目前,船舶低速二冲程柴油机的热效率高达50%左右,但仍有近一半的能量没有转化为有用功,若将其回收利用,可进一步提高热效率,并相对减少船舶污染物排放。本文以MAN 6S50ME柴油机为研究对象,研究了采用动力涡轮、蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环联合应用对发动机废热进行回收相关的热力方案优化及主机调制等问题。本文的主要工作如下:首先利用设计参数,对柴油机进行了热平衡计算,分析了各部分能量的大小和去向,对比分析了通过主机调制提高发动机排气温度以提高整个动力系统可利用废热的必要性;其次,采用内燃机工作过程模拟软件,结合试验数据,针对本文研究对象MAN 6S50MEC8.2主机,对比分析了标准主机与WHR主机两者的热力性能,讨论了主机调制的关键问题;在此基础上,对项目的原设计方案进行了对比计算分析,以提高系统整体回收效率为目的,提出了一个优化方案,并对其进行了热力计算分析;最后,对提出的优化方案中的两个换热器进行了设计计算,确定了其主要结构参数。本文研究工作为课题的深化研究奠定了一定基础,可为整个系统的改进优化提供参考。