Refroidisseurs secs hautes et basses températures pour moteur à gaz Jenbacher 620 GS N

一, Les exigences de dissipation thermique et les principaux problèmes du moteur à gaz Jenbacher 620 GS N
Le moteur à gaz Jenbacher 620 GS N adopte une disposition de cylindres en forme de V à 60 degrés et une conception à 20 cylindres, avec une cylindrée de piston de 124,75 L. Lorsqu'il fonctionne à une vitesse nominale de 1 500 tr/min, le processus de combustion génère une grande quantité de chaleur. Dans le même temps, différents fluides tels que l'huile moteur, le liquide de transmission et l'air sous pression doivent maintenir différentes plages de température, formant une exigence complexe de dissipation thermique à plusieurs zones de température. Selon les paramètres techniques de ce modèle, le circuit basse -température doit dissiper jusqu'à 169 kW de chaleur, et il existe des seuils de contrôle de température clairs - une température d'entrée maximale de 40 degrés, une température de l'eau de retour de 70 degrés et une température de l'eau d'entrée de 90 degrés. Si le système de refroidissement ne peut pas être adapté avec précision, cela entraînera directement une série de risques opérationnels.

Les méthodes de refroidissement traditionnelles utilisent souvent une seule structure de dissipation thermique, ce qui est difficile à répondre aux exigences de température des différents fluides : une dissipation thermique incomplète des fluides à haute température-peut entraîner une surchauffe du bloc-cylindres du moteur, une diminution de l'efficacité de la combustion et même provoquer des défauts tels que l'usure des pistons et la déformation de la culasse ; Un refroidissement excessif des fluides à basse température-augmentera la consommation d'énergie, réduira la fluidité de l'huile lubrifiante et exacerbera l'usure des composants mécaniques. De plus, le Jenbacher 620 GS N est couramment utilisé dans des espaces clos tels que les salles de générateurs. Les équipements de refroidissement traditionnels peuvent facilement entraîner une accumulation de chaleur dans la salle des machines, affectant ainsi l’efficacité de la dissipation thermique. Dans le même temps, sa grande structure avec un poids à sec de 12 000 kg impose également des exigences plus élevées en matière de flexibilité d'installation et d'adaptabilité spatiale des équipements de refroidissement de support.

Sur cette base, le refroidisseur sec séparé haute et basse température, avec ses principaux avantages de « dissipation thermique par zone, contrôle précis de la température, ainsi que rendement élevé et économie d'énergie », est devenu la solution de refroidissement optimale pour le moteur à gaz Jenbacher 620 GS N, répondant parfaitement aux besoins de fonctionnement stable à long terme de ce modèle dans des scénarios tels que la cogénération et la production d'énergie industrielle.

2, la conception de base des refroidisseurs secs à haute et basse température et la logique d'adaptation du Jenbacher 620 GS N
Le refroidisseur sec haute et basse température adapté au moteur à gaz Jenbacher 620 GS N adopte une conception modulaire et est divisé en deux systèmes indépendants, le circuit haute température et le circuit basse température, qui correspondent aux différentes exigences de dissipation thermique du moteur, obtenant "une dissipation thermique à la demande et un contrôle précis de la température". Sa logique de conception est entièrement conforme aux paramètres techniques et aux caractéristiques de fonctionnement du modèle.

(1) Refroidisseur sec à haute température : axé sur la dissipation de la chaleur de combustion du cœur

Le refroidisseur sec à haute-température est principalement responsable de la dissipation de la chaleur centrale générée pendant le processus de combustion du moteur, en s'adaptant au circuit de refroidissement à haute-température du Jenbacher 620 GS N et en ciblant les besoins de dissipation thermique des composants clés tels que le bloc-cylindres, la culasse et le piston. Le point culminant de sa conception de base réside dans l'utilisation de tubes d'échange thermique efficaces et de structures à ailettes plates, qui augmentent la zone d'échange thermique et facilitent le nettoyage et l'entretien ultérieurs, répondant ainsi aux exigences de conception du système de refroidissement de Jenbacher pour un « nettoyage facile » ; Le fluide caloporteur est sélectionné avec un liquide de refroidissement spécialisé adapté aux conditions de température élevée, qui peut résister à des environnements à haute température au-dessus de 90 degrés et correspondre parfaitement au seuil de température du circuit haute température du moteur ; Dans le même temps, il est équipé d'un module de contrôle de température intelligent pour surveiller la température du liquide de refroidissement en temps réel, ajuster automatiquement la vitesse du ventilateur, garantir que la température du cylindre du moteur est stable dans la plage de fonctionnement optimale et éviter l'atténuation de puissance causée par la surchauffe - il convient de noter que ce modèle subira une atténuation de puissance lorsque la température d'admission dépasse 30 degrés, et un contrôle précis de la température élevée - peut efficacement éviter ce problème.

