某船冰机系统采用中央冷却器的改造设想
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冷却系统改造总结汇报冷却系统改造总结汇报为了提高岗位作业环境的温度和保障工作人员的身体健康,我们进行了冷却系统的改造工作。
通过对现有冷却系统进行评估,我们发现了一些问题并制定了相关的改进方案。
在整个改造过程中,我们克服了一些挑战,并最终实现了改造目标。
以下是对冷却系统改造工作的总结汇报:一、改造目标1.降低岗位作业环境的温度,提高工作人员的舒适度和效率;2.减少冷却系统的能耗,降低能源成本;3.提高冷却系统的效能和可靠性,减少维护工作量。
二、改造方案1.更换新型冷却设备:我们调研了市场上的冷却设备,并最终选择了一种更高效、更节能的设备进行替换。
新设备采用了先进的制冷技术,具备较高的冷却能力和较低的能源消耗。
2.优化冷却系统的管道布局:原有冷却系统的管道布局复杂,存在一些不必要的压力损失。
我们重新设计了管道布局,避免了过长的管道、多次转弯和急剧变径等不利因素,从而降低了系统的压力损失。
3.增加冷却系统的控制功能:我们引入了一个智能控制系统,使冷却系统能够根据实际需求进行自动调节。
通过预设的温度和湿度要求,智能控制系统可以自动调整冷却设备的运行状态,确保系统始终处于最佳工况。
4.加强冷却系统的维护管理:我们建立了一套完善的维护管理制度,包括定期检查、清洁和保养等工作。
通过加强维护管理,可以延长设备的使用寿命,减少故障率,提高系统的可靠性和稳定性。
三、改造过程与挑战1.人员培训:为了确保改造工作正常进行,我们对相关工作人员进行了培训,包括新设备的操作、维护和故障排除等内容。
培训过程中,遇到了一些技术难题和操作细节,但通过持续的学习和实践,最终解决了这些问题。
2.设备采购与安装:选择适合的冷却设备是改造过程的关键一步。
我们通过多方比较和评估,最终选定了一种性能优越、价格合理的设备,并按计划完成了设备的采购和安装工作。
3.系统调试与优化:在新设备安装完成后,我们进行了系统的调试与优化工作。
通过多次调整参数和测试,确保冷却系统能够正常运行,并达到预期的冷却效果和能耗控制。
编制大纲:需要补充的内容:1,水泵(定速离心泵,变频泵);2,温控阀;3,节流孔板;4,热平衡计算的理论公式,温升热量水量公式;5,特殊案例的区分(温控阀,板冷,变频泵对整个冷却系统形式选定的影响;分离封闭式,高低温混流式,配置变频海水泵没有温控阀的中央式。
)6,利用目前的实船进行计算公式的验证,还有一些经验系数的反推导(特别是一些厂家自己的经验系数)7,膨胀水箱;8,补充开发设计需要的部分,参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》前言(目的)以《船舶设计实用手册---轮机分册》---国防工业出版社为蓝本,将其中的冷却水系统做了进一步内容扩展和深化描述,提供给详细设计人员参考。
参考《船舶管舾装设计工艺实用手册》,补充一部分工程计算公式;系统发展核心:1,稳定调节;2,节省能源,余热循环利用;3,节省成本,替代方案的方式;关键词:将冷却水稳定可靠的输送到需要冷却的设备中:这个可靠和稳定来源于几个参数:稳定的压力,稳定的流量,稳定的温度,稳定的水质(这个水质包含化学成分稳定不结垢,物理成分稳定,极少气泡,气泡会影响热交换器的效率)冷却水系统目录1,范围2,冷却水系统的基本形式3,系统形式的选择4,冷却水系统实例5,中央冷却系统热平衡计算6,冷却水系统的主要设备配置要点7,制淡装置(造水机)8,具有冰区航行船级符号船舶的冷却水系统特殊要求9,海水进水阀操纵位置的要求10,冷却水系统的温控阀11,冷却水系统的节流孔板12,冷却水系统的泵13,冷却水系统的膨胀水箱冷却水系统1,冷却水系统的基本形式冷却水系统的基本形式见表1,冷却水系统开式冷却水系统闭式冷却水系统常规冷却水系统中央冷却水系统混合式中央冷却水系统独立式中央冷却水系统自流式中央冷却水系统混合式冷却水系统注解:(1),所谓开式和闭式冷却水系统是指柴油机本身冷却水系统而言。
