Sistema de refrigeración con un enfriador instalación al aire libre con ventiladores axiales: uno de los sistemas más comunes y bastante simples. Como portador de calor en el sistema, por regla general, se usa agua, en algunos casos es posible usar portadores de calor con bajas temperaturas de congelación (solución de etilenglicol, salmuera, etc.).
La circulación del refrigerante en el sistema se realiza mediante un grupo de bombeo. En el diagrama que se muestra como ejemplo, el grupo de bombeo consta de dos bombas, una de las cuales es la principal, la segunda es una reserva.
expansión tanque de membrana sirve tanto para evitar choques hidráulicos durante el funcionamiento de la bomba como para compensar los cambios en el volumen del refrigerante debido a cambios en su temperatura.
El depósito-acumulador está diseñado para aumentar la inercia térmica del sistema y reducir el número de ciclos de arranque/parada de la máquina frigorífica.
Cuando se utilizan consumidores con caudal variable medio de calefacción (p. ej. unidades fancoil con control de capacidad por medio de válvulas de dos vías) es necesario asegurar un flujo de líquido constante a través del intercambiador de calor del evaporador máquina de refrigeración. El diagrama muestra una opción con un regulador de presión diferencial instalado en el cabezal entre los cabezales de distribución para asegurar un flujo constante a través del evaporador. En el caso de utilizar consumidores de caudal constante ( válvulas de tres vías con bypass en los intercambiadores de calor del consumidor) no se requieren puentes con controlador diferencial.
Desventajas del esquema considerado del sistema de refrigeración:
En algunos casos (con una capacidad de enfriamiento significativa del sistema, la necesidad de una redundancia parcial del equipo de refrigeración), es necesario instalar varias máquinas de refrigeración que funcionen en un sistema de suministro de refrigeración. A modo de ejemplo se muestra un esquema con la instalación de dos enfriadoras condensadas por aire.
El principio de funcionamiento del sistema es similar al de un sistema de un solo enfriador.
Las desventajas del esquema considerado del sistema de refrigeración son:
Un enfriador es una máquina de enfriamiento de agua diseñada para reducir la temperatura del agua o de los refrigerantes líquidos. Esta página discutirá en detalle esquema y dispositivo del enfriador. y también cómo funciona.
Basado en un ciclo prácticamente continuo (según el tipo de consumidor). consiste en enfriar varios grados el agua calentada por el consumidor y suministrarla de esta forma al consumidor o a un intercambiador de calor intermedio en el que se enfría agua (si su temperatura no permite su entrada directa) en prácticamente cualquier número de grados El valor requerido de reducción de la temperatura del refrigerante lo establece el futuro usuario del enfriador de agua, según el tipo y las características del refrigerante requerido por el consumidor de este refrigerante. Los equipos que requieren energía fría transmitida desde la máquina enfriadora de agua al refrigerante pueden ser una gran variedad de consumidores: máquinas herramientas, sistemas de aire acondicionado, máquinas de moldeo por inyección, máquinas de inducción, bombas de aceite, máquinas de película de polietileno y otros sistemas que requieren constante suministrarle agua fría. varias modificaciones y amplia gama capacidad de enfriamiento permite el uso de enfriadores de agua, tanto para un consumidor con muy poca generación de calor, como para empresas con gran cantidad Máquinas herramienta con alto rendimiento térmico. Además, los enfriadores de agua se utilizan en Industria de alimentos En muchos lineas tecnologicas para la producción de bebidas y otros productos, para asegurar el enfriamiento de pistas de hielo y pistas de hielo, en metalurgia ( hornos de inducción), en laboratorios de investigación (garantizando el funcionamiento de las cámaras de ensayo), etc. etcétera.
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La elección de una máquina de refrigeración por agua es una tarea seria que requiere un conocimiento tan específico como el dispositivo enfriador, así como el principio de interacción del enfriador junto con otros elementos. esquema general. Para tomar una decisión competente sobre qué enfriador encajará de manera óptima en el esquema de operación conjunta de todos los consumidores y el enfriador en sí, es necesario tener una amplia experiencia en cálculos, selección y posterior implementación exitosa de un complejo de equipos a base de agua. refrigeradores en proceso tecnológico, que tienen nuestros expertos. Un área separada es la automatización del enfriador, que le permite hacer que la operación del dispositivo sea aún más eficiente al optimizar el control y la gestión de todos los procesos en curso. Por supuesto, para seleccionar una unidad de refrigeración, no es necesario conocer todas las complejidades del funcionamiento de la máquina de refrigeración y la automatización del enfriador, pero el conocimiento fundamental de los principios lo ayudará a formular con mayor claridad. tarea técnica para el cálculo y selección profesional de todos los elementos, a partir de los cuales se ensamblará el circuito enfriador junto con los consumidores.
En el dibujo a continuación, se desmontará, se da una descripción de sus elementos y su filiación funcional. Como resultado, comprenderá cómo funciona el enfriador y todos sus elementos.
