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新闻主题 |
柴油机热交换器冷却系统优点与安装 |
柴油发电机组的冷却原理是通过发动机的冷却液循环冷却。冷却装置通常包括两种，一种是散热器冷却系统，一种是热交换器冷却系统。大多数发电机采用的是第一种冷却系统，它是通过由发动机驱动的风扇把空气吹进敢热器芯，达到冷却的目的，也可将散热器与发动分体安装，由一个电风扇来冷却。当自然水供应充足时，则可采用第二种冷却系统，即用热交换器来代替散热器，发动机冷却液通过热交换器来循环，并由自然水来冷却。对于闭式自循环散热器冷却系统的一个重要的好处就是它是独立的，如果风暴或事故切断了公用供电来源，它也可能切断了供水，使所有的靠公共供水冷却的发电机不能工作
一、连体式散热器
散热器是固定在发动机前的底座上的。
散热器有两种类型，一种是带有冷却风扇（安装在发动机上）的散热器，另一种是由外置风扇，驱动轮和可调皮带张紧轮组成的散热器。风扇的中心固定在一个文氏管罩内，有非常小的间隙以取得高效率。风扇驱动轮、皮带张紧轮和曲轴带轮都经过捋确地校直并由皮带连成一个三点驱动，这种类型的散热器通常用翼型叶片风扇，并有一个精确安装大罩。
建议使用散热器时，散热器排出的空气用通过连在散热器上的风道口直接排出户外，发动机应安装在尽可能靠近外墙的位置，使风道尽量短。如果风道太长，则使用分体散热器可能会更经济。空气流动排出时的阻力和入口风道的阻力不应超过风扇的静态压力。
当一台散热器要连接排气风道时风道的接头尺寸应按散热器的规格来定。在散热器和固定排气风道之间的弹性通道材料（橡胶或化纤）需要隔震，并可在风道之间自由移动。
二、 分体散热器
一个带有电动马达驱动的分体式散热器可以安装在发电机外的任何地方。高效率的文氏管罩和风扇减少了发动机的部分功率。风扇可以由一个恒温控制的马达来驱动，它可以在需要冷却发动机才向发动机索取动力。一个分体散热器可以装在户外，户外空气的流通好，并比发电机房的温度低，因此可使用较小体积的散热器，并且不影响效率。风扇产生的噪音也可以从建筑物上消失。
安装考虑因素：
（1）散热器远置安装，由于增加了输送管路的长度会增加冷却水流的阻力，仅依靠发动机的水泵可能无法保证冷却液的循环动力，若长距离的传送管道不可避免，则必须考虑加装循环泵以补偿管线系统的压力降。
（2）若散热器高处安装，其冷却液的压头不能高于发动机水泵的允许范围，即不应高于17米；以避免过高的压强导致水泵密封的泄漏。
（3）冷却系统的输液管系尽量选用直管，若管系弯曲，可能会在垂面曲段管路中封闭有滞留气体，导致散热能力的下降，若大半径曲管不可避免，必须在曲管段的最高点设置透气管并接至膨胀水箱。
（4）膨胀箱除了脱泡、膨胀的功能外，还应考虑其容量的储备，一般为总容量的15%。
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分体散热器远置方案 |
分体散热器+热交换器冷却方案 |
三、热交换器散热系统
在自然水供应充足时，可以使用热交换器，尤其是在空气中含杂质过多的地区采用，这可避免造成散热器被杂物所伤或堵塞。在此系统中，热交换器起着一个中介换热设备作用，把发动机冷却系统从分体散热器的高静水头分开，发动机泵使冷却液在发动机和热交散器内循环，另一个独立的泵则将冷却液在分体热交换器之间循环，一般也称它们为内循环和外循环，外循环热量可经由冷却塔进行冷却。
1、热交换器＋冷却水塔
当机房的温度偏高而遇通风系统不畅时，可以考虑考虑冷却水塔。冷却水塔的工作原理和远置水箱原理差不多，不过后者循环水是全封闭式，而水塔的水会经过室外的空气进行冷却，室外空气中的尘埃及酸性雨水会对水塔循环水造成污染，因此使用水塔时，应注意对循环水做处理。
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柴油发电机房冷却塔结构示意图 |
冷却塔外循环水冷系统 |
2、热交换器＋远置散热器
热交换器+远置散热器，用于机房空间不足，通风及散热有困难的地方。当远置散热器必须安装在机房以外的位置时，建议最好是加上热交换器，因为有两个独立的循环负责散热，对机组冷却循环方面来说，是一种保护。热交换器上应配有补充水箱循环水泵应安装在系统最低点，并考虑后备水泵的配置。
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标准热交换器冷却系统安装图 |
热交换器冷却系统图 |
远置散热器系统的注意事项：
（1）检查冷却系统管路有否漏气；
（2）当柴油发电机组运行时，检查系统中的压力是否正常；
（3）对于使用冷却水塔循环水的处理，要注意循环水的PH值（约为8.5～10.5），否则循环水变酸后，容易产生锈蚀、积垢，令水循环效率降低影响机组正常运行，处理循环水应添加一些防锈剂。
（4）连接散热器及热交换器的管路须为镀钢、铝质等防锈材料，连接发电机组时采用高压软管进行活接。管路（包括水/空中冷器）均能承受高于水泵的最高输出压力。
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热交换器冷却系统管路简化图 |
热交换器管路的冷却水回路图 |
表1 典型的水管磨擦力损失值
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流量
|
冷却水管常见的管径
|
|||||||
|
克/分钟
|
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、抗冷凝保护
如果发动机是准备暴露在低温环境下工作，那么发动机内的冷却用水就必须抗冷凝。在散热器冷却系统的安装中，可加入抗冷凝剂到水中来抗凝。建议用乙烯甘醇作为柴油发动机的永久抗凝剂，它本身就含有抗腐蚀剂。乙烯甘醇的浓度不可低于30%,以提供抗腐蚀作用，其浓度亦不可超过67%,以维持其传热的能力。
对于热交器冷却来说，抗凝剂只起了一半作用，因为它只用在热交换器的发动机一侧，不能保证另一侧的自来水不结冰。
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