Руководство по охлаждению лодочного дизельного генератора: определение размеров морских радиаторов и теплообменников

40-футовый траулер с генераторной установкой мощностью 20 кВт в течение восьми часов работы в режиме охлаждения каждый час работы передает около 13 кВт тепла водяной рубашки охлаждения в контур охлаждения. Эту жару не волнует, что температура в машинном отделении уже составляет 48 градусов по Цельсию, что температура морской воды снаружи в конце лета составляет 31 градус по Цельсию или что жалюзийное вентиляционное отверстие перед радиатором наполовину перекрыто запасным крылом. Ему еще придется покинуть лодку.

Большинство сбоев в системе охлаждения на судах малого и среднего размера связаны с техническими неисправностями, а не с отказами двигателя: радиатор или теплообменник выбираются из каталога только по мощности в киловаттах, монтируются там, где к ним не может попасть воздух, покрываются покрытием для работы на суше, а затем выдерживают десятилетие солевых брызг и постоянной вибрации.

Стандартные условия, используемые повсюду: тропическая морская вода при температуре от 30 до 32 градусов Цельсия, температура окружающей среды в машинном отделении от 45 до 50 градусов Цельсия, непрерывная работа при температуре от 80 до 100 процентов от номинальной мощности.

Чего требует лодочный дизель-генератор от системы охлаждения

Лодочный дизель-генератор должен поддерживать номинальную температуру охлаждающей жидкости при постоянной нагрузке внутри закрытого, влажного, засоленного машинного помещения, и поэтому охлаждение является одной из наиболее частых причин отключения судовых генераторных установок из-за неисправностей топлива и электрооборудования.

Профиль нагрузки — это первое реальное отличие от любого дорожного применения. Резервный блок на пристани может работать 50 часов в год, в то время как та же машина мощностью 20 кВт на работающем рыболовном судне может работать 4000 часов, и с такой же скоростью накапливаются тепловые воздействия, циклы вибрации и воздействие соли.

• Окружающий воздух у поверхности активной зоны: в машинном отделении в жаркий день температура достигает 48–52 градусов по Цельсию, поэтому активная зона работает с гораздо меньшей разницей температур, чем предполагает ее каталожный рейтинг.
• Путь воздушного потока: жалюзи, изгиб воздуховода или близлежащее вытяжное отверстие могут сократить эффективный поток воздуха на 20–30 процентов.
• Пространство: машинное отделение ограничивает диаметр вентилятора и толщину сердечника, поэтому площадь лицевой поверхности, количество ребер на дюйм и тип трубки определяют производительность, превышающую номинальную мощность в киловаттах.
• Коррозия: горячий сердечник высушивает кристаллы соли на ребрах, и каждое соединение алюминия со сталью становится гальванической парой, как только покрытие царапается.
• Сервисный доступ: ядро, которое невозможно очистить на месте, очищается слишком поздно или не очищается вообще.

Производители радиаторов для прибрежных/морских дизельных генераторов Этот радиатор, созданный для суровых морских условий, устойчив к коррозии в морской воде и высокой влажности. Использование морских алюминиевых или медных сплавов с защитными покрытиями... Посмотреть продукт →

Судам, работающим в прибрежных или морских водах, необходим не только радиатор, но и весь пакет охлаждения, предназначенный для данной среды, от покрытия сердцевины и материала каркаса до ступицы вентилятора и крепежных элементов.

Математика тепловой нагрузки: почему морская генераторная установка — это не двигатель грузовика

Только около трети энергии дизельного топлива оставляется судовым генератором в виде электричества; примерно еще треть уходит с выхлопными газами, а оставшуюся часть приходится удалять контурами охлаждающей жидкости через радиатор или теплообменник.

Судовая генераторная установка мощностью 150 кВт при номинальной нагрузке подает примерно 95 кВт в контур водяной рубашки и около 38 кВт в доохладитель наддувочного воздуха. Двигатель грузовика такой же мощности пропускает воздушный поток через большую сердцевину и проводит большую часть своего срока службы при частичной нагрузке; морская установка работает с фиксированной скоростью, почти с полной нагрузкой, в неподвижном воздухе, часто в течение тысяч часов в год.

Приблизительные данные для типичного четырехтактного морского генератора при номинальной нагрузке; разделенные смены с номинальной мощностью, топливной системой и устройством промежуточного охлаждения.

Агрегаты, которые на бумаге выглядят щедро, часто выходят из строя именно в этот момент, потому что активная зона, рассчитанная на температуру окружающего воздуха 25 градусов по Цельсию, теряет пятую или более своей мощности в машинном отделении с температурой 50 градусов.

Сырая вода, килевое охлаждение или замкнутый контур: три контура, три ответа радиатора

Судовой дизель-генератор сбрасывает свое тепло через один из трех контуров, и выбранный контур решает, из чего должен быть построен сердечник, какой поток воздуха ему нужен и как часто его нужно чистить.

