全文下载： 
202301012.pdf
文章编号： 1672-6987（2023）01-0087-08； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2023.01.012
郭超1， 高波2， 王锋2， 杨倩倩1， 李博洋1*(1.青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061；2.交通运输部北海航海保障中心青岛航标处，山东 青岛 266011)
摘要： 要:针对LNG动力集装箱船燃料冷能严重过剩和冷藏集装箱所消耗的船舶电力过多的问题，提出了将LNG动力集装箱船的燃料冷能用于冷藏集装箱方案，并采用流程模拟软件Aspen HYSYS对该冷能利用方案进行模拟，后又借助MATLAB对方案进行了优化分析研究，以LNG冷能方案的能量利用率为目标函数，探究了一级冷媒流量与压力对能量利用率的影响，并以此对LNG冷能利用方案进行了优化，得到在选定的工况下R1-1流量为45 000 kg·h-1，R1-1压力为300 kPa时，系统能量利用率ε最优为2616%。该方案不仅能够使得LNG燃料中蕴含的大量冷能得以充分利用，而且也大大降低了大量冷藏集装箱所消耗的船舶电力，有效提升整船的能量利用率。
关键词： LNG冷能利用； LNG动力船； 冷藏集装箱； MATLAB； Aspen HYSYS
中图分类号： TE 9文献标志码： A
引用格式： 郭超，高波， 王锋， 等. 基于HYSYS的LNG动力集装箱船冷能利用方案设计与优化［J］. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2023, 44(1): 87-94.
GUO Chao, GAO Bo, WANG Feng, et al. Design and optimization of LNG powered container ship cold energy utilization scheme based on HYSYS［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2023， 44（1）： 87-94.
Design and Optimization of LNG Powered Container Ship Cold Energy
Utilization Scheme Based on HYSYS
GUO Chao1, GAO Bo2, WANG Feng2, YANG Qianqian1, LI Boyang1
(1.College of Electromechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266061, China;
2.Qingdao Navigation Mark Bureau，Northern Navigation Service Center，Maritime Safety Administration, Qingdao 266011, China)
Abstract: In response to the problem of severe excess fuel cooling energy of LNG-powered container ships and excessive ship power consumed by reefer containers, the scheme of using fuel cooling energy of LNG-powered container ships for reefer containers is proposed. The process simulation software Aspen HYSYS was used to simulate this cold energy utilization scheme. Later, an optimization analysis was carried out with the help of MATLAB to investigate the effect of primary refrigerant flow and pressure on the energy utilization rate, using the energy utilization rate of the LNG cold energy scheme as the objective function, and to optimize the LNG cold energy scheme. The optimal system energy utilization ε is 2616% for a flow rate of 45 000 kg·h-1 at R1-1 and a pressure of 300 kPa at the selected operating conditions. This solution not only allows the large amount of cold energy contained in the LNG fuel to be fully utilized, but also significantly reduces the amount of ship power consumed by the large number of refrigerated containers, effectively increasing the energy efficiency of the ship.
Key words: LNG cold energy utilization; LNG-powered ship; reefer container; MATLAB; Aspen HYSYS
收稿日期： 2022-04-29
基金项目： 山东省自然科学基金项目（ZR2021ME156）.
作者简介： 郭超（1996—），男，硕士研究生.*通信联系人.
