Vysokoteplotné a nízkoteplotné suché chladiče pre plynový motor Jenbacher 620 GS N
一, Požiadavky na rozptyl tepla a hlavné bolestivé body plynového motora Jenbacher 620 GS N
Plynový motor Jenbacher 620 GS N využíva 60-stupňové usporiadanie valcov v tvare V- a 20-valcovú konštrukciu so zdvihovým objemom piestu 124,75 l. Pri prevádzke pri menovitých otáčkach 1500 ot./min., spaľovací proces vytvára veľké množstvo tepla. Súčasne rôzne médiá, ako je motorový olej, prevodová kvapalina a stlačený vzduch, musia udržiavať rôzne teplotné rozsahy, čím sa vytvára komplexná požiadavka na odvádzanie tepla vo viacerých teplotných zónach. Podľa technických parametrov tohto modelu musí nízkoteplotný okruh odviesť až 169 kW tepla a existujú jasné prahové hodnoty regulácie teploty - maximálna vstupná teplota 40 stupňov , teplota vratnej vody 70 stupňov a teplota vstupnej vody 90 stupňov . Ak nie je možné presne prispôsobiť chladiaci systém, spôsobí to priamo sériu prevádzkových rizík.
Tradičné spôsoby chladenia často využívajú jedinú štruktúru odvádzania tepla, čo je ťažké splniť teplotné požiadavky rôznych médií: neúplné odvádzanie tepla vysokoteplotných médií- môže viesť k prehriatiu bloku valcov motora, zníženiu účinnosti spaľovania a dokonca môže spôsobiť poruchy, ako je opotrebovanie piestov a deformácia hlavy valcov; Nadmerné chladenie nízkoteplotných médií- zvýši spotrebu energie, zníži tekutosť mazacieho oleja a zhorší opotrebovanie mechanických komponentov. Okrem toho sa Jenbacher 620 GS N bežne používa v uzavretých priestoroch, ako sú generátorové miestnosti. Tradičné chladiace zariadenia môžu ľahko viesť k akumulácii tepla v strojovni, čo ďalej ovplyvňuje účinnosť odvodu tepla. Zároveň jeho veľká konštrukcia so suchou hmotnosťou 12 000 kg kladie aj vyššie nároky na flexibilitu inštalácie a priestorovú prispôsobivosť podporných chladiacich zariadení.
Na základe toho sa vysoko a nízkoteplotný oddelený suchý chladič so svojimi základnými výhodami „odvádzania tepla do zóny, presného riadenia teploty a vysokej účinnosti a úspory energie“ stal optimálnym chladiacim riešením pre plynový motor Jenbacher 620 GS N, ktoré dokonale spĺňa dlhodobé-potreby stabilnej prevádzky tohto modelu v scenároch, ako je kogenerácia a priemyselná výroba energie.
2, Základný dizajn suchých chladičov s vysokou a nízkou teplotou a logika adaptácie Jenbacher 620 GS N
Vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič prispôsobený pre plynový motor Jenbacher 620 GS N má modulárnu konštrukciu a je rozdelený na dva nezávislé systémy, vysokoteplotný okruh a nízkoteplotný okruh, ktoré zodpovedajú rôznym požiadavkám motora na odvod tepla, čím sa dosahuje odvod tepla „na{1}}požiadavku a presné riadenie teploty“. Jeho konštrukčná logika plne zodpovedá technickým parametrom a prevádzkovým vlastnostiam modelu.
