Hệ thống làm mát bằng nước ngọt & nước biển cho động cơ diesel hàng hải

Hệ thống làm mát nước ngọt và nước mặn cho động cơ Diesel hàng hải

Động cơ được làm mát bằng cách lưu thông chất lỏng làm mát qua các lối đi bên trong động cơ. Kết quả là chất lỏng làm mát được làm nóng và làm lạnh bằng bộ làm mát tuần hoàn nước biển. Nếu không làm mát thích hợp, một số bộ phận động cơ tiếp xúc với nhiệt độ cực cao do quá trình đốt cháy nhiên liệu có thể bị hỏng sớm.

Làm mát cho phép các kim loại động cơ giữ lại các đặc tính cơ học. Nước ngọt là chất làm mát được sử dụng phổ biến nhất; nước muối không được sử dụng trực tiếp làm chất làm mát do tác động ăn mòn của nó. Vì rò rỉ vào cacte sẽ không gây khó khăn nên dầu bôi trơn đôi khi được sử dụng để làm mát pít-tông. Tuy nhiên, do nhiệt dung riêng thấp hơn nên cần lượng dầu xấp xỉ gấp đôi so với nước.

Nước lưu thông qua đường ống được sử dụng để làm mát máy móc. Động cơ chính được làm mát bằng hai hệ thống khác nhau nhưng có liên quan với nhau: một hệ thống mở (từ biển tới biển) lấy nước từ biển và đưa trở lại biển (làm mát bằng nước biển), và một hệ thống kín lưu thông nước ngọt xung quanh vỏ động cơ (nước ngọt làm mát).

Nước ngọt được sử dụng trực tiếp để làm mát máy móc, trong khi nước biển được sử dụng để làm mát nước ngọt sau khi đi qua bộ trao đổi nhiệt. Dòng chất lỏng liên tục là đặc tính nổi bật của hệ thống làm mát động cơ. Ăn mòn mài mòn và xói mòn được gây ra bởi chất lỏng trong chuyển động. Hệ thống nước biển có các ống thép nhẹ đường kính lớn, các đầu của ống thoát ra biển qua các rương biển có van cổng để giảm tác động của dòng chảy rối.

Để phòng máy không bị ngập nếu đường nước biển làm mát bị vỡ, phải đóng cả van hút và van xả. Mở và đóng các van đều đặn, chẳng hạn như hàng tuần, để đảm bảo chúng hoạt động bình thường khi cần thiết. Ống nước biển thường được làm bằng thép nhẹ, tuy nhiên cũng có thể tìm thấy thép mạ kẽm, đồng hoặc hợp kim đồng. Thép nhẹ thường được sử dụng cho đường ống làm mát nước ngọt.

Hệ thống làm mát nước ngọt
Hình mô tả hệ thống làm mát bằng nước cho động cơ diesel tốc độ chậm. Nó được tách thành hai hệ thống: một hệ thống để làm mát vỏ xi-lanh, đầu xi-lanh và quạt gió tua-bin, và một hệ thống khác để làm mát các pít-tông.

Sau khi ra khỏi động cơ, nước làm mát vỏ xi lanh được đưa đến bộ làm mát tuần hoàn nước biển và sau đó đến bơm tuần hoàn nước vỏ. Chất lỏng sau đó được lưu thông qua vỏ xi lanh, đầu xi lanh và quạt gió. Một bể chứa tiêu đề cho phép mở rộng hệ thống và bổ sung nước. Các lỗ thông hơi được nối từ động cơ đến bình chứa để cho phép không khí thoát ra khỏi nước làm mát. Một lò sưởi trong mạch luân chuyển nước nóng để làm ấm động cơ trước khi khởi động.

Hệ thống làm mát pít-tông sử dụng các thành phần tương tự, nhưng thay vì bình chứa tiêu đề, một bình xả được sử dụng và các lỗ thông hơi sau đó được đưa đến các vị trí cao trong không gian máy móc. Để hạn chế ô nhiễm từ các tuyến làm mát pít-tông đến hệ thống làm mát pít-tông riêng, một hệ thống làm mát pít-tông riêng biệt được sử dụng.

Hệ thống làm mát bằng nước biển

Nước biển làm mát nhiều chất làm mát đi qua động cơ. Các bộ làm mát riêng lẻ thường được sử dụng cho dầu bôi trơn, nước áo khoác và hệ thống làm mát pít-tông, với mỗi bộ làm mát được tuần hoàn bằng nước biển. Một số tàu hiện đại sử dụng 'hệ thống làm mát trung tâm', bao gồm một bộ làm mát tuần hoàn bằng nước biển khổng lồ duy nhất. Điều này làm lạnh nguồn cung cấp nước ngọt, sau đó được lưu thông đến các bộ làm mát Cá nhân còn lại. Mối lo ngại về ăn mòn giảm đáng kể với hệ thống này vì có ít thiết bị tiếp xúc với nước biển hơn.
Một trong hai máy bơm tuần hoàn nước biển hút nước biển từ ống hút và luân chuyển nó qua bộ làm mát dầu bôi trơn, bộ làm mát nước áo khoác và bộ làm mát nước pít-tông trước khi đổ xuống biển. Một nhánh khác của đường ống dẫn nước biển chính cung cấp nước biển thẳng vào khí nạp để làm lạnh (đối với động cơ diesel hai thì truyền động trực tiếp).

Khi ở cảng, van hút biển phía trên được sử dụng để ngăn bụi bẩn hoặc cát xâm nhập vào hệ thống làm mát. Nó cũng được sử dụng khi chèo thuyền ở vùng nước nông. Khi di chuyển ở vùng nước sâu, van hút dưới biển được sử dụng để ngăn không khí đi vào hệ thống làm mát khi tàu đang lăn hoặc nghiêng.

Hệ thống làm mát trung tâm

Mạch nước biển trong hệ thống làm mát trung tâm được tạo thành từ các đường hút cao và thấp, thường ở hai bên của khoang máy, bộ lọc hút và nhiều máy bơm nước biển. Nước biển được bơm qua các bộ làm mát trung tâm trước khi đổ xuống biển.

Hệ thống nước ngọt có cả mạch nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Nước ngọt trong mạch nhiệt độ cao lưu thông động cơ chính và có thể được sử dụng làm phương tiện sưởi ấm cho thiết bị bay hơi nếu cần thiết. Bộ làm mát không khí động cơ chính, bộ làm mát dầu bôi trơn và tất cả các bộ trao đổi nhiệt khác được lưu thông qua mạch nhiệt độ thấp. Một van điều chỉnh điều chỉnh sự pha trộn nước giữa các mạch nhiệt độ cao và thấp. Một cảm biến nhiệt độ gửi tín hiệu.

Những lợi ích của hệ thống làm mát trung tâm bao gồm:

ít bảo trì hơn do nước ngọt được xử lý nước tinh khiết của hệ thống;

ít máy bơm nước muối hơn với mối lo ngại về ăn mòn và gia cầm;

và vệ sinh máy làm mát đơn giản và dễ dàng hơn.

Với hệ thống nước ngọt, tốc độ nước cao hơn là khả thi, dẫn đến kích thước ống nhỏ hơn và chi phí lắp đặt thấp hơn.
Số lượng van làm bằng vật liệu đắt tiền giảm đi đáng kể và các vật liệu rẻ hơn có thể được sử dụng trong toàn hệ thống để duy trì mức nhiệt độ không đổi, bất kể nhiệt độ nước biển, cũng như không khởi động nguội, giảm mài mòn lớp lót xi lanh, v.v.