MARINA

MARINA
Introducción del intercambiador de calor de placas en turbina marina.

En las turbinas marinas, el intercambio de calor es, sin duda, un factor muy crítico para garantizar el uso normal del motor. Porque cuando la turbina está funcionando, necesita mantener una cierta temperatura para garantizar el funcionamiento normal de la máquina. Hay muchos tipos de intercambiadores de calor utilizados en los motores marinos, en los cuales el intercambiador de calor de placas es uno de los más importantes y será el equipo potencial muy popular en los buques en el futuro.

 El intercambiador de calor ha sido uno de los equipos indispensables en motores marinos, que se pueden aplicar en el enfriador de aceite principal y auxiliar, el enfriador de agua dulce del cilindro, el calentador de combustible, los condensadores de vapor, el calentador de agua y otros equipos. El entorno de trabajo especial de la nave tiene una exigencia muy especial en el intercambiador de calor, incluidos factores tales como la inestabilidad en el mar, que pueden presentar vibraciones, golpes, inclinación de ángulo grande y ruido. El medio de enfriamiento generalmente es agua de mar, que es con una alta concentración de sal, alta humedad del ambiente de trabajo y una corrosión muy fuerte de la placa. El marino en sí es muy compacto en su estructura, con restricciones más estrictas en cuanto al espacio y la calidad del intercambiador de calor. El medio de transferencia de calor del intercambiador de calor tradicional es siempre agua, y el medio de transferencia de calor de los intercambiadores de calor marinos es generalmente aceite y agua, etc. La aparición del intercambiador de calor de placas resuelve efectivamente gran parte del problema.

1. Los equipos para embarcaciones requieren una estructura compacta y de pequeña calidad.

En la actualidad, el intercambiador de calor de placas, utilizado en la turbina del barco, generalmente se considera más pequeño que el intercambiador de calor tradicional, con un volumen muy pequeño. Para este propósito, se utiliza el análisis de elementos finitos. Al mismo tiempo, para cumplir con los requisitos de los equipos marinos, las partes innecesarias de la placa se eliminan o reducen de acuerdo con la tensión real y la distribución de la tensión, y las partes débiles están engrosadas localmente. Ponga el método de corte de gas en todo el cuerpo para reducir la influencia de la deformación de la soldadura en la resistencia, y suelde la placa interna y el panel, luego elimine la tensión residual. Será capaz de hacer el uso del equipo tanto como sea posible en la instalación en un espacio limitado, para traer más beneficios; completará el trabajo de transferencia de calor para garantizar el uso normal de la marina.

2. Los equipos para embarcaciones deben ser para la potencia de impacto, agitación de ángulo grande, vibración y otros problemas.

Usando el método fijo multipunto en la parte inferior de la placa, es decir, todas las partes fijas se pueden usar para conexión fija. Algunas partes especiales importantes también usan una estructura de costilla, lo que aumenta la estabilidad del equipo. Solo cuando se mejora la estabilidad de la instalación, se puede garantizar la eficiencia de intercambio de calor y el efecto del intercambiador de calor. Afectará el efecto de transferencia de calor, una vez que ocurra debido a problemas como la vibración,

3. El problema de que el medio de enfriamiento es el agua de mar y la concentración de iones de nitrógeno es alta

Dado que muchas turbinas están en contacto directo con el agua de mar, tienen un efecto muy grande en el medio de transferencia de calor durante el uso. Por lo tanto, en la actualidad, la placa utilizada en la turbina generalmente está hecha de un material con alta resistencia a la corrosión, como el material de titanio, y su calidad es mucho menor que la del acero inoxidable. Para garantizar la calidad de la placa de titanio, además de la inspección de rutina, la placa también se somete a una prueba de penetración de color al 100% para eliminar aún más el error cuando se muestrea la placa.

4. Problemas de medios de transferencia de calor.

Dado que la diferencia de capacidad de calor específica entre el agua y el aceite es relativamente grande, la diferencia de temperatura es mayor durante el proceso de transferencia de calor, y el coeficiente de transferencia de calor también es mayor. Para que el producto sea confiable y económico, es necesario garantizar el rendimiento de la transferencia de calor de aceite y agua en las condiciones de trabajo del barco para garantizar que el equipo tenga un cierto margen de intercambio de calor. Solo cuando el medio de calor puede conducir efectivamente el calor, se puede lograr el efecto de transferencia de calor.

