船舶航行需要消耗巨大的能源,其中燃料消耗占了船舶运营成本的很大比重,因此,降低船舶运营成本首先就是要开出新的技术来降低燃料消耗。目前,最先进的船用二冲程主机的燃料利用率已接近50%,但仍有25%左右的热能随着废气排出,未得到有效利用。若能对这些废气废热进行再利用,就可以同时达到节能减排的效果。本文以10S90ME-C低速柴油机为研究对象,该机型是上海中船三井造船柴油机有限公司基于MDT的专利开发的船用主机,最大持续功率达到51000KW,可利用的废热能量较多。本文的主要工作如下:首先,基于10S90ME-C车间台架试验的结果,利用GT-POWER软件为平台,建立整个整个发动机的工作过程仿真模型,并进行验证。结果表明,仿真结果与试验数据具有较好的一致性,从而验证了仿真模型的准确性。再通过热平衡计算及废热源评价,分析了通过主机调制,提高发动机排气温度来提高整个动力系统可利用废热的必要性。最后,在仿真模型的基础上,通过调整废气旁通和柴油机定时进行主机调制计算,研究分析各工况下不同调制措施对主机性能的影响,并进行优化。进一步,建立简化的联合废热回收联合系统数学模型,给定边界条件,对采用联合废热回收的船用主机动力系统的效率及减排效果进行计算分析。结果表明,废热回收效率明显,能效设计指数EEDI(Energy Efficiency Design Index)显著下降。