風冷發電機組風扇水箱的選型
應用技術
作者：王超 劉豔 杜冬鋒 楊尚剛
摘 要 風冷發電機組廣泛應用於陸地及船舶等，風扇水箱作為風冷機組冷卻係統的重要組成部分，其選配成功與否直接影響著柴油機的冷卻效果，從而決定了發電機組的整體性能。本文通過了解風冷發電機組的冷卻原理，風扇水箱的結構，根據使用環境狀況以及柴油機的熱負荷確定風扇水箱的型號及參數，並經過台架試驗確定該水箱滿足發電機組的使用要求。
關鍵詞 風冷發電機組；風扇水箱；結構；選型；
中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）85-0144-02
1風冷冷卻係統原理
風冷發電機組廣泛應用於陸地及船舶以及特殊場合應急等，風冷發電機組同水冷發電機組的主要區別就是冷卻方式，水冷發電機組冷卻水源來自外界，通過海水或者冷卻塔冷卻柴油機；風冷發電機組采用閉式循環冷卻的方式，通過電機或柴油機皮帶輪驅動的風扇帶走熱量。風冷機組安裝示意圖，其冷卻係統原理圖分別。
2風扇水箱的結構
風扇水箱作為風冷機組冷卻係統的重要組成部分，其冷卻效果直接關係著柴油機的工作狀況，通過風扇水箱的合理選配，可以使柴油機的冷卻介質及滑油等處於最適合的工作溫度，柴油機冷卻介質溫度太高或太低都會惡化柴油機的工作狀況，柴油機的冷卻水溫度一般要求為75℃～85℃，滑油的正常工作溫度一般為60℃～70℃。
風扇水箱主要有兩種分類，按水箱結構與風扇驅動方式，風扇水箱按其結構分為整體式和分體式風扇水箱兩種。整體式風扇水箱即柴油機的缸套冷卻水與空冷器及滑油冷卻器的水位於一個整體水箱內，分體式風扇水箱則分為兩個分體水箱，以吹風式風扇為例，靠近風扇側的為低溫水箱，背離風扇側的為高溫水箱，低溫水箱冷卻水用來冷卻進機空氣及潤滑油，高溫水箱則用來冷卻柴油機機體，國內也有一些生產廠家為了改善高溫環境狀況下的柴油機進氣，將空冷器的冷卻水設為單獨的一路，即低溫水箱，將機體冷卻水與滑油冷卻器的冷卻水合為高溫水箱。以皮帶傳動水箱為例，整體式水箱的結構，分體式水箱的結構示意見。另一鍾分類，按水箱風扇的驅動方式，分為皮帶傳動水箱與電機傳動風扇水箱，冷卻係統的風扇可消耗達6%的發動機功率，通過冷卻液傳感器控製電機的開啟，優點是它沒有風扇皮帶，並且水箱可以與發動機分列，有利於機組的安裝，皮帶傳動尤其適用於應急場合及市電無法獲得的偏僻應用場所。
3風扇水箱的選型
風扇水箱的選型，需要根據散熱器片的材料確定風扇水箱的冷卻麵積，散熱器片主要有兩種材料，一種為鋁製，另一種為銅製。風扇箱的選型計算時需要涉及柴油機的熱負荷計算，比方說柴油機冷卻水帶走熱量值，滑油帶走熱量值，以及空氣轉為有效功率部分的熱量，比較準確的方法是通過試驗方法的測定值，也可以通過經驗公式進行估算，一般柴油機所消耗柴油的熱量值，按40.52%——有效功率；13.06%——柴油機冷卻水；5.1%——中冷器冷卻水；3%——滑油冷卻器；0.85——功率儲備因數；這些經驗數值可以作為風扇水箱計算選型時的參考。通過需要冷卻水與滑油帶走熱量，同時結合散熱水箱的冷卻效率，可以確定風扇水箱各項參數。
按我公司選配風扇水箱的經驗，整體式風扇水箱對柴油機的滑油冷卻器等要求較高，容易形成水溫與油溫的不均衡，例如出現油溫高或水溫高，但整體式風扇水箱結構簡單，與柴油機的連接管路方便，僅需一路進口與出口；分體式風扇水箱可以實現水溫與油溫相對單獨的控製，可以通過風扇水箱的選型確定高低溫水箱的冷卻麵積，使油溫與水溫保持在合理的範圍，但分體式風扇水箱的構造相對複雜，高低溫水箱需要分別接進出口。帶傳動整體風扇水箱結構示意圖和帶傳動分體式風扇水箱結構示意圖分別。
4結論
風扇水箱的選型必須考慮到風冷機組使用的環境狀況，越是環境溫度高的地方要求風扇水箱的散熱效果更好，體積一般更大，一般參考工作場所最高溫度設計，否則將會導致風冷機組在高溫狀況下無法保持正常工作。經過計算選型確定的風扇水箱必須經過實際的台架試驗，通過台架試驗測定柴油機各項工作參數，例如柴油機的水溫，油溫，柴油機中冷前後空氣溫度及壓力，以及排氣溫度等各項參數。考慮到環境狀況較低的季節，需要對發電機組增加調溫裝置，以及油水預熱器裝置，使低溫環境下，柴油機能夠保持良好的工作狀況。
參考文獻
[1]淄博柴油機總公司發電機組用戶使用說明書.
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