La máquina de refrigeración por agua funciona según el principio de compresión de gas con liberación de calor y su posterior expansión con absorción de calor, es decir. exudación de frío. máquina de enfriamiento de agua consta de cuatro elementos principales: compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. El elemento en el que se produce el frío se denomina evaporador. La tarea del evaporador es eliminar el calor del medio enfriado. Para hacer esto, un refrigerante (agua) y un refrigerante (gas, también conocido como freón) fluyen a través de él. Antes de entrar al evaporador, el gas en forma licuada se encuentra bajo gran presión, al entrar en el evaporador (donde se mantiene la baja presión), el freón comienza a hervir y evaporarse (de ahí el nombre de Evaporador). El freón hierve y toma energía del refrigerante, que se encuentra en el evaporador, pero está separado del freón por una partición hermética. Como resultado, el refrigerante se enfría y el refrigerante aumenta su temperatura y pasa a un estado gaseoso. Luego, el gas refrigerante ingresa al compresor. El compresor comprime el refrigerante gaseoso que, al comprimirse, se calienta hasta una temperatura elevada de 80...90 ºС. En este estado (caliente y bajo alta presión), el freón ingresa al condensador, donde se enfría soplando con aire ambiente. En el proceso de enfriamiento, el gas - freón se condensa (por lo tanto, el bloque en el que se lleva a cabo este proceso se llama condensador), y durante la condensación, el gas pasa al estado líquido. En esto, la cadena de conversión de freón de líquido a gas y viceversa llega a su comienzo. El principio y el final de este proceso están separados por una TRV (válvula de expansión térmica), que es esencialmente una gran resistencia en la dirección del movimiento del freón desde el condensador hasta el evaporador. Esta resistencia proporciona una caída de presión (antes de la válvula de expansión, un condensador de alta presión, después de la válvula de expansión, un evaporador de baja presión). A lo largo de la trayectoria del movimiento del freón en un circuito cerrado, también existen elementos secundarios que mejoran el proceso y aumentan la eficiencia del ciclo descrito (filtro, válvulas y electroválvulas y reguladores, subenfriador, sistema de adición de aceite del compresor y separador de aceite, receptor, etc.).
El siguiente diagrama muestra una imagen de una máquina compacta de refrigeración por agua: un dispositivo enfriador, una versión monobloque en forma parcialmente desmontada (se han quitado las paredes laterales protectoras de la carcasa). Esta imagen muestra claramente todos los elementos indicados en el esquema de esta máquina de refrigeración por agua, así como elementos del circuito de agua que no están incluidos en el esquema del circuito (bomba de agua, interruptor de flujo en la tubería de suministro de refrigerante al consumidor, agua filtro, manómetro para medir la presión del refrigerante, capacidad de almacenamiento para agua, filtro de línea de agua).
Peter Kholod es un proveedor de enfriadores de agua industriales y máquinas de aire acondicionado. Estamos listos para diseñar y construir enfriadores adecuados para sus necesidades profesionales. También brindamos servicio, reparación y automatización de enfriadores. Si desea controlar a distancia equipo propio, o le gustaría protegerlo de problemas comunes, la automatización de enfriadores le permitirá lograr todos estos objetivos. Nuestro equipo está listo para implementar proyectos de cualquier tamaño y complejidad. Solo contáctenos de la manera más conveniente para usted, y lo asesoraremos sobre cualquier tema de su interés.
El sistema incluye:
Bombas centrífugas de agua dulce tipo KRZV-150/360 - dos piezas, capacidad - 30m 3 / h, presión - 0,3 MPa;
Refrigerador de agua dulce tipo 524.15112/3253 con una superficie de refrigeración de 66,9 m 2 ;
Tipo de calentador 521.12089/625 con una superficie de calentamiento de 11,89 m 2 ;
Tuberías, accesorios, tanque de expansión;
El agua de refrigeración de los cilindros se suministra al motor desde el lado opuesto al embrague, a través del colector de distribución principal. Al ingresar al bloque de cilindros, el agua sube, fluye alrededor de los casquillos de los cilindros y entra en las tapas de los cilindros, y de allí al colector prefabricado ubicado sobre las culatas de los cilindros. Sobre él se encuentran los colectores de distribución y recogida para la refrigeración de las celdas de las válvulas de escape. El agua se suministra y descarga de cada celda por separado.
Para evitar el fenómeno de la corrosión en el ciclo del agua de refrigeración, se añade un agente anticorrosión al agua dulce de refrigeración. Recomendado "Arosta M" o ferroman 90 BF, 3*K-0 o Rokor NB.
La cantidad de agua dulce en el ciclo es de unos 8,5 m 3 .
Sistema de enfriamiento de agua de mar
El sistema incluye:
Bomba de agua externa tipo KRZV150/360 - dos piezas, capacidad - 230 m 3 / h, a una presión de 0,3 MPa;
Bombas de agua fuera de borda tipo KRZIH200/315 - dos piezas, capacidad - 400 m 3 / h, a una presión de 0,33 MPa;
Bombas de agua externas para compresores de aire de refrigeración tipo WBJ32 / I-200 - dos piezas, capacidad - 5 m 3 / h;
Kingstons, tuberías, accesorios, filtros;
Conectado al sistema:
Refrigeradores de agua dulce GD;
enfriadores de aceite DG;
Enfriadores de agua dulce VDG;
Plantas de desalinización;
Enfriamiento de cojinetes de ejes;
Enfriador de condensado de la unidad de caldera;
Refrigeradores de aire de carga DG;
Enfriadores de compresor de aire.