(1) Vysokoteplotný suchý chladič: so zameraním na rozptyl tepla zo spaľovania jadra
Vysokoteplotný suchý chladič je zodpovedný hlavne za odvádzanie tepla v jadre generovaného počas spaľovacieho procesu motora, prispôsobovanie sa vysokoteplotnému chladiacemu okruhu motora Jenbacher 620 GS N a zacielenie na potreby rozptylu tepla kľúčových komponentov, ako sú blok valcov, hlava valcov a piest. Vrcholom jeho jadrovej konštrukcie je použitie efektívnych teplovýmenných rúrok a plochých rebrových štruktúr, ktoré zväčšujú teplovýmennú plochu a uľahčujú neskoršie čistenie a údržbu, pričom spĺňajú konštrukčné požiadavky chladiaceho systému Jenbacher na „ľahké čistenie“; Médium na výmenu tepla je vybrané so špecializovanou chladiacou kvapalinou vhodnou pre vysokoteplotné podmienky, ktorá dokáže odolávať prostrediam s vysokou teplotou nad 90 stupňov a dokonale zodpovedá teplotnému prahu vysokoteplotného okruhu motora; Zároveň je vybavený inteligentným modulom regulácie teploty na monitorovanie teploty chladiacej kvapaliny v reálnom čase, automatické prispôsobenie otáčok ventilátora, zabezpečenie stabilnej teploty valcov motora v optimálnom pracovnom rozsahu a zabránenie útlmu výkonu spôsobenému prehriatím - treba poznamenať, že tento model zaznamená útlm výkonu, keď teplota nasávania presiahne 30 stupňov a presná regulácia vysokej teploty môže účinne zabrániť tomuto problému{7}.
(2) Nízkoteplotný suchý chladič: zabezpečenie stabilnej prevádzky pomocných systémov
Nízkoteplotný suchý chladič je určený hlavne na chladenie motorového mazacieho oleja, prevodovej kvapaliny a stlačeného vzduchu, čo zodpovedá nízkoteplotnému -okruhu Jenbacher 620 GS N (zaťaženie odvodom tepla 169 kW). Jeho dizajn sa zameriava na „nízko{5}}teplotné presné riadenie teploty“ a „optimalizáciu spotreby energie“. Tento okruh využíva nezávislé kanály výmeny tepla, ktoré sú úplne oddelené od vysokoteplotného- okruhu, aby sa predišlo rušeniu tepla médiami s rôznymi teplotami, zabezpečila sa stabilná teplota mazacieho oleja vo vhodnom rozsahu, zaručil sa jeho mazací výkon a znížilo sa mechanické opotrebenie spôsobené telesnou hmotnosťou motora 12 000 kg; Súčasne, v reakcii na požiadavky na chladenie vzduchu po preplňovaní turbodúchadlom, možno teplotu vzduchu znížiť pod 40 stupňov, aby sa zvýšila hustota vzduchu, čím sa zvýši účinnosť spaľovania paliva a motor si udrží 45,0 % elektrickú účinnosť a 41,6 % tepelnú účinnosť. Nízkoteplotný suchý chladič môže byť navyše navrhnutý na vzdialenú inštaláciu, umiestnením zariadenia mimo miestnosti generátora, aby sa účinne znížilo hromadenie tepla a hlukové znečistenie vo vnútri miestnosti, čím sa ďalej optimalizuje prevádzkové prostredie miestnosti.
(3) Celková výhoda prispôsobenia: Vyváženie stability a flexibility
Suchý chladič Jenbacher 620 GS N s vysokou a nízkou teplotou má okrem dizajnu odvádzania tepla prepážkami aj viacero adaptačných charakteristík: má ľahkú konštrukciu, ktorú možno flexibilne usporiadať podľa priestoru počítačovej miestnosti a je vhodný pre-inštalačné potreby tohto modelu vo veľkom meradle; Pre materiál sa vyberajú špeciálne materiály s odolnosťou proti korózii a vysokým teplotám a niektoré modely môžu byť vybavené špeciálnymi nátermi, aby sa prispôsobili špeciálnemu prostrediu, ako sú pobrežné oblasti, a predĺžili životnosť zariadenia; Pokiaľ ide o ovládanie, je prepojený s riadiacim systémom motora, aby sa dosiahla synchronizácia údajov-v reálnom čase. Dokáže automaticky upravovať chladiaci výkon podľa zmien zaťaženia motora (napríklad z voľnobehu na menovité zaťaženie), čím sa vyhne neefektívnej spotrebe energie a je v súlade s umiestnením jadra tohto modelu ako „účinného a energeticky-úsporného“. Suchý chladič zároveň využíva princíp suchého chladenia bez toho, aby sa spoliehal na chladiacu vodu, čím sa vyhýba problémom, ako je tvorba vodného kameňa, korózia a netesnosti, ktoré existujú v tradičných systémoch vodného chladenia, znižuje náklady na údržbu a je vysoko kompatibilný s koncepciou dizajnu „60 000 hodín prvej generálnej opravy“ s dlhou{8}}životnosťou modelu Jenbacher 620 GS N.
