Сухие охладители высокой и низкой температуры для газового двигателя Дженбахер 620 ГС н

一, Требования к отводу тепла и основные проблемы газового двигателя Jenbacher 620 GS N
Газовый двигатель Jenbacher 620 GS N имеет V-образное расположение цилиндров с углом наклона 60 градусов и 20-цилиндровую конструкцию с рабочим объемом поршня 124,75 л. При работе на номинальной скорости 1500 об/мин в процессе сгорания выделяется большое количество тепла. В то же время различные среды, такие как моторное масло, трансмиссионная жидкость и сжатый воздух, должны поддерживать разные температурные диапазоны, что формирует сложные требования к рассеянию тепла в нескольких температурных зонах. Согласно техническим параметрам этой модели, низкотемпературный контур должен рассеивать до 169 кВт тепла, и имеются четкие пороги регулирования температуры -: максимальная температура на входе 40 градусов, температура обратной воды 70 градусов и температура воды на входе 90 градусов. Если система охлаждения не может быть точно подобрана, это напрямую приведет к ряду эксплуатационных опасностей.

Традиционные методы охлаждения часто используют единую структуру отвода тепла, что сложно удовлетворить температурным требованиям различных сред: неполный отвод тепла от высокотемпературных сред может привести к перегреву блока цилиндров двигателя, снижению эффективности сгорания и даже вызвать такие неисправности, как износ поршней и деформация головки блока цилиндров; Чрезмерное охлаждение низкотемпературных-сред приводит к увеличению энергопотребления, снижению текучести смазочного масла и усилению износа механических компонентов. Кроме того, Jenbacher 620 GS N обычно используется в закрытых помещениях, например, в генераторных. Традиционное охлаждающее оборудование может легко привести к накоплению тепла в машинном помещении, что еще больше повлияет на эффективность рассеивания тепла. В то же время его большая конструкция с сухим весом 12 000 кг также предъявляет более высокие требования к гибкости установки и пространственной адаптации вспомогательного охлаждающего оборудования.

Исходя из этого, сухой охладитель с разделением высоких и низких температур, с его основными преимуществами «зонного рассеивания тепла, точного контроля температуры, а также высокой эффективности и энергосбережения», стал оптимальным решением для охлаждения газового двигателя Jenbacher 620 GS N, идеально удовлетворяющим долгосрочные-потребности в стабильной работе этой модели в таких сценариях, как когенерация и промышленное производство электроэнергии.

2. Основная конструкция высоко- и низкотемпературных сухих охладителей и логика адаптации Jenbacher 620 GS N.
Высоко- и низкотемпературный сухой охладитель, адаптированный к газовому двигателю Jenbacher 620 GS N, имеет модульную конструкцию и разделен на две независимые системы: высокотемпературный контур и низкотемпературный контур, которые соответствуют различным требованиям к отводу тепла двигателя, обеспечивая отвод тепла по-требованию и точный контроль температуры. Логика его проектирования полностью соответствует техническим параметрам и эксплуатационным характеристикам модели.

(1) Высокотемпературный сухой охладитель: основное внимание уделяется рассеиванию тепла активной зоны.

Высокотемпературный сухой охладитель в основном отвечает за рассеивание тепла, выделяемого в процессе сгорания двигателя, адаптируясь к высокотемпературному контуру охлаждения Jenbacher 620 GS N и удовлетворяя потребности в отводе тепла таких ключевых компонентов, как блок цилиндров, головка блока цилиндров и поршень. Изюминкой его основной конструкции является использование эффективных теплообменных трубок и плоских ребер, которые увеличивают площадь теплообмена и облегчают последующую очистку и техническое обслуживание, отвечая требованиям конструкции системы охлаждения Jenbacher к «легкой очистке»; В качестве теплообменной среды выбрана специализированная охлаждающая жидкость, подходящая для высокотемпературных условий, которая может выдерживать высокие температуры окружающей среды выше 90 градусов и идеально соответствует температурному порогу высокотемпературного контура двигателя; В то же время он оснащен интеллектуальным модулем контроля температуры, позволяющим контролировать температуру охлаждающей жидкости в режиме реального времени, автоматически регулировать скорость вентилятора, обеспечивать стабильность температуры цилиндров двигателя в оптимальном рабочем диапазоне и избегать снижения мощности, вызванного перегревом. - Следует отметить, что в этой модели наблюдается снижение мощности, когда температура на впуске превышает 30 градусов, а точный контроль высокой-температуры может эффективно избежать этой проблемы.

(2) Низкотемпературный сухой охладитель: обеспечение стабильной работы вспомогательных систем.

