柴油機熱交換器冷卻系統優點與安裝
發布時間：2024-03-30 點擊：222
柴油機熱交換器冷卻系統優點與安裝
柴油發電機組的冷卻原理是通過發動機的冷卻液循環冷卻。冷卻裝置通常包括兩種，一種是散熱器冷卻系統，一種是熱交換器冷卻系統。大多數發電機采用的是第一種冷卻系統，它是通過由發動機驅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，即用熱交換器來代替散熱器，發動機冷卻液通過熱交換器來循環，并由自然水來冷卻。對于閉式自循環散熱器冷卻系統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電機不能工作
一、連體式散熱器
散熱器是固定在發動機前的底座上的。
散熱器有兩種類型，一種是帶有冷卻風扇（安裝在發動機上）的散熱器，另一種是由外置風扇，驅動輪和可調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，有非常小的間隙以取得高效率。風扇驅動輪、皮帶張緊輪和曲軸帶輪都經過捋確地校直并由皮帶連成一個三點驅動，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動的分體式散熱器可以安裝在發電機外的任何地方。高效率的文氏管罩和風扇減少了發動機的部分功率。風扇可以由一個恒溫控制的馬達來驅動，它可以在需要冷卻發動機才向發動機索取動力。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，僅依靠發動機的水泵可能無法保證冷卻液的循環動力，若長距離的傳送管道不可避免，則必須考慮加裝循環泵以補償管線系統的壓力降。
（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，一般為總容量的15%。
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
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過多的地區采用，這可避免造成散熱器被雜物所傷或堵塞。在此系統中，熱交換器起著一個中介換熱設備作用，把發動機冷卻系統從分體散熱器的高靜水頭分開，發動機泵使冷卻液在發動機和熱交散器內循環，另一個獨立的泵則將冷卻液在分體熱交換器之間循環，一般也稱它們為內循環和外循環，外循環熱量可經由冷卻塔進行冷卻。
柴油發電機房冷卻塔結構示意圖
1、熱交換器＋冷卻水塔
當機房的溫度偏高而遇通風系統不暢時，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，不過后者循環水是全封閉式，而水塔的水會經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水造成污染，因此使用水塔時，應注意對循環水做處理。
冷卻塔外循環水冷系統
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負責散熱，對機組冷卻循環方面來說，是一種保護。熱交換器上應配有補充水箱循環水泵應安裝在系統最低點，并考慮后備水泵的配置。
標準熱交換器冷卻系統安裝圖
熱交換器冷卻系統圖
遠置散熱器系統的注意事項：
（1）檢查冷卻系統管路有否漏氣；
（2）當柴油發電機組運行時，檢查系統中的壓力是否正常；
（3）對于使用冷卻水塔循環水的處理，要注意循環水的ph值（約為8.5～10.5），否則循環水變酸后，容易產生銹蝕、積垢，令水循環效率降低影響機組正常運行，處理循環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、鋁質等防銹材料，連接發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。
熱交換器冷卻系統管路簡化圖
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
流量
冷卻水管常見的管徑
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
34
10.5
3.25
0.84
0.40
0.16
0.05
10
.63
38.0
11.7
3.05
1.43
0.50
0.17
0.07
15
.95
80.0
25.0
6.50
3.05
1.07
0.37
0.15
20
1.26
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一、連體式散熱器
散熱器是固定在發動機前的底座上的。
散熱器有兩種類型，一種是帶有冷卻風扇（安裝在發動機上）的散熱器，另一種是由外置風扇，驅動輪和可調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，有非常小的間隙以取得高效率。風扇驅動輪、皮帶張緊輪和曲軸帶輪都經過捋確地校直并由皮帶連成一個三點驅動，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動的分體式散熱器可以安裝在發電機外的任何地方。高效率的文氏管罩和風扇減少了發動機的部分功率。風扇可以由一個恒溫控制的馬達來驅動，它可以在需要冷卻發動機才向發動機索取動力。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，僅依靠發動機的水泵可能無法保證冷卻液的循環動力，若長距離的傳送管道不可避免，則必須考慮加裝循環泵以補償管線系統的壓力降。
（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，一般為總容量的15%。
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
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過多的地區采用，這可避免造成散熱器被雜物所傷或堵塞。在此系統中，熱交換器起著一個中介換熱設備作用，把發動機冷卻系統從分體散熱器的高靜水頭分開，發動機泵使冷卻液在發動機和熱交散器內循環，另一個獨立的泵則將冷卻液在分體熱交換器之間循環，一般也稱它們為內循環和外循環，外循環熱量可經由冷卻塔進行冷卻。
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1、熱交換器＋冷卻水塔
當機房的溫度偏高而遇通風系統不暢時，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，不過后者循環水是全封閉式，而水塔的水會經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水造成污染，因此使用水塔時，應注意對循環水做處理。
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2、熱交換器＋遠置散熱器
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遠置散熱器系統的注意事項：
（1）檢查冷卻系統管路有否漏氣；
（2）當柴油發電機組運行時，檢查系統中的壓力是否正常；
（3）對于使用冷卻水塔循環水的處理，要注意循環水的ph值（約為8.5～10.5），否則循環水變酸后，容易產生銹蝕、積垢，令水循環效率降低影響機組正常運行，處理循環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、鋁質等防銹材料，連接發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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流量
冷卻水管常見的管徑
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)
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0.07
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