目前燃料成本的增加和减少二氧化碳（二氧化碳）排放量的需要，鼓励寻找更有效的解决方案，应采用能量转换系统的船舶设备。

这些系统一般包括热力原动机为主的二冲程或四冲程柴油机，余热回收设备（WHR），汽轮机并且可能有燃气轮机，以及电动机械。

这些组件可以用在不同的布置，通过不同的配置，他在研究人员的调查和发动机制造商的优化下。

在文中，四钟船舶动力装置的方案，使用二冲程柴油机余热回收系统，通过仿真分析和比较模拟。

一些理想的布局可以包括一个电动马达，以支持主发动机提供动力的螺旋桨。

另一方面，电力可以由两个柴油发电机和热回收设备提供。

思考推进装置方案进行比较以确定最佳的推进方式以最符合推进设备的需要，包括一个158000载重吨的热和电功率的原油油轮，属于premuda公司，作为本研究的参考单位。

进行比较，考虑到安装的回收期，燃料费用和二氧化碳排放量每年节省。

这最后一个参数是通过能效设计指数（EEDI）确定的。

如今，众所周知，为船舶推进和辅助设备原动机绝大多数是柴油发动机，其热效率约为二冲程低速发动机50%，四冲程中，高速发动机的略低。

这意味着，在气缸中燃烧所产生的热能的很大一部分通常是被浪费和排放到环境，连同大量有害排放到大气中。

最后这个问题很复杂因为低质量的燃料用在推进引擎。

在最近的文献中1，2，3，4增加了柴油发动机的能量转换效率可以打到回收这种浪费的热能通过余热回收部分（WHR）专用设备。

在以前的研究中作者优化并比较能量效率系统（TSE由MAN柴油机的透平表示，可以回收部分二冲程船用柴油发动机的废气热能，通过蒸汽设备，在他们之中，通常有燃气轮机。

在上述研究中TES设备优化的重点是更好的热能转换成机械能的优势。

然而，船舶动力设备通常包括，不只是船舶推进设备的机械能，发电设备的机械能和甲板设备的热能。

这更全面的方法体现在在本研究中，从一个拥有能量回收装置的主推进柴油机和发电机，实现船舶的能源需求的满足，在各种形式的研究中，是对可能的不同组合的安装组件研究。

四种使用装有能量回收设备的二冲程柴油机的船舶推进系统的方案进行了描述，通过仿真分析和比较。

一些可以考虑的布局包括一个电动马达，以支持主发动机提供动力的螺旋桨。

另一方面包括发电机使用的柴油发电机，但很大一部分可以由能量回收装置产生。

这一特点主要是由蒸汽设备子系统，这两个不同的配置进行了测试和比较：典型的一个，由各个柴油机生产厂商采用，提出了一种优化的船舶动力装置和动力装置的设计方法，并对其进行了4次开发。

已应用于原油的油轮，属于premuda公司，在这个特点是提出了以后。

一个在不同条件下的详细的比较在，海上条件下船舶的要求进行了探讨。

这项研究的结果考虑到设备的投资回收期年，每年的燃料费用节省和二氧化碳（二氧化碳）排放量。

这最后一个参数是通过能效设计指数（EEDI）确定下来的，由国际海事组织确定。

船舶主要数据及功率要求158吨原油的油轮船舶作为本研究的参考单元，其主要尺寸见表1。

该船主要发动机是曼柴油机与涡轮6s70me-c8.2二冲程柴油机，其铭牌数据最大持续功率：19.62兆瓦（MCR）在91转。

发电用的辅助发动机是三四冲程柴油发动机，每一个900千瓦在MCR负荷条件下。

在船东指示的基础上，考虑船舶的海上条件为功率要求如下： 推进电力需求：17658千瓦（90%的主发动机功率，符合发动机正常持续功率（NCR）16.2节在船舶设计吃水速度，15%海上功率裕度运行，或16.8节在设计吃水，轻载运行。