Низко-сухой охладитель в основном предназначен для охлаждения моторного масла, трансмиссионной жидкости и сжатого воздуха, что соответствует низкотемпературному-контуру Jenbacher 620 GS N (тепловая нагрузка 169 кВт). Его конструкция ориентирована на «точный контроль температуры при низких-температурах» и «оптимизацию энергопотребления». В этом контуре используются независимые каналы теплообмена, полностью отделенные от высокотемпературного контура, чтобы избежать тепловых помех от различных температурных сред, обеспечить стабильность температуры смазочного масла в соответствующем диапазоне, гарантировать его смазочные характеристики и уменьшить механический износ, вызванный весом корпуса двигателя 12000 кг; В то же время, в ответ на требования к охлаждению воздуха после турбонаддува, температура воздуха может быть снижена до уровня ниже 40 градусов, чтобы увеличить плотность воздуха, тем самым увеличивая эффективность сгорания топлива и помогая двигателю поддерживать электрический КПД 45,0% и тепловой КПД 41,6%. Кроме того, низкотемпературный сухой охладитель можно спроектировать для удаленной установки, разместив оборудование за пределами генераторной, чтобы эффективно снизить накопление тепла и шумовое загрязнение внутри помещения, что еще больше оптимизирует рабочую среду в помещении.

(3) Общее преимущество адаптации: баланс стабильности и гибкости.
В дополнение к раздельной конструкции рассеивания тепла, высоко- и низкотемпературный сухой охладитель Jenbacher 620 GS N также имеет множество адаптационных характеристик: он имеет легкую конструкцию, которую можно гибко компоновать в соответствии с пространством компьютерного зала, и подходит для крупномасштабной установки этой модели; В качестве материала выбраны специальные материалы, обладающие коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам, а некоторые модели могут быть оснащены специальными покрытиями для адаптации к особым условиям, например прибрежных зон, и продления срока службы оборудования; Что касается управления, оно связано с системой управления двигателем для синхронизации данных в-режиме реального времени. Он может автоматически регулировать мощность охлаждения в соответствии с изменениями нагрузки двигателя (например, от холостого хода до номинальной нагрузки), что позволяет избежать неэффективного энергопотребления и соответствует основному позиционированию этой модели как «эффективная и-энергосберегающая». В то же время сухой охладитель использует принцип сухого охлаждения, не полагаясь на охлаждающую воду, избегая таких проблем, как накипь, коррозия и утечки, которые существуют в традиционных системах водяного охлаждения, снижает затраты на техническое обслуживание и полностью совместим с концепцией конструкции Jenbacher 620 GS N с длительным-сроком службы "первый капитальный ремонт в течение 60 000 часов".

3. Основная роль и прикладная ценность высоко- и низкотемпературных сухих охладителей Jenbacher 620 GS N.
В реальной работе газового двигателя Jenbacher 620 GS N высоко- и низкотемпературный сухой охладитель является не только «охлаждающим устройством», но и основной опорой, обеспечивающей стабильность агрегата, повышение эксплуатационной эффективности и продление срока службы оборудования. Его прикладная ценность в основном отражается в следующих трех аспектах.

(1) Обеспечьте стабильную работу устройства и избегайте риска неисправностей.

Основные компоненты Jenbacher 620 GS N (блок цилиндров, головка блока цилиндров, подшипники и т. д.) являются крупным газовым двигателем и чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры. Чрезмерные колебания температуры могут вызвать неравномерное тепловое расширение и сжатие компонентов, что приведет к выходу из строя уплотнений, износу компонентов и другим неисправностям. Высоко- и низкотемпературный сухой охладитель точно контролирует температуру высоко- и низкотемпературных контуров, гарантируя, что все компоненты двигателя всегда находятся в оптимальном рабочем диапазоне температур, эффективно избегая снижения мощности и отключения, вызванных перегревом, а также таких проблем, как затвердевание смазки и повышенное механическое сопротивление, вызванное переохлаждением. Например, в сценарии комбинированной выработки тепла и электроэнергии двигатель должен работать с полной нагрузкой в ​​течение длительного времени, а высокотемпературные и низкотемпературные сухие охладители могут стабильно поддерживать температуру системы охлаждения, обеспечивая непрерывную работу агрегата и избегая влияния сбоев отвода тепла на стабильность подачи тепла и электроэнергии. Это было полностью проверено на примере теплицы для перца Wijnen в Нидерландах -. В этом проекте три агрегата Jenbacher 620 GS N полагаются на эффективные системы охлаждения для обеспечения стабильного энергоснабжения, а также рекуперации и утилизации CO ₂.