El sistema de refrigeración es de tipo recuperativo, ya que se dispone de un depósito de agua de mar y es posible regular la temperatura del agua de mar.
Sistema de arranque y control
El arranque del motor principal se realiza mediante tres cilindros de aire para consumo general. También es posible arrancar el motor principal con un cilindro de aire de arranque.
Uno de los dos compresores de aire funciona como principal y el segundo está en reserva. Con la ayuda de un compresor de aire en funcionamiento, todos los cilindros se llenan aire comprimido. El compresor de aire se controla automáticamente, dependiendo de la presión de aire en los cilindros, cuando se alcanzan los valores límite del ajuste de 2 posiciones. Una nueva disminución de la presión por debajo del valor límite provoca la conexión de un compresor de aire de respaldo. El circuito de protección en caso de falta de aceite lubricante y presión del agua de refrigeración, así como desviaciones de los valores normales de la presión intermedia en los cilindros, provoca el apagado de los compresores. En caso de corte de energía en cilindros de aire vacíos, es posible llenar el cilindro de aire con una capacidad de 40 litros con un compresor manual. De esta manera puede iniciar uno de los VDG.
Las válvulas de arranque instaladas en las culatas de cilindros se abren neumáticamente por los carretes del árbol de levas de arranque accionados por la leva de arranque del árbol de levas y se cierran por la fuerza del resorte.
El puesto de control está ubicado en el lado del motor diesel, frente al embrague. En el timón, usando el volante, puede configurar el suministro de combustible requerido, junto con la capacidad de configurar el suministro en el controlador de velocidad.
Averías típicas motor.
Los principales fallos de funcionamiento son el daño a la aleación antifricción de las cubiertas superiores de los cojinetes principales, la coquización del aparato de la boquilla de la turbina.
El análisis muestra que cuando el motor está en marcha, los cuellos del bastidor realizan oscilaciones transversales, tanto en el plano vertical como en el horizontal. En este caso, los cojinetes del marco perciben cargas muy significativas que conducen a la destrucción de la capa antifricción.
Las medidas operativas que mejoran el régimen hidrodinámico de lubricación de los cojinetes del bastidor son las siguientes: los valores de las holguras de aceite al montar los cojinetes del bastidor y del cigüeñal deben establecerse de acuerdo con los valores de holgura mínimos recomendados por las instrucciones del fabricante. Esto reducirá la amplitud de las oscilaciones transversales de los muñones del bastidor en los cojinetes y cargas dinámicas en ellos. La presión del aceite lubricante (LU) de los cojinetes debe mantenerse en el valor superior recomendado por las instrucciones del fabricante.
Durante el funcionamiento de los turbocompresores de gas (GTN) instalados en los motores 6 ChN 42/48, se observan los siguientes daños: raspaduras y arañazos en las palas del impulsor del compresor (KM), grietas en el impulsor del KM, coquización de la turbina aparato de tobera, deformación de los álabes del impulsor y guías de los álabes de la tobera de la turbina.
La causa de estos daños puede ser el contacto de los álabes del impulsor de la turbina y los álabes guía del aparato tobera de la turbina, debido a la vibración del rotor en el límite de desgaste de sus cojinetes.
Para evitar la vibración de las piezas de GTN, los cojinetes del rotor deben reemplazarse dentro del tiempo recomendado por el fabricante de GTN.
También existen fallas de los equipos de combustible (FA): bombas de combustible alta presión(TNVD) - atasco de pares de émbolos, pérdida de densidad de pares de émbolos y pérdida de densidad de la válvula de descarga; en las boquillas: aguja colgante en el cuerpo, disminución de la calidad del rociado.
La principal causa de falla del TA es la corrosión de las superficies de las piezas de precisión como resultado de una preparación de combustible de mala calidad. La experiencia operativa ha demostrado que cuando se presta mucha atención a la preparación del combustible, los casos de fallas HE son muy raros, incluso cuando se opera con combustibles pesados y sulfurosos.
Por lo tanto, podemos concluir que para un funcionamiento sin problemas del motor, es necesario seguir las reglas operación técnica(PTE) recomendado por el fabricante.
Planta de energía de la nave.
Para proporcionar energía eléctrica a los consumidores de electricidad, el barco está equipado con dos generadores diésel de CA, dos generadores de eje de CA y un generador diésel de emergencia.
Característica del generador de eje de CA:
Tipo DGFSO 1421-6
Potencia, kW 1875
Voltaje, V 390
Velocidad, mín. -1 986
Tipo de variable actual
Eficiencia a carga nominal, % 96
El alternador tipo DGFSO 1421-6 es accionado por el motor principal. El rotor del generador es accionado a través de una caja de cambios por medio de un acoplamiento flexible desconectado. El generador está hecho sobre patas con dos cojinetes lisos montados en escudos. Los rodamientos se lubrican desde las cajas de cambios. Los anillos colectores y el generador de excitación inicial están ubicados en el lado opuesto de la transmisión.
El generador está equipado con cuatro elementos calefactores eléctricos con una potencia total de 600 W.
