EN
A hajók hajtás- és energiaellátó rendszereinek lelke és léleke a tengeri motorhűtő rendszerek. Egy olyan korban, amelyben folyamatosan növekszik az energiasűrűség, és szigorúbb a kibocsátási előírások követelménye, a motorok hőkezelésének jelentősége és kihívásai is megnőttek. A lemezcsöves hőcserélők (PHE) elterjedése – mint a motorhűtés optimális megoldása a hőcserélési hatékonyságuk és kompakt méretük miatt, valamint a rendszer összes hidraulikai, anyagtechnológiai és üzemeltetési tulajdonságának pontos összehangolása érdekében a hosszabb élettartam érdekében – ma már szabványos gyakorlat.
Miért lemezcsöves hőcserélők (PHE) tengeri motorokhoz?
Hagyományos csőcsomagos hőcserélőhöz képest a lemezes hőcserélő akár ötször nagyobb hőátviteli együtthatót biztosít a bordázott lemezek által keltett turbulencia miatt. A lemezes hőcserélő (PHE) hatékonysága közvetlenül a lényegesen kisebb méretre és tömegre vezet, ami kritikus szempont tengeri motorok esetében, ahol korlátozott a rendelkezésre álló hely. Moduláris tervezésüknek köszönhetően, ha a motor terhelése vagy a hűtőrendszer igénye megváltozik, egyszerűen további lemezek is felszerelhetők nagyobb hőátvitel érdekében. A lemezes hőcserélők kis hőmérsékletkülönbséget biztosítanak, így hatékonyabban hűthető a hengerfej-hűtővíz és a kenőolaj, optimalizálva ezzel a motor égési rendszerének teljesítményét és élettartamát.
Fő integrációs pontok a hűtőkörben
A tengeri motorok két részből álló hűtőrendszert alkalmaznak, amely egy melegvíz-körből áll, amely a motorházat hűti, és egy alacsony hőmérsékletű tengervíz-körből, amely a központi hűtőn keresztül távolítja el a melegvízről átadott hőt. A lemezcsöves hőcserélők ebben a rendszerben kétféle célt is szolgálhatnak: főként a motorház vízhűtőjeként vagy a kenőolaj-hűtőként. A motorház vízhűtőjeként a lemezcsöves hőcserélő (PHE) a melegvíz-körből a tengervízbe továbbítja a hőt, és a motorház vízhőmérsékletét 75 °C és 85 °C között tartja.
A lemezcsöves hőcserélő (PHE) kenőolaj-hűtőként szabályozza a kenőolaj hőmérsékletét úgy, hogy az ne haladja meg a megadott értéket, így biztosítva a megfelelő viszkozitást.
A PHE-k (lemezes hőcserélők) nemcsak a hűtővíz- és a kenőolaj-hűtésre szolgálnak, hanem hasonló körben a turbófeltöltő töltőlevegőjének hűtésére is alkalmazhatók, hogy növeljék a motorba belépő levegő sűrűségét, és ezzel javítsák az égés hatékonyságát. Mindegyik alkalmazás eltérő nyomás-, hőmérséklet- és lerakódási jellemzőkkel rendelkezik, amelyek meghatározzák a rendszer méretét.
Anyag- és tervezési szempontok tengeri üzemre
Mivel a tengeri alkalmazásokban a tengervíz korróziós környezetet jelent, a megfelelő lemezanyagok gondos kiválasztása döntő fontosságú. A titán kiváló védelmet nyújt a klór okozta lyukasodásos, résekben fellépő és galváni korrózió ellen, amelyek általában meleg, klórozott tengervíz-áramlás esetén jelentkeznek. A 316L rozsdamentes acél gyakran megadható a PHE édesvíz-oldalán jóval alacsonyabb költséggel, miközben megfelelő korrózióállóságot biztosít. Az erősebben korróziós édesvíz- vagy kenőolaj-áramlások esetén az Alloy 254 vagy a duplex acél adható meg magasabb szilárdság és korrózióállóság érdekében. A tömítőanyag kiválasztása szintén figyelembe kell vennie a hőmérséklet-ingadozásokat, a folyadék kémiai összetételét és a nyomásvesztés hatását.
