מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה למנוע גז Jenbacher 620 GS N

一, דרישות פיזור החום ונקודות הכאב המרכזיות של מנוע הגז Jenbacher 620 GS N
מנוע הגז Jenbacher 620 GS N מאמץ סידור צילינדר בצורת V- של 60 מעלות ועיצוב של 20 צילינדרים, עם נפח בוכנה של 124.75 ליטר. כאשר פועלים במהירות מדורגת של 1500 סל"ד, תהליך הבעירה מייצר כמות גדולה של חום. במקביל, אמצעים שונים כגון שמן מנוע, נוזל תיבת הילוכים ואוויר בלחץ צריכים לשמור על טווחי טמפרטורות שונים, ויוצרים דרישה מורכבת לפיזור חום רב אזורי טמפרטורה. לפי הפרמטרים הטכניים של דגם זה, מעגל הטמפרטורה-הנמוך צריך לפזר עד 169 קילוואט של חום, ויש ספי בקרת טמפרטורה ברורים - טמפרטורת כניסה מקסימלית של 40 מעלות, טמפרטורת מים חוזרת של 70 מעלות וטמפרטורת מים בכניסה של 90 מעלות. אם לא ניתן להתאים את מערכת הקירור במדויק, היא תגרום ישירות לסדרה של סכנות תפעוליות.

שיטות קירור מסורתיות משתמשות לעתים קרובות במבנה פיזור חום יחיד, שקשה לעמוד בדרישות הטמפרטורה של מדיות שונות: פיזור חום לא שלם של מדיות בטמפרטורה גבוהה- עלול להוביל להתחממות יתר של בלוק הצילינדר של המנוע, לירידה ביעילות הבעירה, ואף לגרום לתקלות כגון בלאי בוכנה ועיוות ראש צילינדר; קירור מוגזם של מדיות בטמפרטורה-נמוכה יגביר את צריכת האנרגיה, יפחית את נזילות שמן הסיכה ויחריף את הבלאי של הרכיבים המכניים. בנוסף, Jenbacher 620 GS N נמצא בשימוש נפוץ בחללים סגורים כגון חדרי גנרטורים. ציוד קירור מסורתי יכול בקלות להוביל להצטברות חום בחדר המכונות, ולהשפיע עוד יותר על יעילות פיזור החום. יחד עם זאת, המבנה הגדול שלו עם משקל יבש של 12000 ק"ג גם מציב דרישות גבוהות יותר לגמישות ההתקנה ויכולת ההסתגלות המרחבית של ציוד קירור תומך.

בהתבסס על כך, המקרר היבש המופרד בטמפרטורה גבוהה ונמוכה, עם יתרונות הליבה שלו של "פיזור חום אזורי, בקרת טמפרטורה מדויקת ויעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה", הפך לפתרון הקירור האופטימלי עבור מנוע הגז Jenbacher 620 GS N, העונה בצורה מושלמת על צרכי הפעולה היציבים לטווח ארוך של דגם זה בתרחישים כמו קוגנרציה וייצור חשמל תעשייתי.

2, עיצוב הליבה של מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה והיגיון ההתאמה של Jenbacher 620 GS N
מצנן היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה המותאם למנוע הגז Jenbacher 620 GS N מאמץ עיצוב מודולרי ומחולק לשתי מערכות עצמאיות, מעגל הטמפרטורה הגבוהה ומעגל הטמפרטורה הנמוכה, המתאימות לדרישות פיזור חום שונות של המנוע, ומשיגות "פיזור חום לפי דרישה ובקרת טמפרטורה מדויקת". ההיגיון העיצובי שלו תואם באופן מלא את הפרמטרים הטכניים ומאפייני ההפעלה של הדגם.

