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新聞主題 |
柴油機熱交換器冷卻系統優(yōu)點(diǎn)與安裝 |
柴油發(fā)電機組的冷卻原理是通過(guò)發(fā)動(dòng)機的冷卻液循環(huán)冷卻。冷卻裝置通常包括兩種，一種是散熱器冷卻系統，一種是熱交換器冷卻系統。大多數發(fā)電機采用的是第一種冷卻系統，它是通過(guò)由發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的風(fēng)扇把空氣吹進(jìn)敢熱器芯，達到冷卻的目的，也可將散熱器與發(fā)動(dòng)分體安裝，由一個(gè)電風(fēng)扇來(lái)冷卻。當自然水供應充足時(shí)，則可采用第二種冷卻系統，即用熱交換器來(lái)代替散熱器，發(fā)動(dòng)機冷卻液通過(guò)熱交換器來(lái)循環(huán)，并由自然水來(lái)冷卻。對于閉式自循環(huán)散熱器冷卻系統的一個(gè)重要的好處就是它是獨立的，如果風(fēng)暴或事故切斷了公用供電來(lái)源，它也可能切斷了供水，使所有的靠公共供水冷卻的發(fā)電機不能工作
一、連體式散熱器
散熱器是固定在發(fā)動(dòng)機前的底座上的。
散熱器有兩種類(lèi)型，一種是帶有冷卻風(fēng)扇（安裝在發(fā)動(dòng)機上）的散熱器，另一種是由外置風(fēng)扇，驅動(dòng)輪和可調皮帶張緊輪組成的散熱器。風(fēng)扇的中心固定在一個(gè)文氏管罩內，有非常小的間隙以取得高效率。風(fēng)扇驅動(dòng)輪、皮帶張緊輪和曲軸帶輪都經(jīng)過(guò)捋確地校直并由皮帶連成一個(gè)三點(diǎn)驅動(dòng)，這種類(lèi)型的散熱器通常用翼型葉片風(fēng)扇，并有一個(gè)精確安裝大罩。
建議使用散熱器時(shí)，散熱器排出的空氣用通過(guò)連在散熱器上的風(fēng)道口直接排出戶(hù)外，發(fā)動(dòng)機應安裝在盡可能靠近外墻的位置，使風(fēng)道盡量短。如果風(fēng)道太長(cháng)，則使用分體散熱器可能會(huì )更經(jīng)濟?？諝饬鲃?dòng)排出時(shí)的阻力和入口風(fēng)道的阻力不應超過(guò)風(fēng)扇的靜態(tài)壓力。
當一臺散熱器要連接排氣風(fēng)道時(shí)風(fēng)道的接頭尺寸應按散熱器的規格來(lái)定。在散熱器和固定排氣風(fēng)道之間的彈性通道材料（橡膠或化纖）需要隔震，并可在風(fēng)道之間自由移動(dòng)。
二、 分體散熱器
一個(gè)帶有電動(dòng)馬達驅動(dòng)的分體式散熱器可以安裝在發(fā)電機外的任何地方。高效率的文氏管罩和風(fēng)扇減少了發(fā)動(dòng)機的部分功率。風(fēng)扇可以由一個(gè)恒溫控制的馬達來(lái)驅動(dòng)，它可以在需要冷卻發(fā)動(dòng)機才向發(fā)動(dòng)機索取動(dòng)力。一個(gè)分體散熱器可以裝在戶(hù)外，戶(hù)外空氣的流通好，并比發(fā)電機房的溫度低，因此可使用較小體積的散熱器，并且不影響效率。風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音也可以從建筑物上消失。
安裝考慮因素：
（1）散熱器遠置安裝，由于增加了輸送管路的長(cháng)度會(huì )增加冷卻水流的阻力，僅依靠發(fā)動(dòng)機的水泵可能無(wú)法保證冷卻液的循環(huán)動(dòng)力，若長(cháng)距離的傳送管道不可避免，則必須考慮加裝循環(huán)泵以補償管線(xiàn)系統的壓力降。
（2）若散熱器高處安裝，其冷卻液的壓頭不能高于發(fā)動(dòng)機水泵的允許范圍，即不應高于17米；以避免過(guò)高的壓強導致水泵密封的泄漏。
（3）冷卻系統的輸液管系盡量選用直管，若管系彎曲，可能會(huì )在垂面曲段管路中封閉有滯留氣體，導致散熱能力的下降，若大半徑曲管不可避免，必須在曲管段的最高點(diǎn)設置透氣管并接至膨脹水箱。
（4）膨脹箱除了脫泡、膨脹的功能外，還應考慮其容量的儲備，一般為總容量的15%。
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分體散熱器遠置方案 |
分體散熱器+熱交換器冷卻方案 |
三、熱交換器散熱系統