A PHE-ként gyakran választott anyagok a nitril, az EPDM és az FKM (Viton), amelyek mindegyike különböző működési hőmérséklet-tartománnyal és különböző folyadék-kémiai anyagokkal szembeni ellenállással rendelkezik. Megjegyzendő, hogy a PHE-n át eső nyomásesést mindkét körben kb. 1–2 barra kell korlátozni a szivattyú túlterhelésének vagy alacsony áramlási viszonyok megelőzése érdekében.
Rendszerhidraulika és telepítési ajánlott eljárások
A PHE lemezcsomagjának megfelelő használata mélyebbre nyúlik. A rendszer hidraulikája és tervezése jelentős hatással van a hőcserélő megfelelő működésére. Úgy kell megtervezni, hogy minimalizálja a csővezeték mennyiségét, és könnyű hozzáférést biztosítson a lemezcsomaghoz karbantartás céljából. Az optimális PHE-elhelyezés és -tájolás minimalizálnia kell a csővezeték hosszát, és lehetővé kell tennie a lemezcsomag tisztításához szükséges könnyű hozzáférést, mivel a PHE-t ki kell üríteni a csomag kihúzása érdekében.
A szokásos gyakorlat szerint függőlegesen kell elhelyezni a PHE-t, hogy megfelelő lefolyás biztosítható legyen mindkét körben, és a csapdázott levegő ki tudjon lépni. A szűrőket mindkét folyadékáramba be kell építeni a PHE-bemenet előtt, hogy megvédjék a lemezeket és a tömítésrendszert a szennyeződések és károsodások ellen. Mindkét kör hőmérsékletét és nyomását megfelelő helyen elhelyezett manométerekkel kell figyelni, és mindkét folyadékkör hőtágulását kompenzálni kell – vagy tágulási hurkokkal, vagy rugalmas csővezetékes csatlakozásokkal – annak érdekében, hogy ne keletkezzen túlzott igénybevétel a PHE rögzítőcsavarjain.
Teljesítményfigyelés és karbantartás integrálása
Egy PHE rendszerintegrációja nem egy „beépítés és elfelejtés” művelet, hanem figyelni kell a PHE üzemelési paramétereire annak biztosítására, hogy tervezési hatásfokán működjön. A figyelmeztető jelek közé tartozik a kifolyó folyadék hőmérsékletének jelentős eltérése a kívánt beállított értékektől, a nyomásesés növekedése bármelyik körben, valamint a tengervíz bejutásának mértékének figyelése a desztillált víz körbe. Ha a teljesítmény romlását észlelik, a PHE kémiai tisztítása visszaállítja az eredeti hőátviteli hatásfokot szerves lerakódás esetén, míg a vízkő eltávolítására magas nyomású, magas hőmérsékletű mosás alkalmazható. A rendszeres karbantartás ütemezésének beépítésével – amelyet ugyanakkor kell elvégezni, mint a motor karbantartását – csökkenthető a tervezetlen leállások száma, és növelhető a lemez- és tömítőanyagok hatékony élettartama.
Összegzés
A lemezcsöves hőcserélők tengeri motorokba történő integrálása optimális körülményeket biztosít, így a legmagasabb hőátadási hatékonyság érhető el a legkisebb helyigény mellett, miközben rendkívüli rugalmasságot tesz lehetővé a kapacitás tekintetében. A SME Group több mint húsz éve aktívan részt vesz a tengeri mérnöki tevékenységekben, és teljes hűtési rendszerekre vonatkozóan ISO-s tanúsított minőségirányítási rendszerrel rendelkezik, amely pontos menedzsmentet garantál akár utólagos felszerelés (Retrofit) esetén is. Ezen felül egy 5000 m²-es gyártóüzem és száz mérnök és technikus lehetővé teszi az SME számára, hogy minden tengeri projektjét a „Beyond Concern” („Tovább a gondoskodáson”) mottó alatt teljesítse, segítve Önt és évente kb. ezer hajó szervizelését rendszerekkel és eredeti pótalkatrészekkel. A SME Group az ideális partner a tengeri motorok hűtési rendszereinek teljesítményének és élettartamának optimalizálásához; kérjük, ne habozzon felvenni velünk a kapcsolatot, hogy megbeszéljük következő projektje részleteit, és megküldhessük Önnek a tengeri hűtési rendszer árajánlatát.