开式系统是指柴油机本身直接用舷外海水或者江水冷却。
如今除江河小船之外,基本不采用开式系统。
—331—《装备维修技术》2021年第1期摘 要:本文分析了船用冷却器目前存在的问题,针对材料和工艺方法做出改进和实施方案。
关键词:热交换器;工艺;材料船用冷却器改进和实施方案沈国军 季 委(杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 ,浙江 杭州 311203)前言:杭齿集团出口船用冷却器产品已有数十年历史,其中出口大型柴油机海淡水热交换器也已有20多年,年出口额在200-300万元。
据用户反映,质量和价格基本能满足国外客户的需求。
但是由于激烈的价格竞争,产品同质化严重,所用材料档次不高,使用寿命较短。
为占领高端市场,现拟升级产品。
1目前的产品现状1.1工艺根据使用条件的不同,散热管与管板的连接形式可分为胀接,焊接,胀焊并用三种[1]。
胀接也称胀管,该方法对管板变形的影响较小,但制造工艺复杂,承受压力波动小,胀接可分为机械胀接,液压胀接及爆破胀接等。
根据经验,胀接工艺必须在铜管壁厚0.7mm 以上才能保证有效。
焊接接头因管板加工要求低,制造工艺简便,有较好密封性,高温高压时也能保证连接处的紧密性与抗拉托能力,应用最为普遍。
但焊接接头热影响区附件的组织出现塑性变形,焊接易形成较大的残余应力和应力集中,使管子与管板连接接头处失效泄漏。
另外焊接工艺对操作工人和环境也带来一定的影响。
胀接与焊接方法都有各自的优缺点,焊胀并用方式实现了焊接和胀接的优势互补,具备抗反复热冲击,腐蚀及抗疲劳性能。
端板厚度的增加,也增大了管壁和端板的结合面积,延长了冷却器的服役时间。
图1焊接+胀接1.2散热管材料按照GB/T 18816-2004对热交换器管材的选用要求,常规采用HSn70-1,BFe10-1-1或BFe30-1-1[2]。
三种材料的成分明细表一:表一:3种冷却器材料的成分比较表牌号Cu Ni+CoFe MnPb As PSCSiZnSn杂质总和HSn70-169.0~70.10.100.050.03~0.06余量0.8~1.30.3BFe10-1-1余量9.0~11.0 1.0~1.50.5~1.00.020.0060.010.050.150.30.030.7BFe30-1-1余量29.0~32.00.5~1.00.5~1.20.020.0060.010.050.150.30.030.7材料抗腐蚀性能HSn70-1<BFe10-1-1<BFe30-1-1,但原材料成本也依次递升33%左右。
开题报告轮机工程船舶中央冷却系统节能研究一、选题的背景与意义;近年来随着船舶营运成本的升高与人们对船舶排气污染关注程度的逐渐加强(减少燃油的消耗能减少排气污染总量),这就要求减少船舶燃油的消耗。
首先,本论文介绍了目前船舶上应用广泛的几种中央冷却系统,并对它们进行分析。
指出了日前中央冷却系统在换热网络布置和设备选型方面的优缺点。
在此基础上,根据中央冷却系统的基本要求、设计的一般原则及过程,进行了换热网络优化;其次,以节能为目标,运用数学方法对海水泵的选型配置和换热器的海水出口温度进行了优化,并编制了应明程序;第三,中央冷却器的选型及对其压力、阻力降进行校核计算并程序化:第四,充分利用海水的冷却能力,即随着主机负荷和外界环境温度的变化实时地改变海水流量,减少海水泵的功耗本文以节能为目标,从设计最优化和控制最优化两方面入手来提高船舶动力装置的效率。
