Radiateur à distance de biogaz de MTU 20V4000FB pour le refroidissement de centrale de cogénération
Quand les gens font référence à unRadiateur déporté biogaz MTU 20V4000FB, ils parlent généralement d'un système de refroidissement à distance conçu pour lePlate-forme de groupe électrogène à biogaz à cylindre série mtu 4000 20-. Dans la documentation actuelle publiée par MTU sur le biogaz à 60 Hz, les versions à 20 cylindres sont répertoriées commemtu 20V4000GS L32FBetmtu 20V4000GS L64FB, et ces évaluations publiées constituent le bon point de départ pour le dimensionnement des radiateurs, la sélection des ventilateurs, la séparation des circuits et la stratégie de contrôle.
Pour les usines de biogaz, un radiateur déporté constitue souvent un choix pratique car il éloigne l'équipement de rejet de chaleur de la salle des machines, réduit l'accumulation de chaleur à l'intérieur, simplifie la conception de la ventilation et donne à l'EPC plus de liberté d'aménagement. Cela est important dans les digesteurs agricoles, les usines de traitement des eaux usées et les installations de gaz de décharge, où le hall du générateur est souvent compact et le système de refroidissement doit fonctionner de manière fiable dans des environnements extérieurs sales. MTU positionne la gamme de biogaz série 4000 spécifiquement pour ce type d'applications, avec une famille de produits couvrant la production d'électricité au biogaz pour les fermes, les usines de traitement des eaux usées et les exploitants de décharges.
Côté moteur, la plateforme biogaz à 20 cylindres Série 4000 est unMoteur en V à 90 degrésavec20 cylindres, Alésage 170 mm, Course de 210 mm, Cylindrée de 4,77 litres par cylindre, à proposCylindrée totale de 95,4 litres, et unvitesse nominale de 1500 tr/min. Les dessins actuels de MTU montrent également l'empreinte du groupe électrogène 20V4000 emballé à environ7 250 × 2 000 × 2 600 mm, ce qui est utile lors de la planification du routage des tuyaux de radiateur, de la tête de pompe et de la séparation du couloir de câbles entre l'ensemble moteur et le groupe de refroidissement extérieur.
Le point le plus important pour l'ingénierie des radiateurs n'est pas seulement la puissance du moteur, mais aussiquelle quantité de chaleur doit réellement être rejetée par les circuits de refroidissement. Pour la publication20V4000GS L32FBvaleurs de biogaz à 60 Hz, MTU répertorie environPuissance électrique de 1 932 à 1 934 kWe, Puissance thermique de 745 à 797 kW provenant du refroidissement du moteur, etChauffage à basse température-de 373 à 425 kW. Pour le20V4000GS L64FBévaluation du biogaz, MTU répertorie environPuissance électrique de 2 521 kWe, Puissance thermique de 1 538 kW provenant du refroidissement du moteur, etChaleur basse-température de 128 kW. Si un radiateur distant est conçu pour rejeter à la fois la charge de refroidissement du moteur principal-et le circuit basse-température, la base de service du radiateur est donc à peu près1 118 à 1 222 kWpour les variantes 20V4000 L32FB et environ1666 kWpour la variante 20V4000 L64FB. Ces totaux sont des déductions techniques obtenues en combinant les chiffres publiés par MTU sur le refroidissement du moteur-et la chaleur à basse- ; il ne s'agit pas d'une évaluation officielle distincte des radiateurs MTU.
Cette distinction est importante car les centrales de cogénération ne rejettent pas toutes la chaleur de la même manière. Certains projets récupèrent une partie de la chaleur de l'eau de la chemise-dans une boucle d'eau chaude-, d'autres donnent la priorité au refroidissement à sec sans-salle des machines-, et certains récupèrent la chaleur d'échappement avec un module de récupération de chaleur dédié tout en envoyant uniquement les circuits de liquide HT/BT au refroidisseur distant. Les propres fiches techniques de biogaz de MTU indiquent explicitement queles différentes températures de départ et de retour, les dispositions de refroidissement à chaud, l'indice de méthane et les conditions d'installation sont spécifiques au projet-, ce qui signifie que la sélection finale du radiateur doit être adaptée à la tâche exacte du site plutôt que copiée à partir d'une brochure générique sur le moteur.
