Дизель-генераторные установки и теплообменники: повышение эффективности

Дизель-генераторные установки (ДГУ) широко применяются для обеспечения резервного или автономного электроснабжения объектов промышленности, строительства, медицинской и других отраслей.

Фото дизель генераторной установки мощностью 830 кВт. Источник: https://aggreko-eurasia.ru/equipment/disel-generator/

Во время работы дизельного генератора выделяется большое количество тепловой энергии, которую важно своевременно отводить, чтобы поддерживать безотказную работу оборудования. Этот процесс обеспечивается за счёт теплообменников, которые стабилизируют тепловой режим работающей техники, продлевают срок службы её узлов и повышают общую энергоэффективность ДГУ.

Зачем ДГУ нужны теплообменники?

Теплообменники являются неотъемлемой частью системы охлаждения дизель-генераторной установки.

Фото кожухотрубного теплообменника. Источник: https://aggreko-eurasia.ru/equipment/temperaturniy-control/arenda-teploobmennikov/

Их основная задача – передача избыточного тепла от двигателя к охлаждающей среде, что предотвращает его перегрев и обеспечивает стабильный рабочий режим.

Конструкция и принцип работы теплообменника

Типовой теплообменник для ДГУ включает в себя:

• корпус и теплообменные трубки – каналы, через которые проходит охлаждающая жидкость, поглощающая тепло от двигателя;
• радиатор или внешний контур охлаждения – передаёт тепло в окружающую среду или в систему вторичного использования;
• насосы и циркуляционные контуры – обеспечивают движение охлаждающей жидкости по системе;
• контроллер температуры – регулирует охлаждение, способствует работе ДГУ в требуемом температурном режиме.

Принцип работы теплообменника заключается в том, что он рассеивает тепловую энергию, полученную от теплоносителя, который контактировал с разогретыми узлами ДГУ. В результате этого дизельный двигатель работает в нормальном температурном режиме, что улучшает его производительность и продлевает ресурс.

Как выбрать теплообменник для генератора мощности?

Выбор теплообменника для ДГУ зависит от нескольких параметров. При покупке оборудования следует учитывать:

1. Мощность генератора и тепловую нагрузку. Чем выше производительность дизель-генераторной установки, тем больше тепловой энергии она выделяет. Например, генератор мощностью 2 МВт выделяет около 1500 кВт тепла, которое нужно отводить от разогретых узлов. Для таких установок рекомендуется использовать трубчатые теплообменники с высокой теплопроводностью.
2. Тип охлаждения. Воздушное охлаждение подходит для генераторов малой и средней мощности (до 500 кВт), где тепло отводится в окружающую среду. Водяные системы потребуются ДГУ мощностью от 500 кВт и выше.
3. Материал теплообменника. Медь и алюминий обладают хорошей теплопроводностью, что позволяет быстро отводить тепловую энергию от разогретых деталей. Их недостаток в том, что они подвержены коррозии при контакте с агрессивной средой. Для таких случаев лучше использовать нержавеющую сталь. Она устойчива к химическим воздействиям, что важно для промышленных объектов с жёсткими условиями эксплуатации.
4. Коэффициент теплообмена. Эффективность работы теплообменника определяется коэффициентом теплоотдачи, значения которого находятся в пределах от 100 до 1000 Вт/м²*С. Чем выше этот показатель, тем лучше теплообменник справляется со своей задачей.
5. Габариты и возможность интеграции. Важно учитывать доступное пространство для установки теплообменника, а также его совместимость с существующей системой охлаждения ДГУ.

Преимущества применения теплообменников

Использование теплообменников в системах охлаждения дизель-генераторной установки даёт ряд преимуществ:

• предотвращение перегрева – поддерживается стабильную температура работы ДГУ, снижая риски аварийных отключений;
• повышение КПД генератора – нормальный тепловой режим позволяет снизить потери генерируемой энергии;
• продление срока службы двигателя – равномерное охлаждение уменьшает износ компонентов дизельного мотора ДГУ;
• экономия топлива – функционирование генерирующей установки в нормальном температурном режиме снижает расход дизельного топлива на 3-5%;
• гибкость в эксплуатации – возможность работы в разных климатических условиях, от -40°С до +50°С;
• уменьшение эксплуатационных затрат на ДГУ – снижение частоты технического обслуживания благодаря стабильной работе системы охлаждения.

Заключение

Применение теплообменников в системах охлаждения дизель-генераторной установки играет важную роль в повышении энергоэффективности, надёжности и долговечности оборудования. Выбор подходящей системы охлаждения зависит от мощности генератора, типа охлаждения и условий эксплуатации. Грамотный подбор и интеграция теплообменника позволяют сократить затраты на обслуживание, снизить расход топлива и обеспечить бесперебойную работу ДГУ даже в самых сложных условиях.