设计最优化,充分回收余热,减少燃油消耗;控制最优化,充分利用海水的冷却能力,在满足冷却要求的情况下,尽量减少海水的流量。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:1.中央冷却系统型式多样,根据高、低温淡水回路联接的方式可分为两种基本型式:由柴油机缸套水冷却器联接的中央冷却系统和由三通温控阀联接的中央冷却系统。
2.现行中央冷却系统存在的缺点是:①设计方面(1)系统管网布置不尽合理,对能量的回收问题考虑不够;(2)出于安全考虑,各部件所选容量过大,造成运行能耗及初投资增加;(3)一般设置2 X 100%海水泵,没有考虑运行节能问题;(4)冷却水参数选择不尽合理,如流速、温度等。
②运行方面(1)系统不能根据工况变化及时、有效地调整冷却水流量;(2)系统对温度的控制不够及时、准确。
3.对存在的问题进行改进,具体包括:①设计方面(1)利用换热网络优化方法对中央冷却系统进行优化,尽量回收能量;(2)对中央冷却器海水出口温度进行优化;(3)对换热器和海水泵的配置、选型进行优化;(4)选择最佳流速。
前言虽然航运业的形式很多,船舶运输还是在其中占有很大的比重。
随着海运业的不断发展,各式各样的特种船舶广泛的应用。
因此,对船舶系统的研究需不断地提高和优化,为船舶动力装置的发展做出努力。
船舶的冷却系统是一个具有复杂形式的系统,合理地选择一种冷却系统对整个船舶航运的经济性,维修性是非常重要的,这与造船成本和船东的使用成本都具有很大的影响。
中央冷却系统作为船舶冷却系统的一种冷却形式在现代船舶上的运用越来越广泛,对其的研究及优化是一个重要的课题。
在我国的船舶行业中,对中央冷却系统的介绍和研究还不是很多,然而在现行的船舶中,船东特别是大公司的船东越来越倾向于中央冷却系统。
中央冷却系统对于船厂来说提高了制造成本,对于船东来说提高了设备的可靠性,降低了维修费用,因此,对中央冷却系统的进一步研究有利于船厂降低成本,提高中央冷却系统的运用深度有很大帮助。
在韩国和日本等造船强国,中央冷却系统的设计有着很详细的设计基准,他们通过众多的船舶设计人员在实际设计和使用后总结出一整套设计标准,按照这种标准,使得他们船舶的设计既符合各方面的要求,又降低了设计成本。
在我国,大部分船厂都没有中央冷却系统的设计的标准,而韩国日本等造船强国又对我们进行技术封锁,我们以前很多船舶系统的设计中,只是部分采用了中央冷却系统的原理,并没有达到完整,经常会出现各种问题,引起在实际制造中大量的返工,造成人力物力的浪费,同时在设计过程中,为了保证各种设备能正常工作,对中央冷却系统设置了大量的余量,增加了设计成本。
本文通过了对中央冷却系统的各种形式的介绍和以往的中央冷却系统所产生问题的分析,使中央冷却系统的理论系统化,完善化,以供设计人员及其他相关人员参考。
第一章船舶中央冷却系统的概述1.1 船舶冷却水系统的发展为了使柴油机和其他辅助设备受高温和摩擦作用的部件保持正常稳定的工作性能,必须对这些部件进行冷却。
冷却系统的作用就是把冷却介质送到受热部件,将其多余的热量带走。
冷库机组改装方案背景冷库机组是储存和保鲜食品的关键设备,其功能齐全、高效能、可靠性高的特点有助于确保食品质量、安全,减少生产成本,提高效率。
然而,由于使用时间的增加,机组效率降低、能耗增加、故障率升高等问题开始显现,需要进行改造和升级,以满足不断变化的需求。
目标本文将介绍一种改进方法,以提高现有冷库机组的性能,减少故障率,实现更高效的能源利用,并减少使用成本。
我们的目标是提供一个完整的方案,可以实现改装、优化现有系统,使其尽可能接近新型冷库机组的性能。
方案我们评估了多种改装方案,包括替换管路和加装附加配件等。
最后选择了以下三种方案。
1. 中央分流系统在现有系统中,冷却剂的流动距离非常长,这会导致冷却效率下降;同时,由于冷却剂很容易漏掉一部分,使得系统无法正常工作。
