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[轮机] 舷外冷却器

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发表于 2020-10-10 11:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
舷外冷却器(又称箱式冷却器Box cooler),目前广泛用于内河和内海的拖船、驳船、漁船、运输船、挖泥船、供给船、渡轮、货船、油船、冷藏船、破冰船等船只。与其它冷却系统相比,如板式热交换器或传统的管壳式冷却器,箱式冷却器有下列优点:

 不采用船外二级冷却水管路。因此不需要用冷却水泵,滤器,阀件,管线等需要维修的部件。和其它方案相比,箱式冷却器不易腐蚀和附着海生物。节约能源(二级泵)。在传统的冷却水系统,约15千瓦的二级泵每小时约耗3升油,按每年平均运行5000小时,就可节省15000升油。箱式冷却器最适合在有冰,窄小泥泞或污染的区域作业。

  事实上,箱式冷却器不用维修,所以,它的运行成本比其它任何冷却系统都低。

工作原理:

  冷却水穿过U型管束,管束放置在有进出格删的海底门。通过海底门船外海水的自然循环或通过船行驶时的水循环来达到冷却效果。船外的水被加热并因密度小而上浮,这样就形成了向上的自然循环。

  箱式冷却器安装简便,可通过焊接安装到海底门顶板上。箱式冷却器构造简便,不论何种情况,在内部检查及试验时都不用拆除管束。

设计参数:

 水进口温度一般为55℃,出口水温度一般为38℃。海水的设计温度为32℃。

结构:

  箱式冷却器基本上是由一束束的U型管组成。它有一个牢固的安装法兰。把它焊到海底门的顶板上,就可以把管束固定到船体上了。其结构可以允许除去U型管顶部的端盖来检查,管束通过内部的六角螺栓连接到船体上。

腐蚀和海污:

 管束和舷外水接触的所有表面都应涂上几层经热处理的用酚酞树脂做底的油漆,

这是为了保证:一个可靠的镀层绝缘来保护海底门不受腐蚀。在U型管,支撑挡板,防管束拉伤和振响的防震架之间有一个阻减带。在所有易蚀表面都涂上油漆。防止镀层腐蚀,可以保证隔绝效果持久,因为对油漆的破坏不只是小片的。如破坏面积大,可以安装牺牲阳极。这种方案对偏离电流造成的腐蚀不敏感。外加电流

阴极保护系统(ICCP)和外加电流防海生物系统(ICAF)系统对箱式冷却器没有影响。支撑挡板加防震扁铁,另用油漆保护是必要的防护措施。

  在冷却器没有涂漆的情况下,必须保护海底门。这里可以通过加绝缘防护船体和管束间的众多接头,并且每次安装及重装后都要检查。否则可能造成防护机制的整体失效。牺牲阳极只能给予部分防护或消耗过快。偏离电流可能会对管束造成

点坑状破坏。船外水流或机械所引起的振动可造成在支撑外振响,从而发生腐蚀。管表面的防护氯化层将被破坏,并产生点坑状腐蚀从而造成渗漏。

污染:

  只要可以自由溶解,含铜量高的金属对生物的生长是有毒的。但如果一层氯化物和/或沉积物(比如来自牺牲阳极的东西)覆盖在这些金属表面,那么对于生物的生长几乎是无毒的。况且,生物生长对防海生物有负面影响(沉积腐蚀)。涂漆的表面对此现象不敏感。

海生物污染:

  在大多数情况下箱式冷却器不用维修。不过,根据航区及其航行状态,必须考虑海生物腐蚀这一现象。随着地方上及国际上对防止污染控制措施的实行,已出现和生物腐蚀相关的大量问题。这是因为工业及海洋运输业有毒废物的排量减少,从而造成有机物在河流,江湾和沿海大量增加。

生物污染的原理:

  箱式冷却器常见的生物附着有机体有:

 1.贝壳,2.软体动物,3.海草,4.海藻,5.细菌,6.草类等。尤其是贝壳。

 当箱式冷却器上有生物附着时,很难观察到对其热性能的影响。只有当冷却器表面全部被覆盖了生物,造成管子间流动堵塞时,箱式冷却器的功能才会受到影响。在箱式冷却器的管子外部涂上油漆,生物和其它沉积物就不会形成人们所害怕的“下沉积”腐蚀。