(1) מצנן יבש בטמפרטורה גבוהה: התמקדות בפיזור חום הבעירה הליבה

מצנן היבש בטמפרטורה-גבוהה אחראי בעיקר לפיזור חום הליבה שנוצר במהלך תהליך הבעירה של המנוע, התאמה למעגל הקירור בטמפרטורה-גבוהה של Jenbacher 620 GS N, ומיקוד לצרכי פיזור החום של רכיבי מפתח כגון בלוק הצילינדר, ראש הצילינדר והבוכנה. גולת הכותרת של עיצוב הליבה שלו טמונה בשימוש בצינורות חילופי חום יעילים ובמבני סנפיר שטוחים, המגדילים את שטח חילופי החום ומקלים על ניקוי ותחזוקה מאוחרים יותר, ועומדים בדרישות התכנון של מערכת הקירור של Jenbacher ל"ניקוי קל"; מדיום חילופי החום נבחר עם נוזל קירור מיוחד המתאים לתנאי טמפרטורה גבוהה, שיכול לעמוד בסביבות טמפרטורות גבוהות מעל 90 מעלות ולהתאים באופן מושלם לסף הטמפרטורה של מעגל הטמפרטורה הגבוהה של המנוע; יחד עם זאת, הוא מצויד במודול בקרת טמפרטורה חכם לניטור טמפרטורת נוזל הקירור בזמן אמת, התאמה אוטומטית של מהירות המאוורר, להבטיח שטמפרטורת צילינדר המנוע תהיה יציבה בטווח העבודה האופטימלי, ולהימנע מהפחתת הספק הנגרמת כתוצאה מהתחממות יתר - יש לציין שדגם זה יחווה הנחתה בהספק כאשר טמפרטורת היניקה תעלה על 30 מעלות{7}}ניתן למנוע בעיה יעילה זו בטמפרטורה{7}}.

(2) מצנן יבש בטמפרטורה נמוכה: מבטיח פעולה יציבה של מערכות עזר

המקרר היבש בטמפרטורה-נמוכה מיועד בעיקר לקירור שמן סיכה מנוע, נוזל תיבת הילוכים ואוויר בלחץ, המתאים למעגל הטמפרטורה-הנמוכה של Jenbacher 620 GS N (עומס פיזור חום של 169kW). העיצוב שלו מתמקד ב"בקרת טמפרטורה מדויקת-בטמפרטורה" ו"אופטימיזציה של צריכת אנרגיה". מעגל זה מאמץ ערוצי חילופי חום עצמאיים, מופרדים לחלוטין ממעגל הטמפרטורה הגבוהה-, כדי למנוע הפרעות חום מאמצעי טמפרטורה שונים, להבטיח שטמפרטורת שמן הסיכה יציבה בטווח המתאים, להבטיח את ביצועי הסיכה שלו, ולהפחית בלאי מכני שנגרם על ידי משקל גוף המנוע של 12000 ק"ג; יחד עם זאת, בתגובה לדרישות הקירור של האוויר לאחר טעינת טורבו, ניתן להוריד את טמפרטורת האוויר מתחת ל-40 מעלות כדי להגביר את צפיפות האוויר, ובכך להגביר את יעילות שריפת הדלק ולסייע למנוע לשמור על 45.0% יעילות חשמלית ו-41.6% יעילות תרמית. בנוסף, ניתן לתכנן את מצנן היבש בטמפרטורה-נמוכה להתקנה מרחוק, להציב את הציוד מחוץ לחדר הגנרטור כדי להפחית ביעילות את הצטברות החום וזיהום הרעש בתוך החדר, ולמטב עוד יותר את סביבת ההפעלה של החדר.

(3) יתרון הסתגלות כולל: איזון יציבות וגמישות
בנוסף לתכנון פיזור חום מחיצה, למקרר היבש Jenbacher 620 GS N בטמפרטורה גבוהה ונמוכה יש גם מאפייני הסתגלות מרובים: הוא מאמץ עיצוב קל משקל במבנה, שניתן לסדר אותו בגמישות בהתאם לחלל חדר המחשב, והוא מתאים לצורכי ההתקנה הגדולים של דגם זה; חומרים מיוחדים עם עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה נבחרים עבור החומר, וחלק מהדגמים יכולים להיות מצוידים בציפויים מיוחדים כדי להתאים לסביבות מיוחדות כגון אזורי חוף ולהאריך את חיי השירות של הציוד; מבחינת שליטה, הוא מקושר למערכת בקרת המנוע כדי להשיג-סנכרון נתונים בזמן אמת. הוא יכול להתאים אוטומטית את עוצמת הקירור בהתאם לשינויים בעומס המנוע (כגון מעומס סרק לעומס מדורג), תוך הימנעות מצריכת אנרגיה לא יעילה וליישר קו עם מיצוב הליבה של דגם זה כ"יעיל וחסכון- באנרגיה". במקביל, המצנן היבש מאמץ את עקרון הקירור היבש, מבלי להסתמך על מי קירור, תוך הימנעות מבעיות כגון אבנית, קורוזיה ודליפה הקיימות במערכות קירור מים מסורתיות, הפחתת עלויות התחזוקה ותואם מאוד לתפיסת התכנון של Jenbacher 620 GS N של "60000 שעות שיפוץ ראשון" ארוך {{8}.

