Gids voor het koelen van scheepsdieselgeneratoren: afmetingen van scheepsradiatoren en warmtewisselaars

Een 12 meter lange trawler die een generatorset van 20 kW gebruikt voor acht uur koelwerk, duwt elk uur ongeveer 13 kW aan mantelwaterwarmte in het koelcircuit. Die hitte maakt het niet uit dat de machinekamer al 48 graden Celsius is, dat het zeewater buiten in de nazomer 31 graden Celsius is, of dat de ventilatieopening voor de radiateur half wordt geblokkeerd door een reserve spatbord. Hij moet de boot nog verlaten.

De meeste problemen met de koeling op kleine en middelgrote schepen zijn eerder defecten aan de specificaties dan aan motorstoringen: een radiator of warmtewisselaar die alleen op basis van het kilowattvermogen uit een catalogus is gekozen, gemonteerd waar de lucht er niet kan komen, gecoat voor gebruik in het binnenland en vervolgens wordt gevraagd om een ​​decennium van zoutnevel en constante trillingen te overleven.

Overal gebruikte referentieomstandigheden: tropisch zeewater van 30 tot 32 graden Celsius, machinekameromgeving van 45 tot 50 graden Celsius, continu gebruik bij 80 tot 100 procent van het beste vermogen.

Wat een bootdieselgenerator van zijn koelsysteem vraagt

Een bootdieselgenerator moet de nominale koelvloeistoftemperatuur bij continue belasting behouden in een afgesloten, vochtige, met zout beladen machineruimte, en koeling is daarom een van de meest voorkomende oorzaken van het uitschakelen van scheepsgeneratoren na brandstof- en elektrische storingen.

Het belastingsprofiel is het eerste echte verschil met welke wegtoepassing dan ook. Een stand-by-unit in een jachthaven kan 50 uur per jaar draaien, terwijl dezelfde machine van 20 kW op een werkende vissersboot 4.000 uur kan loggen, en in dat tempo stapelen de hitte, de trillingscycli en de blootstelling aan zout zich op.

• Omgevingslucht aan de kernzijde: een machinekamer bereikt op een warme dag 48 tot 52 graden Celsius, dus de kern werkt met een veel kleiner temperatuurverschil dan de cataloguswaarde aanneemt.
• Luchtstroompad: lamellen, een bocht in het kanaal of een nabijgelegen uitlaatuitlaat kunnen de effectieve luchtstroom met 20 tot 30 procent verminderen.
• Ruimte: machinekamers beperken de ventilatordiameter en kerndikte, zodat het slagoppervlak, het aantal vinnen per inch en het buistype de prestaties meer bepalen dan het nominale kilowattvermogen.
• Corrosie: een hete kern droogt zoutkristallen op de vinnen, en elke aluminium-staalverbinding wordt een galvanisch koppel zodra de coating wordt bekrast.
• Servicetoegang: een kern die niet ter plaatse kan worden gereinigd, wordt te laat of helemaal niet gereinigd.

Fabrikanten van radiatoren voor kust- en offshore-dieselgeneratoren Deze radiator is gebouwd voor zware maritieme omgevingen en is bestand tegen zoutwatercorrosie en hoge luchtvochtigheid. Gebruik van aluminium of koperlegeringen van maritieme kwaliteit met beschermende coatings... Bekijk Product →

Schepen die aan de kust of op zee werken, hebben het hele koelpakket nodig dat voor die omgeving is gespecificeerd, van kerncoating en framemateriaal tot ventilatornaaf en bevestigingsmiddelen, in plaats van alleen de radiator.

Warmtebelastingwiskunde: waarom een scheepsgenerator geen vrachtwagenmotor is

Slechts ongeveer een derde van de energie in diesel verlaat een scheepsaggregaat als elektriciteit; ongeveer nog een derde vertrekt met het uitlaatgas, en de rest moet door de koelmiddelcircuits via een radiator of een warmtewisselaar worden verwijderd.

Een scheepsgenerator van 150 kW bij nominale belasting levert ongeveer 95 kW aan het mantelwatercircuit en ongeveer 38 kW aan de inlaatluchtnakoeler. Een vrachtwagenmotor met hetzelfde vermogen ziet de luchtstroom op de snelweg over een grote kern stromen en brengt het grootste deel van zijn levensduur bij gedeeltelijke belasting door; de marine-eenheid draait op vaste snelheid, bijna op volle belasting, in stille lucht, vaak duizenden uren per jaar.

Geschatte cijfers voor een typische viertaktscheepsgenerator bij nominale belasting; de split schakelt met vermogen, brandstofsysteem en nakoelingsregeling.

Eenheden die er op papier genereus uitzien, falen vaak precies op dit punt, omdat een kern met een omgevingslucht van 25 graden Celsius een vijfde of meer van zijn capaciteit verliest in een machinekamer van 50 graden Celsius.

Ruw water, kielgekoeld of gesloten circuit: drie circuits, drie radiatorantwoorden

Een scheepsdieselgenerator dumpt zijn warmte via een van de drie circuits, en het gekozen circuit bepaalt waaruit de kern moet worden opgebouwd, hoeveel luchtstroom deze nodig heeft en hoe vaak deze moet worden gereinigd.

