摘要:柴油發電機組可以根據客戶的現場安裝和使用要求區分為三種系統冷卻方式:閉式循環風扇水冷卻;分體式散熱系統;熱交換器系統。康明斯公司在本文詳細闡述了這三種冷卻方式作用、結構以及安裝注意事項,并配套相應的設計圖紙在用戶實際柴發機房應用中用于參考。
1、閉式循環風扇水冷卻
康明斯系列標準配置的發電機組除特殊要求外均為自帶水箱閉式循環冷卻方式(如圖1所示)。總體上,冷卻系統包括冷卻水系統和冷卻空氣系統兩部分。
當散熱器裝于發動機尾端時,發電機組定位應使散熱器芯盡可能按前述要求靠近排放口(建議散熱器芯距離出口的最大尺寸為150mm)。否則,可能產生熱空氣的回流。如果發電機組不能按上述方法定位,則必須在系統中另外增設一個配有鋼制法蘭的帆布排風槽,以便連接散熱器及排風百頁窗。
風槽的彎頭必須為完好的曲率半徑,如需制作長流程管道,則管道的截面積必須放大,以降低散熱器的背壓曰聲的衰減管道要求長流程,且必須按各種不同建筑而設計。
圖1 閉式循環冷卻水箱
2、分體式散熱系統
當發電機組被安裝在地下室時,實際空間很可能會限制風槽的運用,在這種情況下,一般可采用其它的冷卻方法。
遠置式散熱水箱之冷卻系統是客戶可以選擇的方式之一(如圖2所示)。在該系統中,散熱器是與發電機組分開的,并由電動風機作散熱之用,此系統可作為一個全封閉的單元組件供戶外使用,亦可作開放形式供室內裝置用。為確保電動風機與發電機組工作的同步,建議客戶采用發電機組輸出電力作為該電動風機的供電電源。
當散熱器安裝高于3m以上或水平距離超過10m時,大多數發電機組要求裝一個分置的水箱和電動水泵,分置水箱的尺寸取決于整個冷卻系統的容量,即需要的管道總量加上冷卻用水量。冷卻水由一臺電動循環泵帶動,從分置水箱經過散熱器和發電機組進行循環。一般散熱器風機和水泵馬達是由發電機組供電的,它們消耗的功率應計入發電機組輸出功率。當發電機組處于停用狀態,此時水將從散熱器流入分置水箱,而當發電機組在運行時,此分置水箱必須長期保持足夠的冷卻水以確保充滿全部冷卻系統及冷卻水的有效循環。
圖2 分體式散熱系統
注意事項:
● 要防止外來雜質污染冷卻液
● 分置水箱的擾流可使冷卻液氧化
● 避免空氣滯留于系統中,管道應備有通氣孔
● 進行適當的水處理以達到發電機組使用要求
● 要預防冷卻液凝結
● 使冷卻液在機體中切實保持(無壓)自然流動
● 如果散熱器裝于和發動機同一水平面,則無須采用分置水箱,但應在散熱器正上方配置一個膨脹水箱,以容許冷卻水受熱膨脹和補充。
3、熱交換器系統
該方式可以有"標準熱交換器冷卻方式"(如圖3所示)和"分體水箱配熱交換器冷卻方式"(如圖2所示)兩種具體類型。這種系統要求的空間比分置式水箱要少,其封閉水路能利用補充水箱的球形閥將蒸發損失的冷卻水自動補充,以保證冷卻系統中始終有足夠的冷卻水。
康明斯系列柴油發電機組根據用戶特殊要求可配套熱交換器,在水質可能被污染的地區或能從冷卻塔或大型貯水箱提供冷卻水的場合都可以采用熱交換器作為發電機組的冷卻手段,但是水經過熱交換器后,應被看成是受污染的水而不能作家庭用水。由于用后的水必須流向廢水管,所以絕大多數地方不允許用食用水作熱交換器用途。熱交換器的水壓可維持在大約0.14MPa左右。
當使用遠置式散熱器或熱交換器的冷卻系統時,必須保持一定的通風余量,以提供足夠的空氣給發動機燃燒,并作為機房的通風及冷卻發電機組發出的輻射熱之用。
注意:
對于遠置散熱器和熱交換器的冷卻系統:一些具備渦輪增壓及(空空中冷)增壓冷卻系統的發動機是不適于遠置散熱器的冷卻方式。但是對一些采用(水空中冷)增壓冷卻系統的發動機適合采用這種冷卻方式。如將設有(空空中冷)增壓冷卻系統的發動機配合熱交換器的冷卻方式使用,將會導致輸出功率損失。
圖3 熱交換器系統
4、冷卻水
當客戶打算將柴油發電機組使用于較低溫環境中時,為防止冷卻水有結冰的危險,機體內的冷卻水就必須進行必要的抗冷凝保護,具體方法是在往機體內加注純凈的冷卻水時,應按要求加注40%~60%劑量的乙二醇防凍液,同時,應采取必要的均勻混合措施,如預先在專門容器內將水與防凍液攪拌均勻,并在加注完后,將發電機組運行至熱機狀態,以獲得最佳的均勻混合。
為更好地防止發電機組免受凍損,同時建議客戶加裝發電機組專用之水套加熱器。該加熱器的電源應為市電220VAC或380VAC的單相或3相電壓,當發電機組處于備用停機狀態時,該加熱器能夠視環境溫度和機體內冷卻水的實際溫度實現自動水加熱。使機體內冷卻水的溫度始終保持在+5~+40℃之間。
對于環境溫度較高,沒有發電機組凍損危險的地區,客戶應在冷卻水中均勻混合適當比例的防銹液,以免水道生銹,從而確保水循環正常暢通,避免影響發電機組的冷卻效能。
注意:
為防止冷卻系統內所有金屬材料銹蝕,散熱器水箱中應加注防銹水。
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