Високотемпературні та низькотемпературні сухі охолоджувачі для газового двигуна Jenbacher 620 GS N
一 Вимоги до розсіювання тепла та основні проблеми газового двигуна Jenbacher 620 GS N
Газовий двигун Jenbacher 620 GS N має V--подібне розташування циліндрів під кутом 60 градусів і 20-циліндрову конструкцію з робочим об’ємом поршня 124,75 л. При роботі на номінальній швидкості 1500 об/хв процес згоряння генерує велику кількість тепла. У той же час різні середовища, такі як моторне масло, трансмісійна рідина та повітря під тиском, повинні підтримувати різні температурні діапазони, утворюючи складну вимогу розсіювання тепла в кількох температурних зонах. Згідно з технічними параметрами цієї моделі, низько{9}}температурний контур має розсіювати до 169 кВт тепла, і існують чіткі порогові значення температури - максимальна температура на вході 40 градусів, температура зворотної води 70 градусів і температура води на вході 90 градусів. Якщо систему охолодження не можна точно підібрати, це спричинить ряд небезпек у роботі.
Традиційні методи охолодження часто використовують єдину структуру розсіювання тепла, яка важко задовольнити температурні вимоги різних середовищ: неповне розсіювання тепла середовищ із високою-температурою може призвести до перегріву блоку циліндрів двигуна, зниження ефективності згоряння та навіть спричинити такі несправності, як знос поршня та деформація головки циліндра; Надмірне охолодження низько{1}}температурних середовищ збільшить споживання енергії, зменшить плинність мастила та посилить знос механічних компонентів. Крім того, Jenbacher 620 GS N зазвичай використовується в закритих приміщеннях, таких як генераторні. Традиційне охолоджувальне обладнання може легко призвести до накопичення тепла в машинному відділенні, що додатково впливає на ефективність розсіювання тепла. У той же час його велика конструкція з сухою вагою 12000 кг також висуває вищі вимоги до гнучкості встановлення та просторової адаптації допоміжного охолоджувального обладнання.
Виходячи з цього, розділений високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач із його основними перевагами «зонне розсіювання тепла, точне регулювання температури, висока ефективність і енергозбереження» став оптимальним рішенням для охолодження газового двигуна Jenbacher 620 GS N, ідеально задовольняючи довгострокові -потреби стабільної роботи цієї моделі в таких сценаріях, як когенерація та промислове виробництво електроенергії.
2. Основна конструкція високо- та низькотемпературних сухих охолоджувачів і логіка адаптації Jenbacher 620 GS N
Високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач, адаптований до газового двигуна Jenbacher 620 GS N, має модульну конструкцію та розділений на дві незалежні системи, високотемпературний контур і низькотемпературний контур, які відповідають різним вимогам двигуна щодо відведення тепла, досягаючи «-розсіювання тепла за потребою та точного контролю температури». Його конструктивна логіка повністю відповідає технічним параметрам і експлуатаційним характеристикам моделі.
(1) Високотемпературний сухий охолоджувач: зосередження на розсіюванні тепла згоряння ядра
Високотемпературний сухий охолоджувач-головним чином відповідає за розсіювання тепла серцевини, яке утворюється під час процесу згоряння двигуна, адаптується до високо{1}}температурного контуру охолодження Jenbacher 620 GS N і задовольняє потреби розсіювання тепла ключових компонентів, таких як блок циліндрів, головка циліндра та поршень. Головна особливість його основної конструкції полягає у використанні ефективних теплообмінних труб і плоских ребристих структур, які збільшують площу теплообміну та полегшують подальше очищення та технічне обслуговування, відповідаючи вимогам конструкції системи охолодження Jenbacher щодо «легкого очищення»; Теплообмінне середовище вибрано зі спеціальною охолоджуючою рідиною, придатною для умов високої температури, яка може витримувати високу температуру середовища вище 90 градусів і ідеально відповідає температурному порогу високотемпературного контуру двигуна; У той же час вона оснащена інтелектуальним модулем контролю температури для моніторингу температури охолоджуючої рідини в режимі реального часу, автоматичного регулювання швидкості вентилятора, забезпечення стабільності температури циліндра двигуна в оптимальному робочому діапазоні та запобігання ослабленню потужності, спричиненому перегрівом - слід зазначити, що ця модель зазнає ослаблення потужності, коли температура на вході перевищує 30 градусів, і точне керування високою-температурою може ефективно уникнути цього проблема.