Ruwwater-warmtewisselaar

Zeewater stroomt door een buizenbundel en transporteert warmte naar buiten, terwijl de motorzijde op behandelde koelvloeistof met glycol blijft. Hij is compact, heeft geen grote ventilator nodig en is geschikt voor rompen waar de motor laag staat en de zeewaterstroom betrouwbaar is. De vijanden zijn vervuiling, geblokkeerde zeven, corrosie van de buizen en bevriezing tijdens de winterstalling.

Kielkoeling

De warmte gaat naar buiten via een rooster van buizen die aan de romp zijn bevestigd, zodat er helemaal geen ruw water de boot binnenkomt. Werkboten die het hele jaar drijven zijn er voorstander van, maar het rompraster heeft bescherming en een jaarlijkse inspectie nodig, en de lange pijpleidingen zorgen voor een groter koelvloeistofvolume dat de pomp moet verplaatsen.

Gesloten radiator met ventilator

Een conventionele kern, meestal op afstand gemonteerd of via kanalen geleid, voert warmte af naar de lucht in de machinekamer. Het houdt zeewater uit de machineruimte en werkt wanneer het schip aan de wal wordt opgeslagen, maar het vereist een echte ventilatieruimte, gedisciplineerde kanalen en een ventilator die lucht door een krappe ruimte kan trekken.

Fabrikanten van warmtewisselaars Deze units zijn ontworpen voor vloeistof-naar-vloeistofkoeling en dragen warmte over van de motorkoelvloeistof naar een externe waterbron, zoals een koeltoren of buitenwatersysteem. Idee... Bekijk Product →

Zoutnevel, trillingen en de werkelijke kosten van corrosie

Coating en kernmateriaal bepalen of een scheepsradiator zijn twaalfde seizoen bereikt of in zijn derde seizoen faalt. Het verschil in aankoopprijs is meestal een fractie van de kosten van één ongepland transport en een verloren charterdag.

Zoutnevel nestelt zich op hete vinnen, droogt uit tot kristallen en tast elke kale aluminium of stalen rand aan. Verbindingen tussen buis en kop en tanknaden brengen ongelijksoortige metalen bij elkaar, en torsietrillingen van de motor werken op die verbindingen totdat de vermoeidheid openbarst en koelvloeistof in de vinnen dringt.

Fabrikanten van generatorradiatoren voor kustmilieu Deze radiatoren zijn gebouwd met anti-zoutcorrosiematerialen en beschermende coatings en bieden langdurige prestaties in vochtige, zoute omgevingen. Ideaal voor havens, zeeën... Bekijk Product →

De bouw is net zo belangrijk. Aluminium-kunststof kernen met gekrompen tanks zijn goed bestand tegen trillingen, maar zijn volledig afhankelijk van de kwaliteit van de krimp en pakking, terwijl volledig aluminium kernen de tank aan de header hardsolderen en thermische cycli beter verdragen als het soldeerproces goed wordt gecontroleerd.

Dimensionering en kruisverwijzingen naar een vervangende radiator

Een vergelijkbare vervanging wordt bepaald door vijf metingen en een materiaalcontrole, nooit op basis van het onderdeelnummer dat op de oude tank is gestempeld.

Jiangsu Weichuang Radiator Manufacturing Co., Ltd. bouwt generatorsetradiatoren in tube-and-fin, plate-and-fin, aluminium-kunststof en volledig aluminium constructie, en levert zowel OEM-assemblagelijnen als vervangingsprogramma's, wat betekent dat dezelfde fabriek kan antwoorden met een standaard kruisverwijzing of een op maat gemaakte kern gebouwd tegen een tekening.

Veelgestelde vragen over de koeling van bootdieselgeneratoren

Hoeveel warmte moet een scheepsdieselgeneratorradiator afvoeren?

Als werkcijfer transporteert het mantelwatercircuit ongeveer 0,6 tot 0,7 kW warmte voor elke kilowatt elektrisch vermogen bij nominale belasting, en voegt de inlaatluchtnakoeler ongeveer 0,25 kW per kilowatt toe bij eenheden met turbocompressor. Een generatorset van 60 kW vraagt ​​daarom van zijn koelsysteem om ongeveer 50 kW af te voeren.

Kan ik een autoradiator op een scheepsgenerator monteren?

Nee. Auto-kernen zijn gedimensioneerd voor de luchtstroom op de weg en intermitterende belasting, maken gebruik van verschillende tank- en montagemogelijkheden en zijn niet gecoat voor constante blootstelling aan zout. De unit zal op de kade acceptabel werken en onder aanhoudende belasting in een hete machinekamer oververhit raken.

Waarom raakt mijn generatorset alleen oververhit als hij voor anker ligt?

Omdat zowel de luchtstroom als de zeewaterstroom afnemen als het schip stopt. Hete lucht circuleert naar het kernvlak, zeewier en vuil vullen de zeef en de ruwwaterpomp raakt leeg. Meet de luchtsnelheid en de zeewaterstroom voordat u hardware vervangt.

Hoe vaak moet een scheepsgeneratorradiator worden gereinigd?

Elke 500 tot 1000 bedrijfsuren voor kustgebruik, met een jaarlijkse coatinginspectie en een controle van de koelvloeistofchemie. Eenheden in stoffige of offshore-gebruik moeten aan de kortere kant van dat bereik worden geïnspecteerd.