5. Bajo precio y operabilidad.

Los intercambiadores de calor de placas son económicos y su proceso de producción es muy maduro. Durante la producción o el mantenimiento, podemos reducir los costos y aumentar la eficiencia tanto como sea posible. Puede limpiarse aflojando los tornillos en la estructura de montaje y volver a ensamblar para usarlos nuevamente. Si ya está dañado, podemos cambiar uno nuevo. Su bajo precio le permite estar preparado en equipos de emergencia.


1. El papel del sistema de agua de refrigeración

Algunos de los equipos mecánicos en la potencia del motor diesel producen calor en el funcionamiento normal. El calor debe ser distribuido en el tiempo; de lo contrario, la temperatura del elemento calefactor seguirá aumentando, más que los límites permitidos y dañará la confiabilidad del equipo mecánico. Para distribuir estas calorías inmediatamente de manera eficiente, en común, permita que cierta cantidad de líquido fluya continuamente a través del disipador de calor y saque el calor del equipo. Los sistemas de refrigeración suelen utilizar agua dulce, agua de mar o agua de río como medio de refrigeración.

Una gran cantidad de calor eliminada por el sistema de enfriamiento es la quemadura de calor residual realizada por el combustible, generalmente entre un 20% y un 30%. Como el motor diesel es uno de un motor térmico, es confiar en la combustión del calor del combustible para que funcione, por lo que está suelto para eliminar el calor. Obviamente, cuanto más intenso es el enfriamiento, mayor es la pérdida de esta parte y más obvia es la reducción de la economía del diesel. Por otro lado, dado que la temperatura del miembro receptor de calor es alta, la temperatura promedio en la pared interna del cilindro puede alcanzar 200 ° C a 300 ° C, y la temperatura de la superficie en contacto con el agua de enfriamiento es baja, es probable que la tensión térmica se produzca a tal diferencia de temperatura. La diferencia de temperatura es demasiado grande para romper la pieza.

Como puede verse, el motor diesel tiene requisitos estrictos en el proceso de enfriamiento. El efecto del sistema de enfriamiento es enfriar el motor diesel forzado, la temperatura de cada parte calentada se controla dentro del rango permitido y al mismo tiempo mantener la temperatura adecuada del agua de enfriamiento y usar el medio de enfriamiento adecuado para garantizar su funcionamiento normal y confiable .

Al determinar la temperatura del agua de refrigeración, es necesario tener plenamente en cuenta la falta de refrigeración o la refrigeración excesiva. Por ejemplo, la falta de enfriamiento hará que las piezas se sobrecalienten, lo que provocará que las propiedades mecánicas de los materiales disminuyan, de modo que la tensión térmica y la deformación dañen la brecha normal de la superficie, lo que también provocará desgaste excesivo e incluso daños. El enfriamiento también traerá una temperatura del aceite demasiado alta; acortar la vida útil del aceite para causar el deterioro del aceite y la coquización, destruir la película de aceite para perder la lubricación. Por el contrario, el enfriamiento excesivo permitirá que el refrigerante tome demasiado calor, lo que reduce la economía del diesel. Mientras se usa aceite con alto contenido de azufre, el enfriamiento excesivo hará que el cilindro forme ácido sulfúrico y la corrosión de la pared del cilindro y el pistón. Por lo tanto, el cálculo del equilibrio térmico del sistema de agua de refrigeración es muy importante.

En el uso de la planta de energía diesel en el barco, la necesidad de maquinarias y equipos de enfriamiento son:

① Motor diésel principal y auxiliar. Incluidos cilindros, pistones, inyectores y supercargadores.

Cool Enfriador de aceite del motor diesel principal y auxiliar, enfriador de agua dulce y otros intercambiadores de calor.

Bearings rodamientos del eje y así sucesivamente.

Compress compresor de aire, condensador y otros equipos.