为了处理这些问题,我们建议安装中央分流系统。
这个系统将冷却剂分配到不同的管路中,且能够对每个管路进行精确的流量控制,以提高整体性能。
2. 定期维护冷库机组通常需要定期维护,以确保管路清洁、设备运行安全,且使其寿命更长。
这项改进方案建议加强冷库机组的日常维护,降低故障率和维修成本,增加工作效率。
3. 替换旧设备此外,我们建议将不再适合使用的某些设备及时更换,以实现更好的性能和能源利用。
例如,新型冷库机组具有更先进、更高效的电子控制器,可以实现更精细的温度控制、升级更先进的冷却器和节能的传动装置。
结论三种方案有各自的优点和缺点。
虽然定期维护和替换旧设备是显而易见的,但也是最昂贵的方案。
而中央分流系统是最实用和主要的方案,可以大大提高现有系统的性能,减少能源和维修成本。
我们建议组合使用以上三个方案来改造现有的冷库机组,使其更加先进、高效、可靠。
虽然这种改进可能需要一定的资金投入,但是最终的效益和成本收益比将是非常明显和有利的。
某船冰机系统采用中央冷却器的改造设想
【摘要】本文介绍了目前某船伙食冷藏装置的工作状况,论述了为充分发挥设备性能,增强远洋伙食保障能力,提高船员的战斗力,根据几年来的运行情况并结合实际,对伙食冷藏装置提出采用中央冷却器的设想。
【关键词】中央冷却器冷凝器冷却水泵膨胀水箱
1 引言
目前某船伙食冷库冷藏装置是中修时对旧系统的全面更新,新系统在防止冷库内食品变质,改善船员伙食条件以及提高船员的战斗力方面发挥了巨大的作用,同时对冷藏装置的管理人员提出了更高的技术要求。
根据试航、近海航行和近段时间以来的使用情况,总结出确保冰机冷藏装置运行的安全性、可靠性关键是冰机冷凝器的安全工作。
因为冷凝器长期与海水接触进行热交换,海水对冷却器的管壁冲刷腐蚀较大,一旦发生海水泄漏进入制冷系统后冰机装置将无法工作,后果非常严重。
查找漏点,封堵、清除制冷系统的中水分是很麻烦,维修困难,工作量大,维修工期长,所以本文提出在新冰机系统采用中央冷却器的设想。
即在冰机冷却水系统中加装中央冷却器,让海水与淡水先在中央冷却器进行热交换,被冷却了的淡水再进入冷凝器与高温高压的氟利昂制冷剂进行热交换;淡水再回到中央冷却器冷却被海水冷却。
如此循环,海水在冷却了淡水后直接排至舷外。
2 改造设想
如图1所示,它是目前冰机系统所用的管路,高温库四台压缩冷凝机组,海水泵两台,互为备用;低温库两台压缩冷凝机组,海水泵两台,互为备用。
冷却水系统采用直排式,冷却水经海水泵到冷凝器与压缩机排出的高温高压气体进行热交换,冷却水带走热量直接排至舷外。
图2是设想采用中央冷却器后所用的管路,它是采用间接的方式即海水与淡水先在中央冷却器中进行热交换后直接排至舷外,被冷却了的淡水再回到冷凝器与高温高压氟利昂制冷剂进行热交换,带走热量回到中央冷却器与海水进行热交换。
系统设置海水泵两台,互为备用;中央冷却器两台,互为备用;淡水泵两台,互为备用;膨胀水箱一台。
3 改造论证
按高温、低温库房同时制冷工况计算,制冷机组与冷却淡水的热交换量为49400w,以95%的效率计算,中央冷却器热交换量为52000w,按海水温度32℃、温差4℃、传热系数(水-水)6000w/m2·k并考虑40%容量储备计算,需要的有效热交换面积为3.61m2。
可根据标准系列型号选择3.8m2~4.5m2冷却器。
单台冷却器的面积为:
52000÷6000=8.6m2÷2=4.3m2
若考虑到40%容量储备实际冷却器的面积为:
4.3m2×(1+40%)=6.02m2
该系统由两台海水泵、两台中央冷却器、两台淡水泵、一个膨胀水箱组成,系统工作时,互为备用;原四台海水泵改为两台海水泵、两台淡水泵,每台水泵排量、压力不变;中央冷却器同时失效时,可用海水直接冷却;中央冷却器、淡水泵可设置在冷冻机室内。
