回收船舶废气热的斯特林热电转换装置
上海海事大学, 商船学院, 上海 201306
| 摘 要： | 随着国家碳中和及碳达峰，双碳战略目标的推进实施，疫情开放的形势条件下，航运产业开始复苏，绿色航运、节能减排技术也收到了大众的广泛关注。由于船舶机舱内部有大功率的发动机和发电机组，柴油燃烧后，仅有一部分能量转化为船舶动力，大部分通过废气，增压空气等形式带走，排放的废气余热占总热能近30%，设备工时作产生的废气余热温度极高，可高达上千摄氏度。本装置首先利用高温废气余热通过斯特林机，使热能转化为机械能，再通过外接发电机利用转子切割磁感线转化为电能，实现热能向电能的转化。整个工作过程中，斯特林机所具有较高的能量转化效率，提升了余热利用率，同时在降低环境温度的同时产生了电能，实现了废气热能的利用。据初步实验，在温度为433°C时即可产生约3.3V的电能。该装置提供了一种全新的船舶废气余热处理方式，并且该装置结构简单，没有复杂的机械结构，利用了机舱内所具有的高温环境，安全性较高、可靠性强，成本低。若能在船舶机舱中多设备同时使用，对于实现碳中和及碳达峰目标拥有积极的助力。 |
| 关 键 词： | 机舱余热; 斯特林机; 节能减排 |
| DOI： | 10.57237/j.jest.2022.01.005 |
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收稿日期: 2022-11-25
接受日期: 2023-01-13
在线出版日期: 2023-02-03
Innovation of Thermoelectric Conversion Stirling Device for Recovering Heat from Ship Exhaust Gas
Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306,
| Abstract: | With the implementation of the national carbon neutralization and carbon peak strategy, the technology of shipping energy conservation and emission reduction has also been concerned by the public. As there are high-power engines and generator sets in the engine room of the ship, the waste heat temperature of waste gas generated during equipment operation is extremely high, which can be as high as thousands of degrees Celsius. The device first converts waste gas waste heat into mechanical energy through Stirling machine, and then converts it into electrical energy through external generator. The whole working process produces electric energy while reducing the ambient temperature, and improves the utilization efficiency of waste heat. According to the preliminary experiment, about 3.3v electric energy can be generated when the temperature is 433°C. The device has simple structure, no complex mechanical structure, high safety and strong reliability. If multiple equipment can be used in the marine engine room at the same time, it will have a positive help to achieve the goals of carbon neutralization and carbon peak. |
| Keywords: | Engine Room Waste Heat; Stirling Engine; Energy Saving and Emission Reduction |
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