⑤ Otros equipos mecánicos o intercambiadores de calor. Tales como aire acondicionado, unidades de refrigeración, maquinaria de cubierta, sistemas hidráulicos.

En estas máquinas y equipos, el motor principal necesita más disipación de calor. Por lo tanto, el sistema de enfriamiento del barco constituye un sistema de enfriamiento con el tubo de enfriamiento principal como centro, el tubo de enfriamiento de otra maquinaria y equipo, y una variedad de equipos auxiliares de enfriamiento juntos.

2. La forma básica del sistema de agua de refrigeración.

2.1 Sistema de agua de enfriamiento abierto

El sistema de agua de enfriamiento abierto se refiere al motor diesel que se enfría solo directamente por agua externa o agua de río.

La ventaja del sistema abierto es que la unidad es fácil de administrar y mantener. La desventaja es que la calidad del agua fuera de borda es pobre, el agua del río contenía impurezas y el agua de mar contenía una variedad de sal clorada, que bloquearía el espacio de enfriamiento o causaría la corrosión de las piezas y produciría incrustaciones para reducir la eficiencia térmica. Para la precipitación de sal, la temperatura del agua de mar debe estar por debajo de 50 ~ 55, no se pueden usar partes de alta temperatura. Debido a que la temperatura del agua de enfriamiento del motor diesel generalmente es superior a 60, la máquina de alta velocidad debe alcanzar 80 ℃ ~ 90 ℃. Así que ahora, además del barco fluvial, el sistema abierto no se aplica.

2.2 Sistema de agua de enfriamiento cerrado

En correspondencia con el sistema abierto, el sistema de agua de refrigeración cerrado es que el motor diesel en sí mismo se enfría con agua dulce, y el agua exterior se enfría con el agua del fueraborda mediante el intercambiador de calor. Es decir, el agua dulce en el sistema realiza el ciclo cerrado, y el enfriamiento del agua dulce se realiza mediante otro sistema de enfriamiento abierto, no el motor diesel en sí para enfriarse. Así que tiene muchas ventajas.

⑴ ciclado en la máquina es agua limpia y fresca, no es fácil de obstruir.

Water el agua limpia no es fácil de ensuciar, para garantizar un buen efecto de transferencia de calor y prolongar la vida útil de los componentes.

⑶ no sujeto a la precipitación de agua salada del límite de temperatura de la sal, puede utilizar una temperatura del agua de enfriamiento más alta para mejorar la eficiencia térmica.

⑷ acortar el tiempo de calentamiento del cilindro, mejorar la movilidad. Cuando el tanque está caliente, el agua dulce no pasa a través del enfriador ni cierra el agua de mar.

2.3. Sistema de agua de enfriamiento central.

Para hacer que los equipos mecánicos que no sean el enigine anfitrión también se use agua dulce, y con un sistema de enfriamiento para formar un sistema de agua de enfriamiento central. Si algunos de los equipos se enfrían solo con agua de mar, se denomina sistema de enfriamiento mixto.

En el sistema de enfriamiento de agua dulce diésel, hay un circuito de agua de alta temperatura y un circuito de agua de baja temperatura. Por ejemplo, el uso de parámetros del sistema de agua de alta y baja temperatura, es un sistema de enfriamiento central de flujo mixto; Si se separan los circuitos de alta y baja temperatura, se trata del sistema de refrigeración central independiente. En un sistema de enfriamiento central independiente, si el intercambiador de calor de agua a alta temperatura se enfría con agua dulce a baja temperatura, es el tipo independiente if, si el uso de agua de mar para enfriar agua a alta temperatura, conocido como tipo independiente.

En algunos barcos de alta velocidad, tales como buques portacontenedores, barcos, etc., su refrigerador central de agua dulce a baja temperatura, también conocido como refrigerador de cubos, también puede diseñarse para enfriar el agua de mar obtenida por la velocidad de navegación del barco, llamada El sistema de enfriamiento central de auto-flujo, que es una forma especial del tipo independiente I.