3, Hlavná úloha a aplikačná hodnota vysokoteplotných a nízkoteplotných suchých chladičov v Jenbacher 620 GS N
Pri skutočnej prevádzke plynového motora Jenbacher 620 GS N nie je vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič len „chladiacim zariadením“, ale aj základnou podporou na zabezpečenie stability jednotky, zlepšenie prevádzkovej účinnosti a predĺženie životnosti zariadenia. Jeho aplikačná hodnota sa odráža najmä v nasledujúcich troch aspektoch.
(1) Zabezpečte stabilnú prevádzku jednotky a zabráňte riziku porúch
Ako veľký plynový motor sú kľúčové komponenty Jenbacher 620 GS N (blok valcov, hlava valcov, ložiská atď.) mimoriadne citlivé na zmeny teploty. Nadmerné kolísanie teploty môže spôsobiť nerovnomernú tepelnú rozťažnosť a kontrakciu komponentov, čo vedie k poruche tesnenia, opotrebovaniu komponentov a iným poruchám. Vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič presne riadi teplotu vysokoteplotných a nízkoteplotných okruhov, čím zaisťuje, že všetky komponenty motora sú vždy v optimálnom rozsahu pracovných teplôt, čím sa účinne predchádza útlmu výkonu a vypínaniu spôsobenému prehriatím, ako aj problémom, ako je tuhnutie maziva a zvýšená mechanická odolnosť spôsobená prechladením. Napríklad v scenári kombinovanej výroby tepla a elektriny musí motor pracovať pri plnom zaťažení po dlhú dobu a vysokoteplotné a nízkoteplotné suché chladiče môžu stabilne udržiavať teplotu chladiaceho systému, čím sa zabezpečí nepretržitá prevádzka jednotky a zabráni sa vplyvu porúch odvodu tepla na stabilitu dodávky tepla a energie. Toto bolo plne overené v prípade použitia skleníka na korenie Wijnen v Holandsku - v tomto projekte sa tri jednotky Jenbacher 620 GS N spoliehajú na efektívne chladiace systémy na dosiahnutie stabilnej dodávky energie a rekuperácie a využitia CO ₂.
(2) Zlepšiť prevádzkovú energetickú účinnosť a znížiť prevádzkové náklady
Celková účinnosť Jenbacher 620 GS N je až 86.5 % a efektívne odvádzanie tepla pomocou vysokoteplotných a nízkoteplotných suchých chladičov môže ďalej využiť potenciál jednotky na úsporu energie-. Na jednej strane presný odvod tepla vysokoteplotného- okruhu môže zabezpečiť dostatočné spaľovanie motora, znížiť plytvanie palivom a nižšiu spotrebu paliva na základe nízkej výhrevnosti (9,5 kWh/nm³) (785nm³/h); Na druhej strane presné chladenie mazacieho oleja nízkoteplotným-okruhom môže znížiť mechanické opotrebenie, znížiť spotrebu mazacieho oleja (špecifická spotreba mazacieho oleja tohto modelu je 0,30 g/kWh) a predĺžiť cyklus výmeny mazacieho oleja. Konštrukcia suchého chladenia zároveň nevyžaduje výstavbu cirkulačného systému chladiacej vody, čím sa šetrí spotreba vodných zdrojov a prevádzková spotreba obehového vodného čerpadla. Dizajn vzdialenej inštalácie tiež znižuje náklady na vetranie a chladenie v strojovni a dlhodobá{11} prevádzka môže výrazne znížiť prevádzkové náklady jednotky. Navyše, chladením a posilňovaním vzduchu možno zvýšiť hustotu vzduchu, čo môže ďalej zvýšiť výkon motora a plne využiť jeho výhodu menovitého elektrického výkonu 3354 kW.