Para la medición remota de temperatura, se colocan seis resistencias térmicas en las ranuras del generador. Tres resistencias térmicas están funcionando, el resto están de repuesto. Se instala una resistencia térmica similar en el flujo de aire entrante y saliente. Todas las resistencias térmicas están conectadas al ratiometer a través de un interruptor. Para señalización remota temperaturas límite, el generador está equipado con dos termostatos instalados en la corriente de aire de salida. Uno de los termostatos está reservado. Los termostatos están configurados para operar a 70°C.
Los límites de temperatura de los rodamientos se señalan mediante termómetros de contacto con indicador directo de temperatura y un contacto de señalización remota que funciona a una temperatura de 80 ° C. Se proporcionan dos termostatos especiales para señalar la temperatura límite de los devanados.
Características del generador diesel:
Número 2
Potencia nominal, kW 950
Voltaje, V 390
Velocidad de rotación, s -1 (min -1) 16,6 (1000)
Tipo de variable actual
El motor de accionamiento del alternador S 450 LG es un motor auxiliar. El rotor del generador es accionado a través de una caja de cambios por medio de un acoplamiento flexible desconectado. El generador está hecho sobre patas con dos cojinetes lisos montados en escudos. Los rodamientos se lubrican desde las cajas de cambios. Los anillos colectores y el generador de excitación inicial están ubicados en el lado opuesto de la transmisión.
El generador está hecho con autoventilación. El aire de refrigeración se toma de la sala de máquinas a través de filtros especiales. La salida de aire del generador se realiza al sistema de ventilación del barco a través de un ramal.
El generador está diseñado para trabajo largo con carga desequilibrada hasta un 25% entre cualquiera de las fases. El desequilibrio de tensión no supera el 10% del valor nominal. El generador, operando en un modo nominal térmico constante, permite las siguientes sobrecorrientes: 10% durante una hora a un factor de potencia de 0,8; 25% durante 10 minutos a un factor de potencia de 0,7; 50% durante 5 minutos a un factor de potencia de 0,6.
El sistema de autoexcitación y AVR del generador tipo 2A201 se fabrican de acuerdo con el principio de composición de corriente utilizando un regulador de voltaje de semiconductor. Para una autoexcitación confiable, se introduce un generador de excitación inicial en el circuito.
Los elementos del sistema de autoexcitación y AVR están ubicados en el generador en un gabinete extraíble especial. El sistema AVR proporciona una tensión constante en los terminales del generador con un error que no exceda el ± 2,5 % a un factor de potencia de 0,6 a 1. Cuando el generador se carga con el 100 % de carga o el deslastre de carga correspondiente al 50 % de la corriente nominal, con un factor de potencia igual a 0,4%, el cambio instantáneo de voltaje no excede el 20% del valor nominal y se restablece con un error de no más de ±2,5% en 1,5 s.
La protección de los generadores diesel contra las corrientes de cortocircuito se realiza mediante liberaciones máximas de autómatas selectivos ( Corriente nominal automático - 750 A, liberación máxima - 375 A, tiempo de respuesta - 0,38 s, corriente de respuesta - 750 A). La protección del generador de eje de corriente alterna se realiza mediante un interruptor automático (la corriente nominal de la máquina es de 1500 A, la corriente nominal del disparador máximo es de 125 A, el tiempo de respuesta es de 0,38 s, la corriente de respuesta es de 2500 A) . Los generadores son socavados por el relé de socavamiento.
La protección de los generadores diésel contra sobrecargas se realiza en dos etapas. Al 95% de carga del generador, el relé de sobrecarga de la primera etapa se activa, respectivamente, con un tiempo de retardo de 1 s y enciende las alarmas luminosa y sonora. Si la carga en el generador diesel continúa aumentando y alcanza el 105%, se activa otro relé de sobrecarga de la segunda etapa con un retardo de 2,5 s, un adicional señalización luminosa y al mismo tiempo se suministra energía para apagar los siguientes consumidores: calentadores, dispositivos de carga, unidad de refrigeración, ventilación, RMU, piscifactoría, equipo de cocina y algunos otros consumidores irresponsables. Cuando la carga alcanza el 110%, los generadores se desconectan de la red.
La protección del generador de eje se realiza en tres etapas.
Se proporciona protección de los alimentadores contra la corriente de cortocircuito. rompedores de circuito Serie AZ-100 y AK-50.
El barco está equipado con una planta de energía eléctrica trifásica con un voltaje de 380 V, una frecuencia de 50 Hz. Para suministrar a los consumidores parámetros que difieren de los parámetros de la planta de energía del barco, se proporcionan convertidores y transformadores apropiados.
Para accionamientos de mecanismos electrificados se instalan motores eléctricos asíncronos de jaula de ardilla de corriente alterna trifásica con arranque desde estaciones magnéticas o arrancadores magnéticos.
Todos los equipos eléctricos instalados en las cubiertas descubiertas y en las tiendas de procesamiento de pescado son impermeables. Los equipos eléctricos instalados en envolventes y armarios especiales tienen un diseño protegido. Los motores eléctricos de la serie AOM se utilizan para accionar los mecanismos de la pescadería.