(2) Низькотемпературний сухий охолоджувач: забезпечення стабільної роботи допоміжних систем
Низькотемпературний сухий охолоджувач в основному призначений для охолодження моторної мастила, трансмісійної рідини та повітря під тиском, що відповідає низькотемпературному контуру Jenbacher 620 GS N (навантаження на розсіювання тепла 169 кВт). Його дизайн зосереджений на «-точному контролі температури за низьких температур» і «оптимізації споживання енергії». Цей контур має незалежні теплообмінні канали, повністю відокремлені від високо-температурного контуру, щоб уникнути теплових перешкод від середовища з різною температурою, забезпечити стабільність температури мастила в належному діапазоні, гарантувати ефективність змащування та зменшити механічний знос, спричинений вагою двигуна 12000 кг; У той же час, відповідно до вимог охолодження повітря після турбонаддуву, температуру повітря можна знизити до рівня нижче 40 градусів, щоб збільшити щільність повітря, тим самим підвищуючи ефективність згоряння палива та допомагаючи двигуну підтримувати 45,0% електричної ефективності та 41,6% теплової ефективності. Крім того, низькотемпературний сухий охолоджувач може бути розроблений для дистанційного встановлення, розміщуючи обладнання поза генераторною кімнатою, щоб ефективно зменшити накопичення тепла та шумове забруднення всередині кімнати, додатково оптимізуючи робоче середовище в кімнаті.
(3) Загальна перевага адаптації: баланс стабільності та гнучкості
На додаток до дизайну розсіювання тепла, високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач Jenbacher 620 GS N також має численні адаптаційні характеристики: він має легку конструкцію, яку можна гнучко розташувати відповідно до простору комп’ютерної кімнати, і підходить для велико-потреб встановлення цієї моделі; Для матеріалу вибираються спеціальні матеріали з корозійною стійкістю та стійкістю до високих температур, а деякі моделі можуть бути оснащені спеціальними покриттями для адаптації до особливих умов, таких як прибережні зони, і продовження терміну служби обладнання; З точки зору керування, він пов’язаний із системою керування двигуном для досягнення-синхронізації даних у реальному часі. Він може автоматично регулювати потужність охолодження відповідно до змін у навантаженні двигуна (наприклад, від холостого ходу до номінального навантаження), уникаючи неефективного споживання енергії та узгоджуючи з основним позиціонуванням цієї моделі як «ефективна та-енергозберігаюча». У той же час сухий кулер використовує принцип сухого охолодження, не покладаючись на охолоджуючу воду, уникаючи таких проблем, як утворення накипу, корозія та витік, які існують у традиційних системах водяного охолодження, зменшуючи витрати на технічне обслуговування та дуже сумісний із довгостроковою концепцією Jenbacher 620 GS N «перший капітальний ремонт 60 000 годин»-.
3. Основна роль і застосування високотемпературних сухих охолоджувачів у Jenbacher 620 GS N
Під час фактичної роботи газового двигуна Jenbacher 620 GS N високо- та низькотемпературний сухий охолоджувач є не лише «охолоджуючим пристроєм», але й основною підтримкою для забезпечення стабільності агрегату, підвищення ефективності роботи та продовження терміну служби обладнання. Його прикладна цінність в основному відображається в наступних трьох аспектах.
(1) Забезпечте стабільну роботу пристрою та уникайте ризику несправностей
Як великий газовий двигун, ключові компоненти Jenbacher 620 GS N (блок циліндрів, головка блоку циліндрів, підшипники тощо) надзвичайно чутливі до змін температури. Надмірні температурні коливання можуть спричинити нерівномірне теплове розширення та звуження компонентів, що призведе до пошкодження ущільнення, зносу компонентів та інших несправностей. Високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач точно контролює температуру високотемпературних і низькотемпературних контурів, гарантуючи, що всі компоненти двигуна завжди знаходяться в оптимальному діапазоні робочих температур, ефективно уникаючи ослаблення потужності та відключення, спричинених перегрівом, а також таких проблем, як затвердіння мастила та підвищений механічний опір, спричинений переохолодженням. Наприклад, у сценарії комбінованого виробництва тепла та електроенергії двигун повинен працювати при повному навантаженні протягом тривалого часу, а високотемпературні та низькотемпературні сухі охолоджувачі можуть стабільно підтримувати температуру системи охолодження, забезпечуючи безперервну роботу агрегату та уникаючи впливу збоїв у розсіюванні тепла на стабільність тепло- та електропостачання. Це було повністю підтверджено на прикладі використання теплиці для перцю Wijnen у Нідерландах - у цьому проекті три агрегати Jenbacher 620 GS N покладаються на ефективні системи охолодження для досягнення стабільного енергопостачання та відновлення й утилізації CO ₂.