(3) Predĺžte životnosť zariadenia a znížte náklady na údržbu
Konštrukčná životnosť Jenbacher 620 GS N je pomerne dlhá a prevádzkový stav chladiaceho systému priamo ovplyvňuje životnosť jednotky. Vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič využíva metódu suchej výmeny tepla, ktorá eliminuje problémy s tvorbou vodného kameňa a korózie spôsobené chladiacou vodou a môže znížiť zablokovanie a stratu komponentov chladiaceho systému; Modulárna konštrukcia zároveň umožňuje pohodlnú údržbu zariadenia, umožňuje samostatnú údržbu vysokoteplotných alebo nízkoteplotných okruhov bez ovplyvnenia normálnej prevádzky motora a skrátenia prestojov na údržbu. Okrem toho, materiály odolné voči vysokým teplotám a korózii- vybrané pre zariadenie, ako aj ľahko čistiteľná štruktúra rebier, ďalej predlžujú životnosť suchého chladiča v súlade s koncepciou „dlhej životnosti, nízkej údržby“ motora a znižujú náklady na údržbu počas celého životného cyklu jednotky. Niektorí dodávatelia môžu zároveň poskytovať bezplatné náhradné diely, technickú podporu s videom a ďalšie po{5}}služby po predaji, aby ešte viac zvýšili pohodlie údržby zariadenia.
4, Aplikačné scenáre a praktické overenie
Vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič prispôsobený pre plynový motor Jenbacher 620 GS N s vynikajúcou prispôsobivosťou a prevádzkovým výkonom sa široko používa v rôznych scenároch vrátane elektrární s distribuovanou energiou, priemyselnej výroby kogenerácie a zásobovania energiou veľkých-budov. V elektrárňach s distribuovanou energiou môže jednotka Jenbacher 620 GS N dosiahnuť integrovanú prevádzku „výroba energie + vykurovanie“. Vysokoteplotné a nízkoteplotné suché chladiče zaisťujú stabilnú prevádzku jednotky pri rôznych zaťaženiach prostredníctvom presnej regulácie teploty, čím sa zlepšuje účinnosť využitia energie; V priemyselnej výrobe môže tento model poskytnúť stabilnú elektrickú a tepelnú energiu pre výrobný proces. Vysokoteplotný a nízkoteplotný suchý chladič sa môže prispôsobiť zložitým pracovným podmienkam priemyselného prostredia, odolávať rušeniu prachom, vysokou teplotou atď., A zabezpečiť nepretržitú prevádzku jednotky; V scenároch, ako je výsadba skleníkov a regionálne vykurovanie, možno plne využiť výhody kombinovanej výroby tepla a energie jednotky a vysokoteplotné a nízkoteplotné suché chladiče poskytujú spoľahlivé záruky chladenia pre túto dlhodobú-stabilnú prevádzku.
Z praktických prípadov vyplýva, že v elektrárni na biomasu G ü ssing v Rakúsku jednotka Jenbacher 620 GS N využíva ako palivo drevoplyn a spolieha sa na efektívny odvod tepla suchých chladičov s vysokou a nízkou teplotou, aby sa dosiahol cieľ projektu, ktorým je 100% dodávka energie z obnoviteľných zdrojov; V továrni Beretto v Taliansku systém kombinovanej výroby tepla a elektriny tohto modelu znížil náklady na dodávku energie závodu o 30 % so zárukou stabilného chladenia. Tieto prípady plne overujú kompatibilitu vysokoteplotných a nízkoteplotných suchých chladičov s plynovými motormi Jenbacher 620 GS N, ako aj ich kľúčové hodnoty pri zlepšovaní prevádzkovej stability, znižovaní nákladov a optimalizácii využitia energie.