(2) Refroidisseur sec à basse température : assurer un fonctionnement stable des systèmes auxiliaires

Le refroidisseur sec à basse-température est principalement conçu pour refroidir l'huile de lubrification du moteur, le liquide de transmission et l'air sous pression, correspondant au circuit à basse-température du Jenbacher 620 GS N (charge de dissipation thermique de 169 kW). Sa conception se concentre sur le « contrôle précis de la température à basse température » et « l'optimisation de la consommation d'énergie ». Ce circuit adopte des canaux d'échange thermique indépendants, complètement séparés du circuit à haute température -, pour éviter les interférences thermiques provenant de différents milieux de température, garantir que la température de l'huile lubrifiante est stable dans une plage appropriée, garantir ses performances de lubrification et réduire l'usure mécanique causée par le poids corporel de 12 000 kg du moteur ; Dans le même temps, en réponse aux besoins de refroidissement de l'air après la turbocompression, la température de l'air peut être réduite en dessous de 40 degrés pour augmenter la densité de l'air, augmentant ainsi l'efficacité de la combustion du carburant et aidant le moteur à maintenir un rendement électrique de 45,0 % et un rendement thermique de 41,6 %. De plus, le refroidisseur sec à basse température peut être conçu pour une installation à distance, en plaçant l'équipement à l'extérieur de la salle du générateur pour réduire efficacement l'accumulation de chaleur et la pollution sonore à l'intérieur de la pièce, optimisant ainsi davantage l'environnement de fonctionnement de la pièce.

(3) Avantage global en matière d’adaptation : équilibrer stabilité et flexibilité
En plus de la conception de dissipation thermique par cloison, le refroidisseur sec haute et basse température Jenbacher 620 GS N présente également de multiples caractéristiques d'adaptation : il adopte une structure de conception légère, qui peut être disposée de manière flexible en fonction de l'espace de la salle informatique, et convient aux besoins d'installation à grande échelle de ce modèle ; Des matériaux spéciaux résistant à la corrosion et aux températures élevées sont sélectionnés pour le matériau, et certains modèles peuvent être équipés de revêtements spéciaux pour s'adapter à des environnements spéciaux tels que les zones côtières et prolonger la durée de vie de l'équipement ; En termes de contrôle, il est lié au système de contrôle du moteur pour réaliser une synchronisation des données en temps réel{{2}. Il peut ajuster automatiquement la puissance de refroidissement en fonction des changements de charge du moteur (par exemple du ralenti à la charge nominale), évitant ainsi une consommation d'énergie inefficace et s'alignant sur le positionnement principal de ce modèle comme « efficace et économe en énergie ». Dans le même temps, le refroidisseur sec adopte le principe du refroidissement à sec, sans dépendre de l'eau de refroidissement, évitant les problèmes tels que le tartre, la corrosion et les fuites qui existent dans les systèmes de refroidissement par eau traditionnels, réduisant les coûts de maintenance et hautement compatible avec le concept de conception longue durée de « 60 000 heures de première révision » du Jenbacher 620 GS N.

3, Le rôle principal et la valeur d'application des refroidisseurs à sec haute et basse température du Jenbacher 620 GS N
Dans le fonctionnement réel du moteur à gaz Jenbacher 620 GS N, le refroidisseur sec haute et basse température n'est pas seulement un « dispositif de refroidissement », mais également un support essentiel pour assurer la stabilité de l'unité, améliorer l'efficacité de fonctionnement et prolonger la durée de vie de l'équipement. Sa valeur d'application se reflète principalement dans les trois aspects suivants.

(1) Assurer un fonctionnement stable de l'unité et éviter tout risque de dysfonctionnement

En tant que gros moteur à essence, les composants clés du Jenbacher 620 GS N (bloc-cylindres, culasse, roulements, etc.) sont extrêmement sensibles aux changements de température. Des fluctuations excessives de température peuvent provoquer une dilatation et une contraction thermiques inégales des composants, entraînant une défaillance des joints, une usure des composants et d'autres défauts. Le refroidisseur sec à haute et basse température contrôle avec précision la température des circuits à haute et basse température, garantissant que tous les composants du moteur sont toujours dans la plage de température de fonctionnement optimale, évitant ainsi efficacement l'atténuation de puissance et l'arrêt causés par la surchauffe, ainsi que les problèmes tels que la solidification du lubrifiant et l'augmentation de la résistance mécanique causée par un refroidissement excessif. Par exemple, dans le scénario de production combinée de chaleur et d'électricité, le moteur doit fonctionner à pleine charge pendant une longue période, et les refroidisseurs secs à haute et basse température peuvent maintenir de manière stable la température du système de refroidissement, garantissant le fonctionnement continu de l'unité et évitant l'impact des défaillances de dissipation thermique sur la stabilité de l'alimentation thermique et électrique. Cela a été pleinement vérifié dans le cas d'application de la serre à poivre Wijnen aux Pays-Bas - dans ce projet, trois unités Jenbacher 620 GS N s'appuient sur des systèmes de refroidissement efficaces pour obtenir un approvisionnement énergétique stable ainsi qu'une récupération et une utilisation du CO ₂.