El barco se proporciona los siguientes tipos iluminación: iluminación principal, focos y balsas - 220 V; alumbrado de emergencia (desde baterías) - 24 V; iluminación portátil - 12 V; luces de señalización y de distinción - 24V.
El sistema de enfriamiento de una planta de energía de un barco está diseñado para enfriar partes de los motores principal y auxiliar que se calientan por el calor de la combustión del combustible (las llamadas "superficies de fuego") para reducir su deformación térmica y aumentar la resistencia. así como para eliminar el calor de los medios de trabajo (aceite, combustible, agua y aire de carga). Además, con la ayuda del sistema de enfriamiento, el calor se elimina de varios otros mecanismos, dispositivos, dispositivos ubicados en la sala de máquinas.
El modo de enfriamiento del motor afecta la eficiencia de su funcionamiento. A medida que aumenta la temperatura del agua de refrigeración, disminuye la eficiencia indicada del motor, lo que se explica por una disminución en el factor de llenado, el período de retardo del encendido y la tasa de aumento de la presión. Al mismo tiempo, debido a la disminución de la viscosidad del aceite, se reducen las pérdidas por fricción (aumenta la eficiencia mecánica) y el desgaste de las piezas del motor. Como resultado, cuando la temperatura del agua cambia de 50° a 150° C, hay un ligero aumento en la eficiencia efectiva del motor diesel.
El nivel de temperatura de enfriamiento afecta la cantidad y la naturaleza de la formación de barniz y carbón, la precipitación y la oxidación del aceite. A medida que aumenta la temperatura, se acelera la oxidación del aceite, pero disminuye la formación de barniz. Así, un aumento de la temperatura del agua de refrigeración en el motor va acompañado de una cierta mejora en su rendimiento. Además, se observa una redistribución de los flujos de recursos energéticos secundarios, que es favorable desde el punto de vista de la recuperación de calor: aumenta la cantidad de calor eliminado por los gases de escape y disminuye la cantidad de calor eliminado por el agua de refrigeración.
El sistema de refrigeración consta de los siguientes elementos principales: bombas de agua dulce y de mar, filtros, tanques de expansión y de desecho y tanques para la preparación de aditivos, agua dulce de refrigeración, calentadores de agua dulce y de mar, dispositivos de admisión y descarga, tuberías con cierre y válvulas de control y dispositivos de control y medición. Los enfriadores están diseñados para eliminar el exceso de calor de los refrigerantes y cargar aire en el agua. El tanque de expansión se utiliza para compensar los cambios en el volumen de agua en el sistema debido a cambios en su temperatura, para reponer las pérdidas de agua en el sistema debido a fugas y evaporación, así como para eliminar el aire y el vapor de agua del sistema. Los termorreguladores deben mantener automáticamente la temperatura del agua y los líquidos enfriados dentro de un rango predeterminado.
En este proyecto se utiliza un sistema de refrigeración de tres circuitos con enfriador central de agua dulce. Esta elección se debe al deseo de mejorar la confiabilidad de todos los equipos enfriados, donde solo se usa agua dulce para la eliminación de calor, que tiene menos actividad corrosiva. Debido al hecho de que en el proyecto dado el portacontenedores alimentador está equipado con un motor diesel 5G50ME - B9, que tiene dos circuitos de enfriamiento (baja temperatura y alta temperatura), el circuito de agua dulce consta de dos partes. De acuerdo a documentación técnica en diésel 5G50ME - B9 de MAN B&W para refrigeración de camisas de cilindros con el fin de reducir pérdida de calor con agua de refrigeración se utiliza agua dulce con una temperatura de 75°C a la entrada del espacio de la camisa y de 85°C a la salida del mismo. Para cumplir con este requisito, se asigna un circuito especial de alta temperatura en el circuito de agua dulce del sistema de refrigeración, que se comunica con el circuito de agua dulce de baja temperatura a través de una válvula de control con termostato. Para evitar la ebullición del agua en el espacio de la camisa y los canales de refrigeración de la culata, donde se enfrían las superficies de fuego, se mantiene en el circuito una presión de al menos 0,25 MPa.
La circulación estable de agua dulce se logra debido a la eliminación constante de la mezcla de vapor y aire de las cavidades de enfriamiento, asegurando el llenado completo del circuito de circulación con agua (reposición periódica de agua) y la posibilidad de cambiar el volumen de agua debido a la dinámica de los procesos de refrigeración durante el funcionamiento. Para ello, en cada sistema, en serie con el circuito principal de circulación de agua (o en paralelo a él), se instala un circuito de drenaje-compensación con vaso de expansión conectado a la atmósfera. En este tanque, la mezcla vapor-aire se separa del agua. Sirve para reponer fugas de agua y es un tanque de inercia cuando cambia el volumen de agua.
De acuerdo con los requisitos del Registro, cada sala de máquinas deberá contar con al menos dos tomas de agua de circulación o refrigeración, que aseguren la toma de agua de mar en cualquier condición de operación. Actualmente, se proporciona un canal de distribución de kingston, en el cual el agua fluye desde las cajas de kingston y luego, a través de las válvulas clink, al sistema de enfriamiento. El agua se drena por la borda a través de válvulas de cierre antirretorno. Para evitar la entrada de agua caliente en las entradas, las aberturas de salida y entrada están espaciadas a lo largo del recipiente, colocando esta última por delante de las salidas. Los orificios de drenaje externos están ubicados en el fondo o a bordo, como regla, no menos de 300 mm por debajo de la línea de flotación de mayor calado.