电力需求：从“电力负荷分析“船舶报告表中提取2。

认为船将每年工作270天，70%，（189天）在正常的海上环境（无舱内加热），其余30%（81天）在正常海况需要电力设备进行舱内加热。

船舶的剩余运作条件在这项研究中没有考虑，因为它们是很少的发生的。

因此，这些情况对在年度内的影响不大。

热功率需求：1.4吨/小时的饱和蒸汽流量的压力至少7bar对于热力需求。

这个估计不考虑热负荷所需的蒸汽（舱内加热）。

这因为这样的使用需要约35吨/小时蒸汽流量，因此与余热回收锅炉产生的蒸汽不相容。

事实上，用于舱内加热的蒸汽，产生于2个燃油锅炉。

因此，在研究，在考虑回收系统，“正常航行与舱内加热”不会与系统中热能设备的蒸汽吸收的增加有关，但仅仅是增加了能源电力需求，以便提供必要的设备进行舱内加热。

讨论余热蒸汽回收装置两种基本的蒸汽设备的布局考虑的复杂系统的一部分内，旨在从船舶主机的热能量回收。

对这两种解决方案进行了分析，选择和仿真代码的比较。

4首先是一个典型的蒸汽装置布局，基于一两个压力等级的热回收蒸汽发生器（锅炉），类似于奥尔堡提出的。

3蒸汽装置方案在图一中提出的作为热回收系统的一部分。

柴油机的热气体供应两组并联燃气轮机：涡轮增压机组（图1涡轮增压器）和燃气涡轮（EGT，图1燃气轮机）的电力生产。

废两组涡轮的废弃供应给两个压力级余热锅炉提供给蒸汽需要的能量“混合压力”蒸汽轮机（图1）。

柴油机的缸套水热能用于预热蒸汽装置的热水箱进水。

如4所说，第TES方案可以包括燃气轮机（ST + EGT溶液）或没有（ST的方案），所以会产生一个稍微不同的设备配置。

这两个典型的蒸汽设备的假设已被认为是完成的计算。

第二种余热回收的方案（图2所示）已由作者提出，由图1的原始方案衍生，但有大量的不同相对于低压蒸汽蒸发器（SLP）配置（见图1和图2）。

在该蒸汽装置方案SLP蒸发器从空气换热器接收热量（图2），而不是从锅炉排出的废气在原来的设备布局情况下。

一般在这种情况下，一种不同的配置，不包括燃气轮机（ST方案）作为替代图2设备布局（ST + EGT方案）。

这些假设都在4中讨论分析。

蒸汽余热回收装置模拟和验证先前所述TES设备方案已被优化，通过对之前提到的柴油发动机的热能回收的仿真。

一个简短的描述关于相同的模拟代码在这里说明，而更详细的说明关于所使用的程序和得到的验证报告在4。

为了确定所说明的余热回收装置，两种计算机代码（MATLAB语言）已被开发。

第一台计算机的代码是能够计算在设计条件下的蒸汽厂部件的重量和性能因素的尺寸，从主机的可用数据（如：废气的质量流量和温度，排气质量流量和温度）和蒸汽循环的入口数据中得到，更多的数据，每个锅炉部件的热交换系数（经济器、蒸发器和过热器）是由经典的换热方程的确定。

余热锅炉汽包、真空冷凝器采用模拟方法，采用稳态连续性和能量方程，设计了一种缸套式换热器和热水箱（图1和2）。

遗传算法所采用的仿真方法或蒸汽涡轮机和泵是基于使用稳态性能图。

第二种仿真代码已被开发，以确定设备的性能，在设计和非设计负载状态。

从设计设备部件数据开始（即：汽轮机的特点，换热器管段的壁厚，各部件，部件的表面换热由第一个程序确定），这种计算机程序决定了整体的余热回收器的稳态性能，采用计算程序重新排列，在某种程度上，倒对对设备的发展有作用。

两种所说的仿真程序已经应用到推进装置进行验证，已知的性能和特点，余热回收设备布局典型的图1,4与这种设备非常相似，其原动力是同样的安装在样本船，大多的数据是可获得的，指在设计与非设计工况。