在自然水供應充足時(shí)，可以使用熱交換器，尤其是在空氣中含雜質(zhì)過(guò)多的地區采用，這可避免造成散熱器被雜物所傷或堵塞。在此系統中，熱交換器起著(zhù)一個(gè)中介換熱設備作用，把發(fā)動(dòng)機冷卻系統從分體散熱器的高靜水頭分開(kāi)，發(fā)動(dòng)機泵使冷卻液在發(fā)動(dòng)機和熱交散器內循環(huán)，另一個(gè)獨立的泵則將冷卻液在分體熱交換器之間循環(huán)，一般也稱(chēng)它們?yōu)閮妊h(huán)和外循環(huán)，外循環(huán)熱量可經(jīng)由冷卻塔進(jìn)行冷卻。
1、熱交換器＋冷卻水塔
當機房的溫度偏高而遇通風(fēng)系統不暢時(shí)，可以考慮考慮冷卻水塔。冷卻水塔的工作原理和遠置水箱原理差不多，不過(guò)后者循環(huán)水是全封閉式，而水塔的水會(huì )經(jīng)過(guò)室外的空氣進(jìn)行冷卻，室外空氣中的塵埃及酸性雨水會(huì )對水塔循環(huán)水造成污染，因此使用水塔時(shí)，應注意對循環(huán)水做處理。
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柴油發(fā)電機房冷卻塔結構示意圖 |
冷卻塔外循環(huán)水冷系統 |
2、熱交換器＋遠置散熱器
熱交換器+遠置散熱器，用于機房空間不足，通風(fēng)及散熱有困難的地方。當遠置散熱器必須安裝在機房以外的位置時(shí)，建議最好是加上熱交換器，因為有兩個(gè)獨立的循環(huán)負責散熱，對機組冷卻循環(huán)方面來(lái)說(shuō)，是一種保護。熱交換器上應配有補充水箱循環(huán)水泵應安裝在系統最低點(diǎn)，并考慮后備水泵的配置。
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標準熱交換器冷卻系統安裝圖 |
熱交換器冷卻系統圖 |
遠置散熱器系統的注意事項：
（1）檢查冷卻系統管路有否漏氣；
（2）當柴油發(fā)電機組運行時(shí)，檢查系統中的壓力是否正常；
（3）對于使用冷卻水塔循環(huán)水的處理，要注意循環(huán)水的PH值（約為8.5～10.5），否則循環(huán)水變酸后，容易產(chǎn)生銹蝕、積垢，令水循環(huán)效率降低影響機組正常運行，處理循環(huán)水應添加一些防銹劑。
（4）連接散熱器及熱交換器的管路須為鍍鋼、鋁質(zhì)等防銹材料，連接發(fā)電機組時(shí)采用高壓軟管進(jìn)行活接。管路（包括水/空中冷器）均能承受高于水泵的最高輸出壓力。
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熱交換器冷卻系統管路簡(jiǎn)化圖 |
熱交換器管路的冷卻水回路圖 |
表1 典型的水管磨擦力損失值
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流量
|
冷卻水管常見(jiàn)的管徑
|
|||||||
|
克/分鐘
|
升/秒
|
0.75"
(19.05mm)
|
1.00"
(25.4mm)
|
1.25"
(31.75mm)
|
1.5"
(38.1mm)
|
2.0"
(50.8mm)
|
2.5"
(63.5mm)
|
3.0”
(76.2mm)
|
|
5
|
0.34
|
10.5
|
3.25
|
0.84
|
0.40
|
0.16
|
0.05
|
|
|
10
|
0.63
|
38.0
|
11.7
|
3.05
|
1.43
|
0.50
|
0.17
|
0.07
|
|
15
|
0.95
|
80.0
|
25.0
|
6.50
|
3.05
|
1.07
|
0.37
|
0.15
|
|
20
|
1.26
|
136.0
|
420
|
11.1
|
5.20
|
1.82
|
0.61
|
0.25
|
|
25
|
1.58
|
4.0
|
64.0
|
16.6
|
7.85
|
2.73
|
0.92
|
0.38
|
|
30
|
1.9
|
0.13
|
89.0
|
23.0
|
11.0
|
3.84
|
1.29
|
0.54
|
|
35
|
2.21
|
0.17
|
119.0
|
31.2
|
14.7
|
5.10
|
1.72
|
0.71
|
|
40
|
2.52
|
0.22
|
152.0
|
40.0
|
18.8
|
6.60
|
2.20
|
0.91
|
|
45
|
2.84
|
0.28
|
5.0
|
50.0
|
23.2
|
8.20
|
2.76
|
1.16
|
|
50
|
3.15
|
0.34
|
0.11
|
60.0
|
28.4
|
9.90
|
3.32
|
1.38
|
|
60
|
3.79