(2) Підвищення операційної енергоефективності та зниження експлуатаційних витрат
Загальний ККД Jenbacher 620 GS N становить 86.5%, а ефективне розсіювання тепла високо- та низькотемпературними сухими охолоджувачами може ще більше використовувати-потенціал енергозбереження пристрою. З одного боку, точне розсіювання тепла високо{4}}температурного контуру може забезпечити достатнє згоряння двигуна, зменшити витрати палива та знизити споживання палива на основі низької теплотворної здатності (9,5 кВт·год/нм ³) (785 нм ³/год); З іншого боку, точне охолодження мастила за допомогою низько{7}}температурного контуру може зменшити механічний знос, зменшити споживання мастила (питоме споживання мастила цієї моделі становить 0,30 г/кВт-год) і подовжити цикл заміни мастила. У той же час конструкція сухого охолодження не вимагає побудови системи циркуляції охолоджувальної води, заощаджуючи споживання водних ресурсів і споживання робочої енергії циркуляційного водяного насоса. Конструкція дистанційного встановлення також зменшує витрати на вентиляцію та охолодження в машинному відділенні, а довготривала-експлуатація може значно знизити експлуатаційні витрати установки. Крім того, завдяки охолодженню та наддуву повітря можна збільшити щільність повітря, що може додатково підвищити вихідну потужність двигуна та повністю використати його перевагу в номінальній електричній потужності 3354 кВт.
(3) Подовження терміну служби обладнання та зниження витрат на обслуговування
Розрахунковий термін служби Jenbacher 620 GS N відносно довгий, а робочий стан системи охолодження безпосередньо впливає на термін служби агрегату. Високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач використовує метод сухого теплообміну, який усуває проблеми утворення накипу та корозії, спричинені охолоджувальною водою, і може зменшити блокування та втрату компонентів системи охолодження; Водночас модульна конструкція робить технічне обслуговування обладнання зручним, дозволяючи окремо обслуговувати контури високої та низької температури, не впливаючи на нормальну роботу двигуна та скорочуючи час простою для обслуговування. Крім того, стійкі до високих температур і корозії -матеріали, вибрані для обладнання, а також реберна структура, яку легко чистити, ще більше подовжують термін служби сухого охолоджувача відповідно до концепції конструкції двигуна «тривалий термін служби, низькі витрати на обслуговування» та зменшують витрати на обслуговування протягом усього життєвого циклу агрегату. У той же час деякі постачальники можуть надавати безкоштовні запасні частини, технічну відеопідтримку та інші-післяпродажні послуги, щоб ще більше підвищити зручність обслуговування обладнання.
4, Сценарії застосування та практична перевірка
Високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач, адаптований до газового двигуна Jenbacher 620 GS N, із чудовою адаптивністю та експлуатаційними характеристиками широко використовується в різних сценаріях, зокрема на розподілених електростанціях, когенерації промислового виробництва та велико{1}}енергопостачання будівель. На електростанціях з розподіленою енергією блок Jenbacher 620 GS N може досягати інтегрованої роботи "виробництво електроенергії + опалення". Високотемпературні та низькотемпературні сухі охолоджувачі забезпечують стабільну роботу установки при різних навантаженнях завдяки точному контролю температури, підвищуючи ефективність використання енергії; У промисловому виробництві дана модель може стабільно забезпечувати виробничий процес електроенергією та теплом. Високотемпературний і низькотемпературний сухий охолоджувач може адаптуватися до складних робочих умов промислового середовища, протистояти впливу пилу, високої температури тощо та забезпечувати безперервну роботу пристрою; У таких сценаріях, як посадка теплиць і регіональне опалення, комбіновані тепло- та енергетичні переваги блоку можуть бути повністю використані, а високотемпературні та низькотемпературні сухі охолоджувачі забезпечують надійні гарантії охолодження для цієї довгострокової-стабільної роботи.
З практичних випадків, на електростанції на біомасі Güssing в Австрії, установка Jenbacher 620 GS N використовує деревний газ як паливо та покладається на ефективне розсіювання тепла високо- та низькотемпературних сухих охолоджувачів для досягнення мети проекту щодо 100% постачання відновлюваної енергії; На фабриці Beretto в Італії система комбінованого тепла та електроенергії цієї моделі знизила вартість енергопостачання заводу на 30% із гарантією стабільного охолодження. Ці випадки повністю перевіряють сумісність високотемпературних і низькотемпературних сухих охолоджувачів з газовими двигунами Jenbacher 620 GS N, а також їхні основні цінності щодо підвищення стабільності роботи, зниження витрат і оптимізації використання енергії.
