内燃机余热应用的潜力探讨

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余热是工业生产中应用最为广泛的一种能源。在柴油机中，由燃料所转化出来的热能，有相当一部分作为余热没有被利用而白白地浪费掉了。合理地回收和利用余热，从节能和提高能源利用率的角度来看，是十分必要的。本文主要对柴油机余热的三种潜在应用的探讨。

　　目前，随着全球经济化的发展，能源消费已经成为各国发展的一大难点，如果去寻找一种替代能源，虽然在一定程度上可以满足国家经济发展的需求，但是，仍然不能从根本上去解决问题。所以如何节约能源是我们迫在眉睫的任务。在内燃机的领域里，怎样才能降低燃料的浪费率，实现节能减排，是当前该领域所要研究的一大重点。如果从发动机效率的角度来看，我国已采用直喷式汽油发动机和均质充量压缩燃烧两项技术，如想以提高燃料的能量利用率为目标，其空间几乎为零。燃料在发动机内燃燃烧之花，会发生物理反应，将化学能转为热能，其中的一部分能量会通过内燃机的循环运转来推动气缸，变成有用功，然后驱动汽车前进，剩下的部分是发动机的冷却余热、汽车尾气余热、不可利用火用形式释放给周围的环境。

　　根据相关的调查，汽油发动机排气的温度通常在300-850摄氏度，而冷却水的温度通常是在100摄氏度左右，周围环境的温度要低于40摄氏度，根据热力学的第二定律，其发动机的余热并非完全无用，使用一部分的余热，可以有效的提高内燃机的效率、促进能量的使用率。内燃机余热有其独特的特性，它利用的要求比较高。内燃机废热的品味比价低，所以其能量的回收很难。废热利用装置要满足以下几点要求：要求其构造简洁，规模小，质量轻、工作效率高；使用装置工作的前提是不能影响发动机的工作，要保证发动机的动力与经济的稳定性，使发动机还有利用装置更加安全、有效，以下主要是对内燃机余热应用的探讨。

　　一、内燃机在海水淡化上的使用

　　（1）低温海水淡化的概述

　　在我国南北差异比较大，有一半以上的城市存在供水不足等问题，处于严重供水不足的城市有100多座，特别是我国的一些沿海地区，表现得最为突出。所以，目前，我国所面临的资源问题很多，单是海水资源问题就已经成为国家之间争相研究的技术难题，海水资源不像内燃机余热那样要求高，它的取水并不受外界环境的影响，水质稳定并且水量较大，其生产出的淡水水质非常的纯净，几乎与标准的饮用水一样，除此之外，传统水源是利用净水工艺生产的饮用水，淡水水质比传统水在这一点上更天然、优质。

　　（2）何为低温多效蒸馏海水淡水

　　低温多效海水淡化技术是一门淡化技术，其海水的最高蒸发温度要小于70摄氏度，它有其鲜明的特点，主要是将大量的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，然后，注入蒸汽，通过一系列的蒸发与冷凝作用，在靠前一面的蒸发温度都要高于后面一效的蒸发温度，最后，才能获得多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。

　　（3）低温多效蒸馏海水淡化的技术优势与未来发展

　　在目前来看，世界上用的最多的海水淡化方法主要包括蒸馏法与膜法两种，前者是目前应用领域最为广泛的海水淡化技术，蒸馏法海水淡化也可分为三部分，其一是多级闪蒸法、低温多效法以及压汽蒸馏法，低温多效法的应用范围要远大于其他海水淡化的技术，它的优点在于可以利用电子厂的一些低品位热、对原料海水水质要求比较低、装置的生产能力较大等，它能有效的解决能源浪费问题，对未来的发展有很好的促进作用。除此之外，内燃机的余热，还可以充当热源。

　　低温多效海水淡化技术实现了蒸馏装置的多效性，能从根本上解决蒸发器管板与蒸发管的弹性连接的难题，能够有效地选出比较便宜的耐海水腐蚀的防腐涂料，并且，已建立了相关的蒸馏法淡化的模拟实验装置。

　　二、内燃机余热在发电机上的应用

　　改革开放后，我国的经济已经进入高速的发展阶段，那时，我国的电力建设相对落后，暂不能满足我国的发展要求，且柴油机发电厂建设时间不长，调峰的性能比较优异，为此，我国沿海地区建设了许多的发电厂，以确保经济发展的稳定性。

　　从目前我国的现状来看，油价、环保等一系列的问题摆在眼前，唯一能做的就是改*装高效率、大蒸发量的余热锅炉，减少能源的浪费率。但是，因为余热的特殊性，可采用专门设计的双压强制循环无补压余热锅炉。为了能够有效地提高换热效率，除了能够有效的提高换热效率，除了过热器之外，其他的换热面全部采用高频翅片管，采用双压降低传热温差可以减少传热过程中的不可逆热损失，也便于跟原有的蒸汽系统连接，可以将产生的蒸汽与同汽轮机低压缸进行有效地连接，如果机组容量很大，就可以单独安装一套汽轮发电机组，从而避免蒸汽压力不同，并能防止因注入蒸汽管道时造成的损失。

　　对于余热锅的应用要遵循其原则，如果在没有添加任何燃料消耗的情况下，并且没有对柴油机运行没有任何的影响，就能增加设备的总发电量，有效地降低燃料的损耗率，提高其效率，最终达到了节能减排的目的，并保护了环境，对未来的发展环境与经济有很很重要的意义。如果柴油机发电厂的规模比较的大，就可以使用余热发电。

　　三、内燃机余热在制冷方面的应用

　　在制冷方面的应用，有一种叫做溴化锂吸收式制冷，它的原理是利用制冷剂在溶液中不同温度下具有不同溶解度的特性，使得制冷剂在低温与压力的作用下被吸收剂吸收，同时，又能使它在较高的温度下从溶剂中蒸发，这样可以实现制冷的目的。

　　对于吸收式制冷的以上特点，我们可以利用内燃机的余热来实现溶液的加热工作。内燃机的冷却水温度通常是在60-90摄氏度之间，这样刚好能够达到制冷剂的沸点，然后使吸收剂不再沸腾。如果在制冷量相同的情况下，吸收式制冷装置的规模较大，这样就适用于冷负荷稳定的场合。

　　溴化锂制冷机能够节约电能，增加节能的效益，溴化锂吸收式制冷机的应用可以有效地缓解电力的紧缺，平衡冬夏的电力负荷，节约电能可以用于其他的生产，进而创造更实际的价值，在利用内燃机的余热制冷时，可以有效地提高能量的利用率。

　　结语

　　通过以上的分析，我们已经知道内燃机余热利用吸收式制冷机制冷，有效地提高了能量的利用率，降低了浪费，使其节能效果更优越。随着科学技术的发展，在未来会更加重视高效和节能发展，内燃机余热的创新与发展也会更进一步。