Pour cette raison, un radiateur distant-bien conçu MTU 20V4000FB est généralement configuré soit comme unradiateur double-circuit HT/LTou unrefroidisseur simple assemblé avec serpentins et collecteurs séparés. La section haute-température gère la charge d'eau de la chemise du moteur principal-, tandis que la section basse-température gère l'air de suralimentation-ou le refroidissement auxiliaire à basse température-, selon la conception de l'emballage. En pratique, cela signifie sélectionner la surface de la bobine, les rangées de tubes, le pas des ailettes, le nombre de ventilateurs et la puissance du moteur autour de trois variables réelles du projet :température ambiante de conception, température de sortie du liquide de refroidissement requise, etchute de pression admissible. Sur les sites de biogaz, les concepteurs doivent également prendre en compte l'atmosphère corrosive, le risque d'encrassement et la variation saisonnière de la charge, car le sous-dimensionnement du radiateur-entraîne une réduction de puissance en été, tandis qu'un contrôle trop-agressif du ventilateur gaspille l'énergie parasite en hiver.
Pour la plateforme de biogaz MTU série 4000, le radiateur distant doit également être traité comme faisant partie de la philosophie de contrôle de l'usine, et non comme un simple échangeur de chaleur passif. MTU met en avant le comptage électronique du gaz, le contrôle automatique du cognement et l'architecture de contrôle intégrée dans l'ensemble biogaz de la série 4000. Le système de refroidissement a donc besoin d'un contrôle stable de la température pour prendre en charge la marge de cognement, la stabilité de la combustion et la disponibilité à pleine charge. Concrètement, cela signifie utiliserContrôle du ventilateur VFD ou EC, une logique de ventilateur étagée, des pompes de circulation correctement dimensionnées et une séquence de contrôle qui maintient les températures du liquide de refroidissement stables pendant les changements de charge au lieu de permettre de larges variations thermiques.
Un ensemble radiateur solide pour cette classe de moteur est généralement construit autourbobines à ailettes robustes-, de l'acier de construction galvanisé ou peint, des moteurs-protégés contre les intempéries, des protections de ventilateur-faciles à entretenir et des collecteurs dimensionnés pour une faible vitesse et une distribution uniforme du débit. Dans les environnements de biogaz plus difficiles, les ailettes à revêtement époxy-, les fixations protégées contre la corrosion- et un espacement conservateur des ailettes sont souvent de meilleurs choix que de rechercher une compacité maximale. L’objectif n’est pas seulement un rejet maximal de chaleur dès le premier jour, mais également des performances stables après des années de poussière, d’humidité et d’exposition à l’extérieur.
Une autre raison pour laquelle la plateforme de biogaz MTU 20V4000 est une application sérieuse pour les radiateurs est la densité de puissance du moteur. MTU commercialise la famille de biogaz série 4000 en tant que gamme à haute densité de puissance-pour un service de biogaz continu, avec une sortie de 20 cylindres jusqu'à environ2520 kWe à 60 Hz, efficacité électrique autour42.6%, et une efficacité totale proche89.7%sur la configuration L64FB publiée. MTU déclare également que la conduite de biogaz série 4000 est conçue pour une longue durée de vie, citant84 000 heures de fonctionnement entre les révisionspour la famille des plateformes. Pour les fournisseurs de radiateurs, cela signifie que l'ensemble de refroidissement doit être conçu comme une infrastructure à longue durée de vie- plutôt que comme un accessoire industriel léger.
En termes de projet, le meilleur titre de l'article n'est pas simplement « radiateur pour moteur MTU », maisrefroidissement à sec à distance pour un ensemble de cogénération de biogaz-à haut rendement. Le radiateur doit protéger la puissance électrique, préserver la fiabilité du moteur et maintenir la stabilité thermique dans des conditions changeantes de la qualité du méthane, des conditions ambiantes et de la stratégie de récupération de chaleur de l'usine. Lorsqu'il est correctement adapté au bilan thermique officiel du biogaz 20V4000, le radiateur à distance devient un élément essentiel de l'efficacité globale de l'usine, de la disponibilité et de l'économie du cycle de vie plutôt qu'un simple refroidisseur auxiliaire.