船用中速柴油机燃料利用效率有限,为了提高能源的利用率,减少污染排放。应用热电发电技术,回收排气管道中的热能,将排放的废热转化为电能。本文针对热电发电装置结构布置,分析优化船用中速柴油机排气管道结构。通过改进管道结构模型,增强高温废气与壁面的对流换热,提高余热利用效率。并结合热电偶模型,通过FLUENT仿真软件,分析不同工况条件下的改进管道结构热电输出特性。首先,根据热电发电装置布置特点,选定基础排气管道模型为正八边体管道结构。依据增强壁面换热理论,改进管道内部结构模型,仿真分析中速柴油机额定工况下,不同改进方案的壁面温度分布。通过仿真分析可知,在排气管道内部安装环形金属翅片导热装置的壁面平均温度值可提高到687.4K,且壁面温度分布梯度变化小,适合热电发电装置的应用布置。并在选定的改进管道结构基础上,仿真分析不同工况条件下的壁面温度分布。其次,建立热电偶模块仿真模型,分析不同散热方式对热电偶两端温差的影响。采用水作为冷却介质时,热电偶两端温差明显高于空气作为冷却介质的情况。分析以不同工况的壁面温度作为热电发电片热端接触温度,冷端采用强制水对流时热电偶两端温度分布。最后,根据不同工况条件的热电偶两端温度,结合热电发电片的输出特性曲线,分析所研究的排气管道结构在不同工况条件下的热电发电最大输出功率。从理论上验证热电发电技术可以应用于船用中速柴油机的废气余热回收。