Теплообменник сырой воды

Морская вода проходит через пучок труб и уносит тепло за борт, в то время как сторона двигателя остается на охлаждающей жидкости, обработанной гликолем. Он компактен, не требует большого вентилятора и подходит для корпусов, где двигатель расположен низко, а поток забортной воды надежен. Его врагами являются загрязнение, засорение сетчатых фильтров, коррозия трубок и замерзание во время зимнего простоя.

Охлаждение киля

Тепло уходит через решетку трубок, прикрепленных к корпусу, поэтому сырая вода вообще не попадает в лодку. Это предпочтительнее для рабочих лодок, которые остаются на плаву круглый год, но решетка корпуса нуждается в защите и ежегодном осмотре, а длинные участки труб увеличивают объем охлаждающей жидкости, которую должен перекачивать насос.

Радиатор закрытого типа с вентилятором

Обычная активная зона, обычно установленная на расстоянии или в канале, отводит тепло в воздух машинного отделения. Он не допускает попадания морской воды в машинное отделение и работает, когда судно стоит на берегу, но требует наличия достаточного вентиляционного пространства, правильных воздуховодов и вентилятора, способного пропускать воздух через ограниченное пространство.

Производители теплообменников Эти агрегаты, предназначенные для жидкостного охлаждения, передают тепло от охлаждающей жидкости двигателя к внешнему источнику воды, например, градирне или системе сырой воды. Идея... Посмотреть продукт →

Солевой туман, вибрация и реальная цена коррозии

Покрытие и материал сердцевины определяют, достигнет ли морской радиатор своего двенадцатого сезона или выйдет из строя в третьем, а разница в покупной цене обычно составляет лишь небольшую часть стоимости одной незапланированной вывозки и потерянного чартерного дня.

Соляной туман оседает на горячих ребрах, высыхает в кристаллы и атакует любой оголенный алюминиевый или стальной край. Соединения трубы с коллектором и швы бака соединяют вместе разнородные металлы, а крутильная вибрация двигателя воздействует на эти соединения до тех пор, пока усталые трещины не раскроются и охлаждающая жидкость не начнет капать в ребра.

Производители радиаторов генератора прибрежной среды Эти радиаторы, изготовленные из материалов, устойчивых к солевой коррозии, и защитных покрытий обеспечивают длительную работу во влажной и соленой среде. Идеально подходит для портов, морей... Посмотреть продукт →

Строительство имеет не меньшее значение. Алюминиевые сердечники с гофрированными резервуарами хорошо противостоят вибрации, но полностью зависят от качества обжима и прокладки, в то время как цельноалюминиевые сердечники припаивают резервуар к коллектору и лучше переносят термоциклирование, если процесс пайки правильно контролируется.

Определение размеров и перекрестные ссылки на сменный радиатор

Решение о замене на аналогичный принимается на основе пяти измерений и проверки материала, а не по номеру детали, указанному на старом баке.

Цзянсу Вэйчуанская компания по производству радиаторов, Ltd. производит радиаторы генераторных установок трубчато-ребристой, пластинчато-ребристой, алюминиево-пластиковой и полностью алюминиевой конструкции, а также поставляет как OEM-сборочные линии, так и программы замены, что означает, что один и тот же завод может ответить стандартной перекрестной ссылкой или индивидуальным сердечником, построенным по чертежу.

Часто задаваемые вопросы об охлаждении лодочного дизельного генератора

Сколько тепла должен отводить радиатор лодочного дизель-генератора?

В качестве рабочего показателя водяной контур рубашки охлаждения переносит от 0,6 до 0,7 кВт тепла на каждый киловатт электрической мощности при номинальной нагрузке, а доохладитель наддувочного воздуха добавляет примерно 0,25 кВт на киловатт на агрегатах с турбонаддувом. Таким образом, генераторная установка мощностью 60 кВт требует от своей системы охлаждения снизить мощность примерно на 50 кВт.

Могу ли я установить автомобильный радиатор на морскую генераторную установку?

Нет. Автомобильные сердцевины рассчитаны на поток дорожного воздуха и периодические нагрузки, в них используются различные резервуары и способы крепления, и они не имеют покрытия, рассчитанного на постоянное воздействие соли. Установка будет нормально работать в доке и перегреваться при длительной нагрузке в горячем машинном отделении.

Почему мой генератор перегревается только на якоре?

Потому что и поток воздуха, и поток морской воды падают, когда судно останавливается. Горячий воздух рециркулирует к поверхности активной зоны, водоросли и мусор заполняют фильтр, и насос сырой воды теряет производительность. Прежде чем заменять какое-либо оборудование, измерьте скорость воздуха и расход морской воды.

Как часто следует чистить радиатор морского генератора?

Каждые 500–1000 часов работы в прибрежных условиях с ежегодной проверкой покрытия и проверкой химического состава охлаждающей жидкости. Агрегаты, эксплуатируемые в пыльных условиях или на море, следует проверять на более коротком конце этого диапазона.