[发明专利]一种利用尾气余热的船舶柴油机缸套水预热系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种利用尾气余热的船舶柴油机缸套水预热系统及其控制方法，包括柴油机、翅片式换热器、离心式风机、电动蝶阀、止回阀、循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、温度传感器、触摸显示器和控制器。本发明能够减少柴油机缸套水预热过程中消耗的时间和燃油，改善柴油机冷启动时的热应力状况，增强柴油机的动力性能和工作平稳性。

技术领域

本发明属于内燃机节能的技术领域，具体涉及一种利用尾气余热的船舶柴油机缸套水预热系统及其控制方法。

背景技术

船舶柴油机运转时向大气直接排放高温尾气，其中含有大量未被利用的热能，降低了能源的利用效率。

理想的柴油机缸套水温度有利于增强主机的动力性能和工作平稳性，有效减小热应力引起的机械疲劳，并在一定程度上减少废气的排放。

发明内容

发明目的：为了减少柴油机缸套水预热过程中消耗的时间和燃油，缓解柴油机由于热应力引起的机械疲劳，并在一定程度上减少柴油机的排放，本发明提供了一种利用尾气余热的船舶柴油机缸套水预热系统及控制方法。

技术方案：一种利用尾气余热的船舶柴油机缸套水预热系统，包括柴油机、翅片式换热器、离心式风机、止回阀、电动蝶阀、循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、温度传感器、触摸显示器和控制器；

所述的柴油机设有尾气出口，所述的柴油机缸套上设有缸套内循环水进口和缸套内循环水出口；

所述的翅片式换热器包括尾气进口、尾气出口、冷却水进口和冷却水出口；所述的尾气进口与尾气出口连通，所述的冷却水进口与冷却水出口连通；

所述的离心式风机与翅片式换热器的尾气出口连通，所述的离心式风机用于减小柴油机排气背压；

尾气的流通路径依次经过翅片式换热器的尾气进口、翅片式换热器的尾气出口和离心式风机；

所述的电动蝶阀进水口与循环泵出水口连通，所述的电动蝶阀出水口与翅片式换热器冷却水进口连通，所述的电动蝶阀用于调节开度改变冷却水流量，与控制器通讯连接；

所述的循环泵用于抽取冷却水，循环泵的出水口与电动蝶阀进水口连通；

所述的温度传感器安装在柴油机缸套内循环水出口与第二电磁阀进水口的管路上，与控制器通讯连接，所述的温度传感器用于监测柴油机缸套内循环水出口的水温；

所述的触摸显示器包括触摸屏和显示屏，支持触摸输入和显示输出，与控制器通讯连接；

所述的止回阀安装在翅片式换热器冷却水出口与第一电磁阀进水口的管路上，作用是防止柴油机缸套内循环水逆流至翅片式换热器。

所述的第一电磁阀安装在止回阀与柴油机缸套内循环水进口的管路上，与控制器通讯连接；

所述的第二电磁阀安装在柴油机缸套内循环水出口的管道上，与控制器通讯连接；

作为优化：当柴油机启动后即进入缸套水预热阶段，柴油机排出的高温尾气的热量经翅片式换热器传递给冷却水，此时第一电磁阀和第二电磁阀处于开启状态，水流依次流经循环泵、电动蝶阀、翅片式换热器冷却水进口、翅片式换热器冷却水出口、止回阀、第一电磁阀、柴油机缸套内循环水进口、柴油机缸套内循环水出口和第二电磁阀。

作为优化：所述的控制器内置的算法自动调节电动蝶阀的开度以改变冷却水流量，从而使柴油机缸套内循环水温稳定于合理温度。

作为优化：所述的触摸显示器实时显示柴油机缸套内循环水温，当水温达到设定目标时，控制器在触摸显示器上显示缸套水“预热完成”提示；当用户通过控制器发出柴油机“预热关闭”的指令时，控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，控制器关闭循环泵，此时缸套水内循环水处于封闭状态。