外加电流防海生物系统ICAF

  纯铜的电极装在海底门内箱式冷却器下面。在铜电极和海底门间施加了一条稳定的电流,铜电极就在海水中分解。铜离子会连续形成一个对海洋生物生长有害的环境,阻止海洋有机生物附着和生长。铜离子的毒性只在有限的时间内起作用,因1价铜离子很快变成2价铜离子。所以对环境几乎没有影响。该ICAF系统基于和船用防海生物油漆同样原理,即用铜料产生有毒的介质。对于防海生物油漆而言,只有在铜的滤取率在每天每平方厘米超过10ppb的情况下才起作用,对于ICAF系统也是一样的。     

铜极有两种放置方法:铜极结合在箱式冷却器里电极2块,装在一电极托架上,托架固定在箱式冷却器的下面,带领带状托杆。因此电极和箱式冷却器是一个完整的整体。电极托架和箱式冷却器的外形相配,所以把电极托架固定在箱式冷却器上时,可以把箱式冷却器装在海底门的法兰上。一般情况下,电极托架不用和箱式冷却器分离。扁铁条焊接在铜极之间作阴极用,以保证可靠的电流回路。铜极的电缆通过水密的连接头连接,接头连在铸造的接线箱,从该接线箱中将一单根电缆穿过箱式冷却器的管子,最后接在小的接线箱内,小接线箱要装在箱式冷却器旁边。该小接线箱中有一根单芯电缆和电源相连。铜极寿命过了之后,它们可以单独分别更换新的,因为整个电极托架很重。为了方便更换铜板,连接电极的接头是水密的,所以箱式冷却器的电缆不用更换而且为了方便维修电极,装在电极旁的钢质阴极可以在任何方向转动,这样更换铜极就有了更多空间。连体铜极结构有很多优点。对于安装电极,铺电缆及穿电缆都没有安装要求。同时对于电极的要求空间不大。箱式冷却器和ICAF结合的连体结构正在申请专利。电极托架的额外重量即使在恶劣的海况下也不影响其他机械的稳定性。铜极组装在箱式冷却器下阳极板单独安装在箱式冷却器底部固定阳极到角钢的安装材料(如U形夹、绝缘环)由厂方供货。在这种情况下,埋在阳极中的电缆得以保证水密连接。电缆被引到海底门顶板,并用填料函密封。在这种情况下,接近通海阀箱的通路是必需的,以便能够调换阳极。阴极必须与阳极平行地安装以确保等量铜沿着阳极长度分解并保证电流可靠的回路。阴极是与阳极平行的无涂层的钢条。阴极必须焊接或用螺栓固定在船体上。从阳极到顶板

的电缆应安放在合适的钢管里以保护电缆。

操作与维护ICAF(外加电流防海生物系统)

  控制ICAF系统简易、直接。操作基本上是全自动的,只需稍加监控。建议进行日常检查以确保电流在合适的水平并且没有报警发生。当电源与远程监控系统连接时,所有的功能可被集中检查。

   改进一个ICAF系统由于长期航行,箱式冷却器的热工性能可能会有所下降,此时可以对一个ICAF系统进行改进。

    目前,国内已有南通中船机械厂、吉达换热设备厂、申通船用机械厂等单位生产。其中规模较大的为中船机械厂。



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 楼主| 发表于 2020-10-10 11:37 | 显示全部楼层
内河船,航道狭窄,江水浑浊,比如瓯江,黄河,容易结垢的航道,如果直接采用江水冷却,主机,发电机内很容易结垢,采用舷外冷却器,直接塞到海水箱内,里面走淡水,外面走海水,冷却效果很好的。
详见:CB/T 4104-2008
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发表于 2020-10-12 09:21 | 显示全部楼层
从外观上看,也没有滤器之类的,如何防护?还有内部脏堵如何清理?一系列问题感觉这个不实用呀
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发表于 2020-10-12 10:55 | 显示全部楼层
做好内壁涂层,自清洁就行
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