3, תפקיד הליבה וערך היישום של מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה ב-Jenbacher 620 GS N
בפעולה בפועל של מנוע הגז Jenbacher 620 GS N, המקרר היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה הוא לא רק "מכשיר קירור", אלא גם תמיכת ליבה להבטחת יציבות היחידה, שיפור יעילות הפעולה והארכת חיי הציוד. ערך היישום שלו בא לידי ביטוי בעיקר בשלושת ההיבטים הבאים.

(1) הקפידו על פעילות יציבה של היחידה והימנעו מהסיכון לתקלות

כמנוע גז גדול, מרכיבי המפתח של Jenbacher 620 GS N (בלוק צילינדר, ראש צילינדר, מיסבים וכו') רגישים ביותר לשינויי טמפרטורה. תנודות טמפרטורה מופרזות עלולות לגרום להתרחבות תרמית לא אחידה והתכווצות של רכיבים, מה שיוביל לכשל באיטום, בלאי רכיבים ותקלות אחרות. מצנן היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה שולט במדויק על הטמפרטורה של מעגלי הטמפרטורות הגבוהות והנמוכות, ומבטיח שכל רכיבי המנוע נמצאים תמיד בטווח טמפרטורת העבודה האופטימלי, תוך הימנעות יעילה מהפחתת כוח וכיבוי הנגרמת מהתחממות יתר, כמו גם בעיות כגון התמצקות חומר סיכה והתנגדות מכנית מוגברת הנגרמת מקירור יתר. לדוגמה, בתרחיש של ייצור חום וכוח משולב, המנוע צריך לפעול בעומס מלא במשך זמן רב, והמקררים היבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה יכולים לשמור ביציבות על טמפרטורת מערכת הקירור, להבטיח את הפעולה הרציפה של היחידה ולמנוע את ההשפעה של כשלים בפיזור החום על יציבות אספקת החום והכוח. זה אומת במלואו במקרה היישום של חממת הפלפל Wijnen בהולנד - בפרויקט זה, שלוש יחידות Jenbacher 620 GS N מסתמכות על מערכות קירור יעילות כדי להשיג אספקת אנרגיה יציבה והתאוששות וניצול CO ₂.

(2) שפר את יעילות האנרגיה התפעולית והפחתת עלויות התפעול
היעילות הכוללת של Jenbacher 620 GS N היא עד 86.5%, ופיזור החום היעיל של מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה יכול לנצל עוד יותר את פוטנציאל החיסכון באנרגיה- של היחידה. מצד אחד, פיזור החום המדויק של מעגל הטמפרטורה הגבוהה- יכול להבטיח בעירה מספקת של המנוע, להפחית את בזבוז הדלק ולהפחית את צריכת הדלק בהתבסס על ערך קלורי נמוך (9.5kWh/nm ³) (785nm ³/h); מצד שני, הקירור המדויק של שמן הסיכה על ידי מעגל הטמפרטורה-הנמוך יכול להפחית בלאי מכני, להפחית את צריכת שמן הסיכה (צריכת שמן הסיכה הספציפית של דגם זה היא 0.30g/kWh), ולהאריך את מחזור החלפת שמן הסיכה. יחד עם זאת, תכנון הקירור היבש אינו מצריך בניית מערכת זרימת מי קירור, חיסכון בצריכת משאבי מים וצריכת אנרגיה תפעולית של משאבת המים במחזור. תכנון ההתקנה מרחוק גם מפחית את עלות האוורור והקירור בחדר המכונות, והפעלה לטווח ארוך יכולה להפחית משמעותית את עלות התפעול של היחידה. בנוסף, על ידי קירור והגברת האוויר, ניתן להגביר את צפיפות האוויר, מה שיכול לשפר עוד יותר את תפוקת הכוח המנוע ולמנף באופן מלא את יתרון ההספק החשמלי המדורג שלו ב-3354kW.

