摘要:柴油发电机组可以根据客户的现场安装和使用要求区分为三种系统冷却方式:闭式循环风扇水冷却;分体式散热系统;热交换器系统。康明斯公司在本文详细阐述了这三种冷却方式作用、结构以及安装注意事项,并配套相应的设计图纸在用户实际柴发机房应用中用于参考。
1、闭式循环风扇水冷却
康明斯系列标准配置的发电机组除特殊要求外均为自带水箱闭式循环冷却方式(如图1所示)。总体上,冷却系统包括冷却水系统和冷却空气系统两部分。
当散热器装于发动机尾端时,发电机组定位应使散热器芯尽可能按前述要求靠近排放口(建议散热器芯距离出口的最大尺寸为150mm)。否则,可能产生热空气的回流。如果发电机组不能按上述方法定位,则必须在系统中另外增设一个配有钢制法兰的帆布排风槽,以便连接散热器及排风百页窗。
风槽的弯头必须为完好的曲率半径,如需制作长流程管道,则管道的截面积必须放大,以降低散热器的背压曰声的衰减管道要求长流程,且必须按各种不同建筑而设计。
图1 闭式循环冷却水箱
2、分体式散热系统
当发电机组被安装在地下室时,实际空间很可能会限制风槽的运用,在这种情况下,一般可采用其它的冷却方法。
远置式散热水箱之冷却系统是客户可以选择的方式之一(如图2所示)。在该系统中,散热器是与发电机组分开的,并由电动风机作散热之用,此系统可作为一个全封闭的单元组件供户外使用,亦可作开放形式供室内装置用。为确保电动风机与发电机组工作的同步,建议客户采用发电机组输出电力作为该电动风机的供电电源。
当散热器安装高于3m以上或水平距离超过10m时,大多数发电机组要求装一个分置的水箱和电动水泵,分置水箱的尺寸取决于整个冷却系统的容量,即需要的管道总量加上冷却用水量。冷却水由一台电动循环泵带动,从分置水箱经过散热器和发电机组进行循环。一般散热器风机和水泵马达是由发电机组供电的,它们消耗的功率应计入发电机组输出功率。当发电机组处于停用状态,此时水将从散热器流入分置水箱,而当发电机组在运行时,此分置水箱必须长期保持足够的冷却水以确保充满全部冷却系统及冷却水的有效循环。
图2 分体式散热系统
注意事项:
● 要防止外来杂质污染冷却液
● 分置水箱的扰流可使冷却液氧化
● 避免空气滞留于系统中,管道应备有通气孔
● 进行适当的水处理以达到发电机组使用要求
● 要预防冷却液凝结
● 使冷却液在机体中切实保持(无压)自然流动
● 如果散热器装于和发动机同一水平面,则无须采用分置水箱,但应在散热器正上方配置一个膨胀水箱,以容许冷却水受热膨胀和补充。
3、热交换器系统
该方式可以有"标准热交换器冷却方式"(如图3所示)和"分体水箱配热交换器冷却方式"(如图2所示)两种具体类型。这种系统要求的空间比分置式水箱要少,其封闭水路能利用补充水箱的球形阀将蒸发损失的冷却水自动补充,以保证冷却系统中始终有足够的冷却水。
康明斯系列柴油发电机组根据用户特殊要求可配套热交换器,在水质可能被污染的地区或能从冷却塔或大型贮水箱提供冷却水的场合都可以采用热交换器作为发电机组的冷却手段,但是水经过热交换器后,应被看成是受污染的水而不能作家庭用水。由于用后的水必须流向废水管,所以绝大多数地方不允许用食用水作热交换器用途。热交换器的水压可维持在大约0.14MPa左右。
当使用远置式散热器或热交换器的冷却系统时,必须保持一定的通风余量,以提供足够的空气给发动机燃烧,并作为机房的通风及冷却发电机组发出的辐射热之用。
注意:
对于远置散热器和热交换器的冷却系统:一些具备涡轮增压及(空空中冷)增压冷却系统的发动机是不适于远置散热器的冷却方式。但是对一些采用(水空中冷)增压冷却系统的发动机适合采用这种冷却方式。如将设有(空空中冷)增压冷却系统的发动机配合热交换器的冷却方式使用,将会导致输出功率损失。
图3 热交换器系统
4、冷却水
当客户打算将柴油发电机组使用于较低温环境中时,为防止冷却水有结冰的危险,机体内的冷却水就必须进行必要的抗冷凝保护,具体方法是在往机体内加注纯净的冷却水时,应按要求加注40%~60%剂量的乙二醇防冻液,同时,应采取必要的均匀混合措施,如预先在专门容器内将水与防冻液搅拌均匀,并在加注完后,将发电机组运行至热机状态,以获得最佳的均匀混合。
为更好地防止发电机组免受冻损,同时建议客户加装发电机组专用之水套加热器。该加热器的电源应为市电220VAC或380VAC的单相或3相电压,当发电机组处于备用停机状态时,该加热器能够视环境温度和机体内冷却水的实际温度实现自动水加热。使机体内冷却水的温度始终保持在+5~+40℃之间。
对于环境温度较高,没有发电机组冻损危险的地区,客户应在冷却水中均匀混合适当比例的防锈液,以免水道生锈,从而确保水循环正常畅通,避免影响发电机组的冷却效能。
注意:
为防止冷却系统内所有金属材料锈蚀,散热器水箱中应加注防锈水。
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