(2) Améliorer l'efficacité énergétique opérationnelle et réduire les coûts d'exploitation
L'efficacité globale du Jenbacher 620 GS N atteint 86.5 %, et la dissipation thermique efficace des refroidisseurs secs à haute et basse température peut exploiter davantage le potentiel d'économie d'énergie-de l'unité. D'une part, la dissipation thermique précise du circuit à haute-température peut assurer une combustion suffisante du moteur, réduire le gaspillage de carburant et réduire la consommation de carburant sur la base d'un faible pouvoir calorifique (9,5 kWh/nm³) (785 nm³/h) ; D'autre part, le refroidissement précis de l'huile lubrifiante par le circuit basse -température peut réduire l'usure mécanique, diminuer la consommation d'huile lubrifiante (la consommation spécifique d'huile lubrifiante de ce modèle est de 0,30 g/kWh) et prolonger le cycle de remplacement de l'huile lubrifiante. Dans le même temps, la conception de refroidissement à sec ne nécessite pas la construction d'un système de circulation d'eau de refroidissement, ce qui permet d'économiser la consommation de ressources en eau et la consommation d'énergie de fonctionnement de la pompe à eau de circulation. La conception de l'installation à distance réduit également les coûts de ventilation et de refroidissement dans la salle des machines, et le fonctionnement à long terme-peut réduire considérablement les coûts d'exploitation de l'unité. De plus, en refroidissant et en augmentant l'air, la densité de l'air peut être augmentée, ce qui peut encore améliorer la puissance du moteur et exploiter pleinement son avantage en matière de puissance électrique nominale de 3 354 kW.

(3) Prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts de maintenance
La durée de vie de conception du Jenbacher 620 GS N est relativement longue et l'état de fonctionnement du système de refroidissement affecte directement la durée de vie de l'unité. Le refroidisseur sec à haute et basse température adopte une méthode d'échange de chaleur sèche, qui élimine les problèmes de tartre et de corrosion causés par l'eau de refroidissement et peut réduire le blocage et la perte de composants du système de refroidissement ; Dans le même temps, la conception modulaire facilite la maintenance des équipements, permettant une maintenance séparée des circuits à haute ou basse température sans affecter le fonctionnement normal du moteur et réduisant les temps d'arrêt pour la maintenance. De plus, les matériaux résistants aux températures élevées et à la corrosion- sélectionnés pour l'équipement, ainsi que la structure à ailettes facile à nettoyer, prolongent encore la durée de vie du refroidisseur à sec, conformément au concept de conception de « longue durée de vie, faible entretien » du moteur, et réduisent les coûts de maintenance sur tout le cycle de vie de l'unité. Dans le même temps, certains fournisseurs peuvent fournir des pièces de rechange gratuites, une assistance technique vidéo et d'autres services après-vente-pour améliorer encore la commodité de la maintenance des équipements.

4, Scénarios d'application et vérification pratique
Le refroidisseur sec haute et basse température adapté au moteur à gaz Jenbacher 620 GS N, avec son excellente adaptabilité et ses performances opérationnelles, a été largement utilisé dans divers scénarios, notamment les centrales électriques à énergie distribuée, la cogénération de production industrielle et l'approvisionnement énergétique des bâtiments à grande échelle. Dans les centrales électriques à énergie distribuée, l'unité Jenbacher 620 GS N peut réaliser un fonctionnement intégré de « production d'électricité + chauffage ». Les refroidisseurs secs à haute et basse température assurent un fonctionnement stable de l'unité sous différentes charges grâce à un contrôle précis de la température, améliorant ainsi l'efficacité de l'utilisation de l'énergie ; Dans la production industrielle, ce modèle peut fournir une énergie électrique et thermique stable pour le processus de production. Le refroidisseur sec à haute et basse température peut s'adapter aux conditions de travail complexes de l'environnement industriel, résister aux interférences de la poussière, des températures élevées, etc., et assurer le fonctionnement continu de l'unité ; Dans des scénarios tels que la plantation de serres et le chauffage régional, les avantages combinés de la chaleur et de l'électricité de l'unité peuvent être pleinement utilisés, et les refroidisseurs secs à haute et basse température offrent des garanties de refroidissement fiables pour ce -fonctionnement stable à long terme.

À partir de cas pratiques, dans la centrale électrique à biomasse de Gü ssing en Autriche, l'unité Jenbacher 620 GS N utilise du gaz de bois comme combustible et s'appuie sur la dissipation efficace de la chaleur des refroidisseurs secs à haute et basse température pour atteindre l'objectif du projet d'un approvisionnement en énergie 100 % renouvelable ; Dans l'usine Beretto en Italie, le système de production combinée de chaleur et d'électricité de ce modèle a réduit le coût d'approvisionnement énergétique de l'usine de 30 % avec une garantie de refroidissement stable. Ces cas vérifient pleinement la compatibilité des refroidisseurs secs haute et basse température avec les moteurs à gaz Jenbacher 620 GS N, ainsi que leurs valeurs fondamentales en matière d'amélioration de la stabilité opérationnelle, de réduction des coûts et d'optimisation de l'utilisation de l'énergie.