|
0.47
|
0.16
|
85.0
|
39.6
|
13.9
|
4.65
|
1.92
|
|
70
|
4.42
|
0.63
|
0.21
|
113.0
|
53.0
|
18.4
|
6.20
|
2.57
|
|
75
|
4.73
|
0.72
|
0.24
|
129.0
|
60.0
|
20.9
|
7.05
|
2.93
|
|
80
|
5.05
|
0.81
|
0.27
|
145.0
|
68.0
|
23.7
|
7.90
|
3.28
|
|
90
|
5.68
|
1.00
|
0.34
|
6.0"
|
84.0
|
29.4
|
9.80
|
4.08
|
|
100
|
6.31
|
1.22
|
0.41
|
0.17
|
102.0
|
35.8
|
12.0
|
4.96
|
|
125
|
7.89
|
1.85
|
0.63
|
0.26
|
7.0"
|
54.0
|
17.6
|
7.55
|
|
150
|
9.46
|
2.60
|
0.87
|
0.36
|
0.17
|
76.0
|
25.7
|
10.5
|
|
175
|
11.05
|
3.44
|
1.16
|
0.48
|
0.22
|
8.0"
|
34.0
|
14.1
|
|
200
|
12.62
|
4.40
|
1.48
|
0.61
|
0.28
|
0.15
|
43.1
|
17.8
|
|
225
|
14.20
|
5.45
|
1.85
|
0.77
|
0.35
|
0.19
|
54.3
|
22.3
|
|
250
|
15.77
|
6.70
|
2.25
|
0.94
|
0.43
|
0.24
|
65.5
|
27.1
|
|
275
|
17.35
|
7.95
|
2.70
|
1.10
|
0.51
|
0.27
|
9.00"
|
32.3
|
|
300
|
18.93
|
9.30
|
3.14
|
1.30
|
0.60
|
0.32
|
0.18
|
38.0
|
|
325
|
20.5
|
10.8
|
3.65
|
1.51
|
0.68
|
0.37
|
0.21
|
44.1
|
|
350
|
22.08
|
12.4
|
4.19
|
1.70
|
0.77
|
0.43
|
0.24
|
50.5
|
|
375
|
23.66
|
14.2
|
4.80
|
1.95
|
0.89
|
0.48
|
0.28
|
10.0
|
|
400
|
25.24
|
16.0
|
5.40
|
2.20
|
1.01
|
0.55
|
0.31
|
0.19
|
|
425
|
26.81
|
17.9
|
6.10
|
2.47
|
1.14
|
0.61
|
0.35
|
0.21
|
|
450
|
28.39
|
19.8
|
6.70
|
2.74
|
1.26
|
0.68
|
0.38
|
0.23
|
|
475
|
29.97
|
|
7.40
|
2.82
|
1.46
|
0.75
|
0.42
|
0.26
|
|
500
|
31.55
|
|
8.10
|
2.90
|
1.54
|
0.82
|
0.46
|
0.28
|
|
750
|
47.32
|
|
|
7.09
|
3.23
|
1.76
|
0.98
|
0.59
|
|
1000
|
63.09
|
|
|
12.0
|
5.59
|
2.97
|
1.67
|
1.23
|
|
1250
|
78.86
|
|
|
|
8.39
|
4.48
|
2.55
|
1.51
|
|
1500
|
94.64
|
|
|
|
11.7
|
6.24
|
3.52
|
2.13
|
|
1750
|
110.41
|
|
|
|
|
7.45
|
4.70
|
2.80
|
|
2000
|
126.18
|
|
|
|
|
10.71
|
6,02
|
3.59
|
四、抗冷凝保護
如果發(fā)動(dòng)機是準備暴露在低溫環(huán)境下工作，那么發(fā)動(dòng)機內的冷卻用水就必須抗冷凝。在散熱器冷卻系統的安裝中，可加入抗冷凝劑到水中來(lái)抗凝。建議用乙烯甘醇作為柴油發(fā)動(dòng)機的永久抗凝劑，它本身就含有抗腐蝕劑。乙烯甘醇的濃度不可低于30%,以提供抗腐蝕作用，其濃度亦不可超過(guò)67%,以維持其傳熱的能力。
對于熱交器冷卻來(lái)說(shuō)，抗凝劑只起了一半作用，因為它只用在熱交換器的發(fā)動(dòng)機一側，不能保證另一側的自來(lái)水不結冰。
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