(3) להאריך את תוחלת החיים של הציוד ולהפחית את עלויות התחזוקה
חיי התכנון של Jenbacher 620 GS N ארוכים יחסית, ומצב ההפעלה של מערכת הקירור משפיע ישירות על חיי השירות של היחידה. המקרר היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה מאמץ שיטת החלפת חום יבשה, המבטלת את בעיות האבנית והקורוזיה הנגרמות על ידי מי קירור, ויכולה להפחית את החסימה ואובדן הרכיבים של מערכת הקירור; יחד עם זאת, עיצוב מודולרי הופך את תחזוקת הציוד לנוחה, ומאפשר תחזוקה נפרדת של מעגלי טמפרטורות גבוהות או נמוכות מבלי להשפיע על הפעולה הרגילה של המנוע ולהפחית את זמן ההשבתה לתחזוקה. בנוסף, החומרים העמידים בטמפרטורות גבוהות ועמידים בפני קורוזיה- שנבחרו עבור הציוד, כמו גם מבנה הסנפיר הקל לניקוי, מאריכים עוד יותר את חיי השירות של המצנן היבש, בהתאם לתפיסת התכנון של "חיים ארוכים, תחזוקה נמוכה" של המנוע, ומפחיתים את עלות התחזוקה של כל מחזור החיים של היחידה. יחד עם זאת, חלק מהספקים יכולים לספק חלקי חילוף בחינם, תמיכה טכנית בווידאו ושירותי-אחרי מכירה אחרים כדי לשפר עוד יותר את הנוחות של תחזוקת הציוד.

4, תרחישי יישום ואימות מעשי
מצנן היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה המותאם למנוע הגז Jenbacher 620 GS N, עם יכולת הסתגלות וביצועים תפעוליים מצוינים שלו, נעשה שימוש נרחב בתרחישים שונים, כולל תחנות כוח של אנרגיה מבוזרת, קוגנרציה בייצור תעשייתי ואספקת אנרגיה לבניינים-בקנה מידה גדול. בתחנות כוח אנרגיה מבוזרת, יחידת Jenbacher 620 GS N יכולה להשיג פעולה משולבת של "ייצור חשמל+חימום". מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה מבטיחים פעולה יציבה של היחידה תחת עומסים שונים באמצעות בקרת טמפרטורה מדויקת, שיפור יעילות ניצול האנרגיה; בייצור תעשייתי, מודל זה יכול לספק חשמל ואנרגיית חום יציבה לתהליך הייצור. המקרר היבש בטמפרטורה גבוהה ונמוכה יכול להסתגל לתנאי העבודה המורכבים של הסביבה התעשייתית, להתנגד להפרעות מאבק, טמפרטורה גבוהה וכו' ולהבטיח את הפעולה הרציפה של היחידה; בתרחישים כגון נטיעת חממה וחימום אזורי, ניתן לנצל את יתרונות החום וההספק המשולבים של היחידה, ומצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה מספקים הבטחות קירור אמינות לפעולה יציבה זו לטווח ארוך.-

ממקרים מעשיים, בתחנת הכוח G ü ssing ביומסה באוסטריה, יחידת Jenbacher 620 GS N משתמשת בגז עץ כדלק ונשענת על פיזור חום יעיל של מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה כדי להשיג את יעד הפרויקט של אספקת אנרגיה מתחדשת של 100%; במפעל Beretto באיטליה, מערכת החום והכוח המשולבת של דגם זה הפחיתה את עלות אספקת האנרגיה של המפעל ב-30% עם אחריות לקירור יציב. מקרים אלה מאמתים באופן מלא את התאימות של מצננים יבשים בטמפרטורה גבוהה ונמוכה עם מנועי גז Jenbacher 620 GS N, כמו גם את ערכי הליבה שלהם בשיפור היציבות התפעולית, הפחתת עלויות ואופטימיזציה של ניצול האנרגיה.