El principio de funcionamiento y composición del sistema de refrigeración del motor principal.
La figura 7 muestra un esquema del sistema de refrigeración del motor principal, que consta de tres circuitos (dos circuitos de agua dulce con comunicación y un circuito de agua de mar). El agua del exterior entra en el sistema de refrigeración a través de las tomas de mar inferiores (pos. 2) y laterales (pos. 1). Luego, el agua fuera de borda, después de haber pasado a través de la válvula de kingston (pos. 3) y el filtro grueso (cajas de lodo) (pos. 4), ingresa al canal de kingston (pos. 5), al que puede llegar el agua fuera de borda desde otro kingston caja. El agua purificada se extrae del canal de agua de mar mediante la bomba de agua externa (pos. 6) y se alimenta al enfriador de agua dulce central (pos. 7), donde se calienta y se descarga en la caja de salida (pos. 8). En el caso de una temperatura del agua de mar muy baja, parte del agua de mar calentada después del enfriador central regresa a la caja de mar con la ayuda de un termostato, manteniendo así la temperatura requerida del agua de mar en la entrada del enfriador central.
A su vez, el agua dulce, después de enfriarse en el enfriador central, ingresa a la entrada de la bomba de circulación del circuito de baja temperatura (LCC) de agua dulce (pos. 10), donde, habiendo recibido la energía necesaria, va al enfriador de aceite del motor principal conectado en paralelo (pos. 11) y el enfriador de aire de carga (pos. 12). Después de pasar por estos intercambiadores de calor, el agua dulce calentada después de la confluencia se divide en dos corrientes. Un flujo a través de la arandela de estrangulación (pos. 13) pasa a la unidad de promedio (pos. 14), donde, habiéndose mezclado con el exceso de agua dulce del circuito de alta temperatura (HTC), regresa al enfriador central, cerrando así el circuito de baja temperatura. Para regular la temperatura del agua del circuito de baja temperatura, parte de ella, después de promediar con la ayuda de una válvula automática (pos. 15), se dirige a desviar el enfriador de agua dulce central. El segundo flujo de agua dulce después de la confluencia va a la válvula del termorregulador de agua dulce del circuito de alta temperatura (pos. 16), que dosifica la cantidad de agua del circuito de baja temperatura suministrada para diluir el agua calentada del HTC . Después del termostato (pos. 16), el agua dulce del circuito de alta temperatura ingresa a las bombas de circulación VTK (pos. 17). Estas bombas, dando al agua la energía necesaria, la suministran al motor principal (pos. 18) para enfriar los cilindros. El agua calentada del motor principal ingresa a la válvula de ventilación de vapor (pos. 19), instalada para eliminar el agua y los vapores de aire del sistema, que se forman en pequeñas cantidades en las superficies de combustión del motor y pueden acumularse en el sistema. El aire y el vapor liberados en esta válvula se descargan en el tanque de expansión (pos. 22) a través de la tubería (pos. 24). Después de salir de la válvula de salida de vapor, el agua, dividida en dos flujos paralelos, pasa en parte por la planta de desalinización de utilización (pos. 20) y en parte por el estrangulador (pos. 21), lo que crea la caída de presión necesaria para el funcionamiento de la planta desalinizadora. Estos flujos de agua paralelos, habiendo pasado la placa de mariposa y la planta desaladora, se unen y se acercan a la válvula del termorregulador de agua dulce del circuito de alta temperatura, que pasa la parte necesaria agua caliente para mezclar con agua NTC, y el exceso se envía a la unidad de promedio.
Para compensar el volumen de agua en un circuito cerrado de agua dulce durante su calentamiento durante el funcionamiento del motor y su enfriamiento durante el período de parada, se instala un tanque de expansión (pos. 22), que se conecta a la entrada de la bomba de circulación VTK utilizando la tubería de agua de compensación (pos. 23), proporcionándole así de forma fiable la reserva de cavitación necesaria.
Además, con la ayuda de una tubería especial (pos. 25), a través del tanque de expansión, agua adicional, compensando las fugas y la evaporación, y también se introducen varios aditivos. Al calentar el motor antes de arrancar, el sistema de refrigeración del cilindro utiliza calentador de vapor(pos. 26).
Determinación de los parámetros del equipo principal para completar el sistema de refrigeración.
En el cálculo del sistema de refrigeración en volumen. este proyecto incluye la determinación de los principales parámetros para su realización con los siguientes equipos - bombas de agua dulce y de mar, intercambiadores de calor.
Rendimiento de la bomba de agua dulce.
Rendimiento de la bomba de agua fuera de borda.
Dónde W 4 =41,7
Según el rendimiento de la gama estándar, seleccionamos una bomba de agua exterior de la marca NTSV 315/10A-1-11 con una capacidad de 315 m 3 /hora
Determinación de la cantidad de calor removido por el agua.
