面临世界原油价格不断飙升及日益严格的排放法规,余热利用系统应用于船舶柴油机已成为必然趋势,其设计开发和相关研究也势在必行。对余热利用系统进行建模,仿真模拟现实系统的实际工作状态,通过控制主柴油机排气流量和排气温度的变化,分析余热利用系统主要参数随外界变化的动态响应特性。本文主要做了以下几方面的工作:确定余热利用系统的研究方案,根据方案设计出余热利用装置图。方案确定以后,对船舶上应用该余热利用装置进行了经济性分析。根据热力系统的工作流程并采用模块化建模的方法,把余热利用系统划分为动力涡轮、余热锅炉以及蒸汽轮机三大部件,分别建立动态数学模型。并利用数学模型在Matlab/Simulink仿真平台上建立柴油机余热利用系统的仿真模型。对所建模型进行仿真研究,基于主机负荷的变化和环境温度的变化,对余热利用系统进行稳态仿真和变工况仿真分析,由仿真结果和相关数据的对比验证仿真模型的准确性。最后对系统进行不同层面的扰动,记录并分析由扰动变化即主柴油机排气流量变化及排气温度变化引起的余热利用系统主要参数的变化情况,为船舶柴油机余热利用系统的优化匹配提供理论支撑。