3. El principio del sistema de agua de refrigeración.

El sistema de agua de refrigeración se puede dividir en sistema de refrigeración de agua de mar, sistema de refrigeración de agua dulce. Y el sistema de refrigeración por agua dulce se puede dividir en un sistema de refrigeración por agua a baja temperatura y un sistema de refrigeración por agua a alta temperatura (también conocido como sistema de refrigeración por agua del cilindro). Los barcos a gran escala utilizan principalmente el sistema de agua de refrigeración central, por lo que el sistema también se puede combinar, lo que se conoce como sistema de agua de refrigeración. Aquí presentamos el sistema de enfriamiento de agua de mar convencional y el sistema de agua de enfriamiento central independiente.

3.1 Sistema de enfriamiento de agua de mar convencional

El sistema de enfriamiento de agua de mar convencional consta de dos bombas de enfriamiento de agua de mar, enfriadores de aceite, enfriadores de agua de cilindro, válvulas de control de temperatura y líneas de retorno y otros componentes.

Su principio de funcionamiento es que la bomba de agua de mar inhala el mar desde la compuerta de agua de mar y las tuberías de agua de mar, y luego se divide en dos formas: una forma es para el anfitrión del enfriador de aire, otra forma es enviar agua de mar al enfriador de aceite, luego, después de que el enfriador de agua dulce fluya junto con el agua descargada del enfriador de aire anfitrión, a través del termostato de tres vías, vaya directamente hacia afuera o de regreso a la entrada de la bomba de agua de mar.
Debido a la influencia de las estaciones o zonas de navegación, la temperatura del agua de mar siempre está cambiando. Por lo tanto, se instala una válvula termostática de tres vías en la tubería de descarga de agua de mar. Cuando la temperatura del agua de mar es más baja que la temperatura establecida, el agua de mar se devuelve a la entrada del agua de mar, para mejorar la temperatura del agua de mar. La apertura y cierre de la válvula termostática de tres vías se controla mediante el sensor de temperatura instalado en el tubo de salida de la bomba de agua de mar.

El barco suele ser al menos dos puertas de agua de mar, dispuestas en ambos lados, y lo más bajas posible. Uno de los tres también puede ser una puerta de agua de alta mar; Uno puede ser una puerta de agua de mar bajo. En la navegación por aguas poco profundas se puede utilizar la puerta de agua de alta mar para evitar la inhalación de sedimentos. Pero por razones de seguridad, los barcos grandes tienen tres puertas de agua de mar, una puerta de agua de mar alta y dos de agua baja.

El agua de mar debe ser aceite lubricante frío primero, y luego agua fresca enfriada por enfriador de agua dulce a. Esto se debe a que la temperatura del aceite es más baja que la del agua dulce, y la viscosidad es alta, su rendimiento de intercambio de calor es peor que el agua dulce.

 

3.2 Sistema de agua de enfriamiento central independiente Tipo Ⅰ

El principio de funcionamiento del sistema de agua de refrigeración central independiente tipo Ⅰ es que el sistema consta de tres circuitos separados, a saber, el circuito de agua de mar, el circuito de agua dulce a alta temperatura y el circuito de agua dulce a baja temperatura.

Circuit circuito de agua de mar

El circuito de agua de mar es bastante simple, dos bombas de agua de mar inhalan agua de mar de la red de agua de mar enviando al enfriador central, agua fresca fría a baja temperatura directamente descargada al fueraborda.

Circuit circuito de agua dulce de alta temperatura

El circuito de agua dulce a alta temperatura (el sistema de refrigeración por agua del cilindro anfitrión) es un sistema de circuito cerrado. Dos bombas de agua dulce de alta temperatura enviarán agua dulce de alta temperatura al refrigerador del cilindro, el pistón y el inyector, y luego se descargarán desde el punto más alto del motor principal, después de la válvula de tres vías del termostato, el enfriador de agua dulce de alta temperatura o desvíe la tubería y el gabinete de gas de regreso al puerto de succión de la bomba de agua dulce de alta temperatura.

En la tubería principal de descarga de agua dulce, se instaló en paralelo una máquina de agua o un sistema de iluminación, utilizando calor de desecho de agua dulce a alta temperatura para producir agua dulce, como agua dulce adicional a bordo para usar. Es un dispositivo de ahorro de energía.