Eliminación de calor del agua dulce -;
Eliminación de calor con aceite - ;
Eliminación de calor del aire de purga - 5685 = 2840 .
Cálculo del enfriador de agua dulce.
donde: = 1100 kW - extracción de calor del agua dulce;
\u003d (25003500) W / - coeficiente de transferencia de calor del agua dulce al agua externa, para un enfriador de placas;
Acepta 3000W/.
diferencia de temperatura, .
donde: - diferencia de temperatura entre el agua dulce y el agua de mar en el otro extremo del intercambiador de calor, donde es de mayor importancia;
Temperatura del agua dulce en la entrada del enfriador;
Temperatura del agua dulce a la salida del enfriador,
=(30 - 35) - temperatura exterior del agua después del enfriador;
aceptar 35
=(40 - 45) - temperatura exterior del agua después del enfriador;
Aceptar 45
70 - 35 = 35
60 - 45 = 15
Cálculo del enfriador de aceite
Determinación del área superficial de transferencia de calor
donde: - eliminación de calor por aceite;
350 W/ - coeficiente de transferencia de calor del aceite al agua de mar, para un enfriador de placas;
diferencia de temperatura, .
donde: - gran diferencia de temperatura;
Menos diferencia de temperatura.
Temperatura del aceite en la entrada del enfriador;
Temperatura del aceite a la salida del enfriador,
35 - temperatura del agua de mar después del enfriador.
55 - 30 = 25
45 - 35 = 10
Cálculo del enfriador de aire
Determinación del área superficial de transferencia de calor
donde: - eliminación de calor del aire de purga;
\u003d (5075) W / - coeficiente de transferencia de calor del aire al agua exterior;
Acepta 60W/.
diferencia de temperatura, .
Donde: - gran diferencia de temperatura;
Menos diferencia de temperatura.
Temperatura del aire en la entrada del enfriador;
Temperatura del aire a la salida del enfriador.
30 - temperatura del agua exterior después del enfriador;
40 - temperatura del agua exterior después del enfriador.
El volumen del tanque de expansión.
Para la lubricación normal de los cilindros del motor, es necesario que la temperatura en la superficie interna de sus paredes no supere los 180-200°C. En este caso, no se produce coquización del aceite lubricante y las pérdidas por fricción son relativamente pequeñas.
El propósito principal del sistema de enfriamiento es eliminar el calor de las camisas y cubiertas de los cilindros y, en algunos motores, de las cabezas de los pistones, enfriar el aceite en circulación para enfriar el aire durante la sobrealimentación del diésel. El sistema de enfriamiento de las boquillas es autónomo.
Moderno plantas diesel tener un sistema de enfriamiento de doble circuito que consiste en un sistema cerrado de agua dulce que enfría los motores, y sistema abierto buey fuera de borda, que a través de intercambiadores de calor extrae calor del agua dulce, del aceite, del aire de carga y directamente de algunos elementos de la instalación (cojinetes de ejes, etc.).
Los propios sistemas de agua dulce se dividen en tres subsistemas de refrigeración principales:
Cilindros, tapas y turbocompresores;
Pistones (si están refrigerados por agua);
Boquillas (si se enfrían con agua);
El sistema de refrigeración de cilindros, tapas y turbocompresores puede tener tres versiones:
En el movimiento de la embarcación, la bomba principal realiza el enfriamiento y, en el estacionamiento, la bomba de estacionamiento; Antes de arrancar, el motor principal se calienta con agua de
generadores diésel;
El motor principal y los generadores diesel tienen sistemas separados, y cada generador diesel está equipado con una bomba autónoma y un enfriador común a todos los motores diesel;
Cada motor diésel está equipado con un sistema de refrigeración independiente.
La opción más racional es la primera versión del sistema, donde la alta confiabilidad operativa y la capacidad de supervivencia están garantizadas por un número mínimo de bombas, enfriadores y tuberías. En el caso general, el sistema de agua dulce incluye dos bombas principales: la bomba principal a la de reserva (se utiliza el diseño de la bomba de agua de mar), una bomba de estacionamiento (puerto), uno o dos enfriadores, controladores de temperatura (regulación por derivación de agua dulce a través del refrigerador), tanques de expansión (cambios de compensación en el volumen de agua dulce en un sistema cerrado con cambios de temperatura, reposición de la cantidad de agua en el sistema), desaireadores
(eliminación de aire disuelto), conducciones, desaladoras al vacío, instrumentación.
La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un sistema de refrigeración de dos circuitos. bomba de circulación II, se suministra agua dulce al enfriador de agua 8, luego de lo cual ingresa a las cavidades de los casquillos de trabajo 19 y la cubierta 20. El agua calentada del motor se suministra a través de la tubería 14 a la bomba II y nuevamente al enfriador 8 El tramo más alto de la tubería 14 está conectado por un tubo 7 al vaso de expansión 5, que comunica con la atmósfera. El tanque de expansión asegura que el sistema de circulación de enfriamiento del motor se llene de agua. Al mismo tiempo, el aire se ventila desde este sistema a través del tanque de expansión.