据报告4，用于验证的模拟和参考数据得到的结果之间的误差小于1%，在NCR发动机的非设计工况符合条件下，仍保持不到10%。

余热回收装置的性能比较对TES的方案综合性能比较可以在数据报告表3找到。

表中的数据TES试验表明整体效率之间的差异（在船舶在设计工况运行+TES设备），用下面的公式评价并且在相同效率的柴油发动机下，没有安装TES设备，（“重负荷整定方法”），运行在相同的负载条件下（η= 53.16%）。

同样的表格数据也在实验中获得（ηCOG）的安装（与柴油机运行在NCR的负载条件下，定义为总数值）定义为公式2：表3表明，作者提出的WHR设备布局保证了比原来更好的性能。

这是明确的在不同的柴油机负荷的条件下，如图3所示。

在同一图所示，该柴油机在设计荷载效率，在设备的余热回收装置中（ηDE= 51.28%），在相同的负荷下小于发动机的效率，缺少余热回收装置下（ηDE= 53.16%）。

原因是，由于WHR设备的存在，不同的引擎优化方法是因为发动机排气管中的压力损失较大，导致热回收蒸汽发生器。

动力和推进系统布局余热回收设备可与甲板设备以不同的方式耦合。

为了这个目标，产生了四种不同的设备方案，按满足机械、船舶的电气和热的功率的要求设计。

值得注意的是，每个下面介绍的方案可以提供一个典型概念的蒸汽设备与作者提出的同一。

图4中的第一动力和推进系统（Pps1）方案。

在这种情况下，主柴油机的排气热供应TES设备由ST + EGT方案确定。

蒸汽轮机，只用于发电，连接到发电机，与主开关并联在三个辅助柴油机上。

废气涡轮机，而不是机械连接（由齿轮）的螺旋桨轴，提供额外的动力，船舶主推进装置（图4）。

第二动力和推进系统（pps2）方案如图5所示。

这个设备方案只有汽轮机（ST方案），连接到主配电板类似于以前方案Pps1。

废气涡轮的缺少增大了汽轮机的功率，导致了更多热能提供给余热锅炉。

图6展示了第三种的电力和推进系统（pps3）方案。

这个设备的布局是类似于pps2（ST方案），用一个电动马达辅助主推进柴油机之外，通过齿轮，传动轴。

该电动机在使用回收的能量时提供了很大的灵活性，允许在任何工作条件下充分利用由蒸汽轮机产生的电力。

最后，第四种的电力和推进系统方案（pps4），如图7所示，是这里最复杂的。

它遵循典型的TES装置应用布局。

在这种情况下，蒸汽轮机和燃气轮机都连接（通过离合器）到同一个轴，推动发电机。

同样的pps3设备布局，电动机协助主推进柴油机运动，通过齿轮、传动轴。

四个动力和推进系统，最后为了保证产品最大的灵活性产生电力，以牺牲更大的系统复杂度和成本。

动力和推进系统的比较本节的性能和经济比较的目的是量化在性能和经济效益方面的优点，可以通过在参考船施加所描述的功率和推进系统（配备不同余热回收装置在本文的第一部分研究了）。

为了计算这个增益，一个明确的标准已被应用+-为能量回收。

首先，对船舶饱和蒸汽的需求，如果可能的话，余热回收装置完全可以满足（服务蒸汽流量作为一种参数蒸汽装置的设计参数中）。

其次进一步回收的能量，TES是用来满足，部分或全船舶电气能源的需求。

最后，若仍有可得到的回收能量，如果PPS布局不阻止，电力将传送到螺旋桨轴，使船用低功率的柴油机生产达到同样的设计速度，因此得到更低燃料消耗。

对于参考船的不同解决方案是基于技术和经济数据的假设，如表4中所述，如表4所示，柴油机的主要特点存在一个较小的值会在余热回收不存在的情况下出现（在表5中无TES设备），相比与存在余热回收设备（“有TES设备”表中）。

这是因为，根据迹象，对发动机不同的调整方法，如已经解释那种。