Instalado en la línea de derivación de entrada y salida del enfriador de agua dulce a alta temperatura La válvula de termostato de tres vías utilizada para controlar la temperatura de salida del agua dulce del host, los requisitos generales de la temperatura de salida del agua dulce del host se controlan a 80 ℃ o menos. El ajuste de la temperatura del agua dulce de la máquina principal se puede lograr de tres maneras diferentes. ① ajuste la cantidad de agua dulce que ingresa al enfriador. ② ajustar la cantidad de agua dulce en el motor principal. ③ ajuste la cantidad de agua dulce a baja temperatura o agua de mar que ingresa al enfriador de agua dulce a alta temperatura. Aunque estos tres métodos pueden ajustar la temperatura del agua dulce, pero de hecho, los dos últimos métodos harán que el huésped que entra y sale de la temperatura del agua sea demasiado grande o demasiado lento, que rara vez se usa en el barco. Además, la válvula de termostato de tres vías se puede instalar en el tubo de entrada del enfriador, también se puede ubicar en el tubo de salida. El sistema también cuenta con un tanque de expansión de agua a alta temperatura, que puede:

1) Permite que el agua dulce que fluye en las líneas de circulación cerradas cause hinchazón cuando el volumen cambia debido a los cambios de temperatura

2) Expulse el gas vaporizado en la tubería debido al calor local que sale del sistema. Así, en el punto más alto de las exportaciones de agua dulce, generalmente se conecta una tubería de ventilación y se conecta con un tanque de expansión.

3) Se puede usar el cabezal de presión estática en la expansión del tanque de agua, de modo que la tubería de succión siempre se mantenga a una presión alta del agua, para evitar la vaporización a baja presión en la tubería, para mantener la estabilidad de la presión

4) Puede usar el tanque de expansión para agregar pérdida de agua dulce

5) Tratamiento de la calidad del agua en los sitios de dosificación.

Circuit circuito de agua dulce a baja temperatura

El circuito criogénico de agua dulce es también un sistema de circuito cerrado. Todo el circuito es el mismo que el sistema de enfriamiento de agua de mar convencional, pero su cuerpo también debe ser enfriado por agua de mar. En el barco real, el agua a baja temperatura también se divide en varias formas: generadores diesel, enfriadores de aire, compresores de aire, aire acondicionado, refrigeración, condensadores atmosféricos y otros sistemas de refrigeración. El sistema es mucho más complejo.

La válvula termostática de tres vías en este circuito se instala en la salida del enfriador central. La temperatura de salida del enfriador de agua fresca criogénica generalmente se controla a 36 ° C. También se instaló un tanque especial de expansión de agua a baja temperatura.

Cuando el sistema está ubicado en dos bombas, una de las bombas es de repuesto y se requiere que se inicie automáticamente y realice la conversión.

La diferencia entre el tipo independiente system sistema de agua de enfriamiento central y el tipo Ⅰ es que el enfriador de agua dulce de baja temperatura, denominado enfriador de agua dulce de baja temperatura, es igual al enfriador de agua dulce de alta temperatura, cuyo principio de funcionamiento y sistema son básicamente los mismos. Además, la posición de la bomba de enfriamiento y del enfriador en el sistema circulatorio cerrado se puede variar de dos maneras diferentes. La principal diferencia entre las dos disposiciones es si la bomba de agua dulce está conectada directamente a la línea de entrada de agua dulce o a la línea de salida. El agua dulce de la bomba de enfriamiento primero ingresa a la entrada principal del motor, lo que puede mantener el agua de enfriamiento en el host para mantener una alta presión, por lo que el agua de enfriamiento en la cámara de enfriamiento del cilindro no es fácil de vaporizar, lo que puede garantizar un buen enfriamiento Efecto del motor diesel. La desventaja de esta disposición es que la presión del agua de refrigeración del host que ingresa al enfriador se ha reducido y el agua de mar puede filtrarse en el agua dulce que se produjo en la placa de tubos del enfriador. Agua fresca a través de la bomba de enfriamiento, primero en el enfriador de agua dulce, luego a la parte central de los componentes para enfriarse y, finalmente, regresar al puerto de succión de la bomba de enfriamiento. Las ventajas y desventajas de esta disposición son justamente opuestas.