Para reducir la corrosividad del agua dulce, se le agrega una solución de cromo (bicromato de potasio K2Cr2O7 y soda) en una cantidad de 2-5 g por litro de agua. La solución se prepara en el barril de solución 6 y luego se baja al tanque de expansión 5. Para controlar la temperatura del agua dulce suministrada al motor, se usa un termostato 9, que desvía el agua además del enfriador de agua.
sistema de circulación agua dulce tiene una bomba de respaldo 10, conectada en paralelo con la bomba principal II.
El agua del exterior para el enfriamiento se toma a través del kingston 1 a bordo o inferior. Desde el kingston, el agua a través de los filtros 18 que atrapan partículas de limo, arena y suciedad ingresa a la bomba de agua de enfriamiento del exterior 16, que la suministra al enfriador de aceite 12 y al enfriador de agua 8, así como a través de la tubería 15 para compresores de refrigeración, cojinetes de ejes y otras necesidades. Pero a la tubería de derivación 13, el agua puede pasar más allá del enfriador de aceite. El agua calentada después del enfriador de agua 8 se descarga por la borda a través de la válvula exterior de salida 4. hielo roto en los kingstones receptores, parte del agua calentada a través de la tubería 2 puede pasar a la línea de succión. El flujo de agua calentada es controlado por la válvula 3.
El sistema de enfriamiento de agua de mar tiene una bomba de respaldo 17 conectada en paralelo con la bomba principal 16. En algunos casos, se instala una bomba de respaldo para agua de mar y agua dulce.
Particularmente activa en términos de corrosión es el agua de mar que contiene sales de cloruro, sulfato y nitrato. corrosividad agua de mar 20-50 veces mayor que el agua dulce. En los barcos, las tuberías del sistema de enfriamiento de agua de mar a veces están hechas de metales no ferrosos. Para reducir el efecto corrosivo del agua de mar superficie interior tubos de acero cubrir
Arroz. Diagrama del sistema de enfriamiento
zinc, baquelita y otros recubrimientos. No se debe permitir que la temperatura en los sistemas de agua de mar supere los 50-550C, ya que a más de alta temperatura se produce la precipitación de sal. La presión en el sistema de agua de mar, creada por las bombas, está en el rango de 0,15-0,2 MPa, y en el sistema de agua dulce 0,2-0,3 MPa.
La temperatura del agua de mar a la entrada del sistema depende de la temperatura del agua en la dársena donde navega el buque. La temperatura calculada es de 28-30°C. La temperatura del agua dulce a la entrada del motor se toma entre 65 y 90 °C, y el límite inferior se refiere a los motores de baja velocidad y el límite superior a los de alta velocidad. Se toma la diferencia de temperatura entre la temperatura de salida y de entrada al motor. Δt=8-100C.
Para crear una cabeza estática, el tanque de expansión se instala sobre el motor. El sistema de refrigeración se llena desde el sistema general de agua dulce del barco.
Las Reglas de registro de la URSS para sistemas de enfriamiento de agua dulce permiten la instalación de un tanque de expansión común para un grupo de motores. El sistema de enfriamiento del pistón debe ser atendido por dos bombas de igual capacidad, una de las cuales está en espera. El mismo requisito se aplica al sistema de enfriamiento de la boquilla.
Si se incluye una planta desalinizadora al vacío en el sistema, se deben proporcionar dispositivos de desinfección. El destilado resultante se puede utilizar para necesidades técnicas, sanitarias y domésticas. Plantas de evaporación debe realizarse como una sola unidad, tener automatización y debe operarse sin un reloj especial.
El sistema de agua de refrigeración del exterior, incluido el segundo circuito del sistema de refrigeración del motor, está diseñado para reducir la temperatura del agua dulce, el aceite y el aire de carga del motor principal y los generadores diésel. equipo auxiliar salas de máquinas y calderas (compresores, condensadores de vapor, evaporadores, unidades de refrigeración), cojinetes del eje de la hélice, madera muerta, etc. Este sistema se puede implementar de acuerdo con el esquema con una disposición en serie y en paralelo de intercambiadores de calor.
Los requisitos de las Reglas de registro de la URSS para el sistema de agua de refrigeración exterior con respecto a la redundancia de las unidades son similares a los requisitos para el sistema de agua dulce.
Preguntas para el autoexamen
1. ¿De qué piezas y conjuntos se elimina el calor del sistema de refrigeración diésel?
2. ¿Cómo se clasifican los sistemas de agua dulce de refrigeración?
3. ¿Qué opciones puede tener el sistema de enfriamiento de cilindros, tapas y turbocompresores?
4. ¿Qué unidades y dispositivos se incluyen en el sistema de agua de refrigeración fresca?
5. ¿Lo mismo para el sistema de agua de refrigeración del mar?
6. ¿Cuáles son las funciones del vaso de expansión?
7. ¿Cómo se regula la temperatura del agua dulce?
8. ¿Qué unidades en el sistema de enfriamiento deben ser respaldadas?
9. ¿Cuáles son los parámetros de agua dulce y de mar del sistema de refrigeración?
10. ¿Para qué se utiliza el destilado obtenido en una planta desaladora al vacío?
11. ¿Cuáles son los requisitos de las Reglas de registro de la URSS para los sistemas de agua dulce y fuera de borda?
12. ¿Por qué se usa un esquema de dos circuitos para enfriar el motor?
