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新聞主題 |
柴油機熱交換器冷卻系統(tǒng)優(yōu)點與安裝 |
柴油發(fā)電機組的冷卻原理是通過發(fā)動機的冷卻液循環(huán)冷卻。冷卻裝置通常包括兩種，一種是散熱器冷卻系統(tǒng)，一種是熱交換器冷卻系統(tǒng)。大多數(shù)發(fā)電機采用的是第一種冷卻系統(tǒng)，它是通過由發(fā)動機驅(qū)動的風扇把空氣吹進敢熱器芯，達到冷卻的目的，也可將散熱器與發(fā)動分體安裝，由一個電風扇來冷卻。當自然水供應充足時，則可采用第二種冷卻系統(tǒng)，即用熱交換器來代替散熱器，發(fā)動機冷卻液通過熱交換器來循環(huán)，并由自然水來冷卻。對于閉式自循環(huán)散熱器冷卻系統(tǒng)的一個重要的好處就是它是獨立的，如果風暴或事故切斷了公用供電來源，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)動機前的底座上的。
散熱器有兩種類型，一種是帶有冷卻風扇（安裝在發(fā)動機上）的散熱器，另一種是由外置風扇，驅(qū)動輪和可調(diào)皮帶張緊輪組成的散熱器。風扇的中心固定在一個文氏管罩內(nèi)，有非常小的間隙以取得高效率。風扇驅(qū)動輪、皮帶張緊輪和曲軸帶輪都經(jīng)過捋確地校直并由皮帶連成一個三點驅(qū)動，這種類型的散熱器通常用翼型葉片風扇，并有一個精確安裝大罩。
建議使用散熱器時，散熱器排出的空氣用通過連在散熱器上的風道口直接排出戶外，發(fā)動機應安裝在盡可能靠近外墻的位置，使風道盡量短。如果風道太長，則使用分體散熱器可能會更經(jīng)濟?？諝饬鲃优懦鰰r的阻力和入口風道的阻力不應超過風扇的靜態(tài)壓力。
當一臺散熱器要連接排氣風道時風道的接頭尺寸應按散熱器的規(guī)格來定。在散熱器和固定排氣風道之間的彈性通道材料（橡膠或化纖）需要隔震，并可在風道之間自由移動。
二、 分體散熱器
一個帶有電動馬達驅(qū)動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扇減少了發(fā)動機的部分功率。風扇可以由一個恒溫控制的馬達來驅(qū)動，它可以在需要冷卻發(fā)動機才向發(fā)動機索取動力。一個分體散熱器可以裝在戶外，戶外空氣的流通好，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度會增加冷卻水流的阻力，僅依靠發(fā)動機的水泵可能無法保證冷卻液的循環(huán)動力，若長距離的傳送管道不可避免，則必須考慮加裝循環(huán)泵以補償管線系統(tǒng)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)動機水泵的允許范圍，即不應高于17米；以避免過高的壓強導致水泵密封的泄漏。
（3）冷卻系統(tǒng)的輸液管系盡量選用直管，若管系彎曲，可能會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設(shè)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?cè)萘康?5%。
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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(tǒng)
在自然水供應充足時，可以使用熱交換器，尤其是在空氣中含雜質(zhì)過多的地區(qū)采用，這可避免造成散熱器被雜物所傷或堵塞。在此系統(tǒng)中，熱交換器起著一個中介換熱設(shè)備作用，把發(fā)動機冷卻系統(tǒng)從分體散熱器的高靜水頭分開，發(fā)動機泵使冷卻液在發(fā)動機和熱交散器內(nèi)循環(huán)，另一個獨立的泵則將冷卻液在分體熱交換器之間循環(huán)，一般也稱它們?yōu)閮?nèi)循環(huán)和外循環(huán)，外循環(huán)熱量可經(jīng)由冷卻塔進行冷卻。
1、熱交換器＋冷卻水塔
當機房的溫度偏高而遇通風系統(tǒng)不暢時，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，不過后者循環(huán)水是全封閉式，而水塔的水會經(jīng)過室外的空氣進行冷卻，室外空氣中的塵埃及酸性雨水會對水塔循環(huán)水造成污染，因此使用水塔時，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(jié)構(gòu)示意圖 |
冷卻塔外循環(huán)水冷系統(tǒng) |
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，建議最好是加上熱交換器，因為有兩個獨立的循環(huán)負責散熱，對機組冷卻循環(huán)方面來說，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(tǒng)最低點，并考慮后備水泵的配置。
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標準熱交換器冷卻系統(tǒng)安裝圖 |
熱交換器冷卻系統(tǒng)圖 |
遠置散熱器系統(tǒng)的注意事項：
（1）檢查冷卻系統(tǒng)管路有否漏氣；
（2）當柴油發(fā)電機組運行時，檢查系統(tǒng)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)電機組時采用高壓軟管進行活接。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(tǒng)管路簡化圖 |
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
|
冷卻水管常見的管徑
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|||||||
|
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)動機是準備暴露在低溫環(huán)境下工作，那么發(fā)動機內(nèi)的冷卻用水就必須抗冷凝。在散熱器冷卻系統(tǒng)的安裝中，可加入抗冷凝劑到水中來抗凝。建議用乙烯甘醇作為柴油發(fā)動機的永久抗凝劑，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67%,以維持其傳熱的能力。
對于熱交器冷卻來說，抗凝劑只起了一半作用，因為它只用在熱交換器的發(fā)動機一側(cè)，不能保證另一側(cè)的自來水不結(jié)冰。
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