(2)Повысить эксплуатационную энергоэффективность и снизить эксплуатационные расходы.
Общий КПД Jenbacher 620 GS N достигает 86.5 %, а эффективное рассеивание тепла высоко- и низкотемпературными сухими градирнями может еще больше раскрыть потенциал энергосбережения-устройства. С одной стороны, точный отвод тепла в высокотемпературном-контуре может обеспечить достаточное сгорание двигателя, сократить отходы топлива и снизить расход топлива благодаря низкой теплотворной способности (9,5 кВтч/нм ³) (785 нм ³/ч); С другой стороны, точное охлаждение смазочного масла с помощью низкотемпературного контура позволяет снизить механический износ, снизить расход смазочного масла (удельный расход смазочного масла для этой модели составляет 0,30 г/кВтч) и продлить цикл замены смазочного масла. При этом конструкция сухого охлаждения не требует строительства системы циркуляции охлаждающей воды, что позволяет экономить расход водных ресурсов и энергопотребление циркуляционного водяного насоса. Конструкция удаленной установки также снижает затраты на вентиляцию и охлаждение машинного помещения, а длительная-работа может значительно снизить эксплуатационные расходы агрегата. Кроме того, за счет охлаждения и наддува воздуха можно увеличить плотность воздуха, что может еще больше повысить выходную мощность двигателя и полностью использовать его номинальную электрическую мощность в 3354 кВт.

(3) Продлите срок службы оборудования и сократите затраты на техническое обслуживание.
Расчетный срок эксплуатации Jenbacher 620 GS N относительно велик, а рабочее состояние системы охлаждения напрямую влияет на срок службы агрегата. Высоко- и низкотемпературный сухой охладитель использует метод сухого теплообмена, который устраняет проблемы накипи и коррозии, вызванные охлаждающей водой, и может уменьшить засорение и потерю компонентов системы охлаждения; При этом модульная конструкция делает обслуживание оборудования удобным, позволяя проводить раздельное обслуживание высоко- или низкотемпературных контуров, не влияя на нормальную работу двигателя и сокращая время простоев на техническое обслуживание. Кроме того, материалы, устойчивые к высоким температурам и коррозии-, выбранные для оборудования, а также легко очищаемая конструкция ребер еще больше продлевают срок службы сухого охладителя, что соответствует концепции конструкции двигателя «долгий срок службы, низкие эксплуатационные расходы», и снижают затраты на техническое обслуживание в течение всего жизненного цикла устройства. В то же время некоторые поставщики могут предоставлять бесплатные запасные части, видеотехническую поддержку и другие после-послепродажные услуги, чтобы еще больше повысить удобство обслуживания оборудования.

4. Сценарии применения и практическая проверка.
Высоко- и низкотемпературный сухой охладитель, адаптированный к газовому двигателю Jenbacher 620 GS N, благодаря своей превосходной адаптируемости и эксплуатационным характеристикам широко используется в различных сценариях, включая электростанции с распределенной энергией, когенерацию промышленного производства и энергоснабжение крупных-зданий. На электростанциях с распределенной энергетикой установка Jenbacher 620 GS N может обеспечить комплексную работу «выработка электроэнергии+отопление». Высоко- и низкотемпературные сухие охладители обеспечивают стабильную работу агрегата при различных нагрузках за счет точного контроля температуры, повышая эффективность использования энергии; В промышленном производстве данная модель может обеспечить стабильную электро- и тепловую энергию для производственного процесса. Высоко- и низкотемпературный сухой охладитель может адаптироваться к сложным условиям работы в промышленной среде, противостоять воздействию пыли, высоких температур и т. д. и обеспечивать непрерывную работу устройства; В таких сценариях, как посадка теплиц и региональное отопление, комбинированные преимущества тепла и электроэнергии агрегата могут быть полностью использованы, а высоко- и низкотемпературные сухие охладители обеспечивают надежные гарантии охлаждения для этой долгосрочной-стабильной работы.

Из практических примеров можно отметить, что на электростанции, работающей на биомассе Гюссинга в Австрии, установка Jenbacher 620 GS N использует древесный газ в качестве топлива и полагается на эффективное рассеивание тепла высоко- и низкотемпературными сухими градирнями для достижения цели проекта по обеспечению 100% возобновляемой энергии; На заводе Beretto в Италии комбинированная теплоэнергетическая система этой модели снизила затраты на энергоснабжение завода на 30% с гарантией стабильного охлаждения. Эти случаи полностью подтверждают совместимость высоко- и низкотемпературных сухих охладителей с газовыми двигателями Jenbacher 620 GS N, а также их основные преимущества в повышении эксплуатационной стабильности, снижении затрат и оптимизации использования энергии.