3.1 冷却水系统
冷却水(海水)系统采用直排式即由海水经海水泵到中央冷却器与淡水进行热交换而后排至舷外。
冷却水的参数,主要应考虑水温、水压和水质等参数是否合乎要求。
(1)冷却水温度:为了保证冷凝压力在允许的范围内,冷却水进水温度≤32℃,出水温度≤36℃。
(2)冷却水水质:冷却水对水质的要求幅度较宽。
对于水中的有机物和无机物,不要求完全清除,只要求控制数量,防止微生物大量生长,以避免使其在冷凝器或管道系统形成积垢或将管道堵塞。
(3)冷却水水压要求:冷却水水压根据冷藏装置的要求,一般应控制在0.23~0.3MPa范围内。
3.2 冷媒水系统
冷媒水(淡水)作为传递热量的介质,冷媒水在冷凝器中与制冷剂进行热交换,向制冷剂放出冷量后,通过水泵和管道输送到中央冷却器处理装置中与冷却器海水进行热交换后,冷媒水又经过回水管道返回到冰机制冷机组的冷凝器中,如此循环,构成一个冷媒水系统。
冷媒水的供水方式采用闭式系统,系统中的淡水基本上不与空气接触,对管路设备的腐蚀较小;水容量比开式系统的小,在系统中的最高点(至少高于1.0m)设置了膨胀水箱,使整个系统均充满了水。
冷媒水循环水泵的供水压力较低,不需要克服水柱的静压力,仅需克服系统的摩擦阻力,减少了水泵的功率消耗。
3.3 中央冷却器
根据实际需要的有效热交换面积为 3.61m2,可根据标准系列型号选择3.8m2~4.5m2冷却器。
正常情况下其中一台使用另一台备用,若两台中央冷却器同时失效时则打开旁通阀直接用海水对冷凝器进行冷却。
中央冷却器可设置在冷冻机室内。
3.4 冷却水泵
原四台冷却海水泵减少两台,另两台作为淡水泵使用。
两台海水泵即可同时工作,又互为备用。
高、低温机组冷凝器总冷却水流量Q总为:
Q总=Q高+Q低,即Q总=6*4+12*2=48m3/h
总冷却面积m2总为:
m2总=m2高+m2低,即m2总=8*4m2+14*2m2=60m2
单台海水冷却水泵的流量应为:
60m3/h÷2=30m3/h
现在水泵型号:
IS/CIS65-50-160
转速(n):2900r/min
流量(Q):30m3/h
扬程(H):30
每台冷却水泵的排量、压力不变,海水泵两台设在原艉轴舱,淡水泵两台设在冰机舱室内。
3.5 膨胀水箱
中央冷却器采用闭式冷媒水供水方式,系统中设有膨胀水箱,起到在水温升高时容纳水膨胀增加的体积和水温将低时补充水体积缩小的水量,以及有利于排出系统中的空气。
为了保证膨胀水箱和整个系统的正常工作,膨胀水箱应安装在淡水泵的吸入侧,水箱的标高一般要高出系统最高的点1m以上。
膨胀水箱上的配管主要有:膨胀管、信号管、补给水管、溢流管、排污管等。
膨胀水箱的箱体要做保温,并设导门。
为防止膨胀水箱在冬季使用时水箱结冰,在膨胀水箱上接出一根循环管,把循环管与膨胀管接在同一水平管道上,使膨胀水箱中的水在两链接点压差的作用下始终处于缓慢流动状态。
利用某船现有485室2万机组设在243容积为0.14m3的膨胀水箱,可从243室到485室两万大卡的膨胀管再延伸至冷冻机室,与淡水泵吸入侧连接,降低改造费用。
冰机冷藏机组正常工作时水压力0.36~0.4MPa,低于0.07MPa时压缩机停车保护,高于0.12MPa时自动复位。
4 结语
该系统由两台海水泵、两台中央冷却器、两台淡水泵、一个膨胀水箱组成,系统工作时,互为备用;原四台海水泵改为两台海水泵、两台淡水泵,每台水泵排量、压力不变;中央冷却器同时失效时,可用海水直接冷却;中央冷却器、淡水泵可设置在冷冻机室内。
该设想有一定的实用性和可行性,还要进一步完善和优化,利用现有海水管系,海水泵,可降低改造成本。
参考文献
[1]船用组装式冷藏装置使用说明书,图纸.泰兴动力机械厂.
[2]叙德胜,韩厚德.制冷与空调原理.上海交通大学出版社.
[3]单级单吸离心泵安装使用说明书.上海水泵厂.。