hot economics; Optimization design 符号说明 下限值 b-上限值 C-定压比热 En-能量，(kJ)I-隐式约束方程总数 J-能量系统或单元的能流输出总数 P-输出功率，(kW)R-设计变量总数 T-温度(℃)或增压器的废气透平 下标 环境 1，2-能量及技术经济区 1、2a-新奇空气 bt-废气增压器前c-废气增压器的压缩机 e-排气 ebt-增压器前的废气 ep-由柴油发电机发电 exh-增压器后的废气 hf-重燃油 j,j’-第 j 或 j’能量流 m-机械 ME-喷入柴油主机的燃油 pa-定压压缩空气 pe-定压废气 PT-动力透平 shaft-柴油机的主轴 t-透平或温度 T-增压器的废气透平 前言 从 80 年代初开始，大型柴油机增压器制造商一直致力于不断提高其效率的讨论开发，结果是大大减少了产生柴油机压缩进气的增压器消耗的废气量；在此基础上，进一步配套设计了一种动力透平，用以转换这种高效增压系统省下的废气能量，产生有用的动力(如电力、机械功)。已有实例在大型柴油机船舶动力站(5 000 kW 以上)采纳这套系统，经济性十分明显，投资回收期不到两年［1］。诚然，任何动力系统设计中，如采纳较高效率的设备，虽其经济性会提高，但也增加系统的初始投资，以致同时增加产品的折旧成本。因此，动力系统的经济设计和设备的经济选...