مبردات جافة ذات درجات حرارة عالية ومنخفضة لمحرك الغاز Jenbacher 620 GS N

一، متطلبات تبديد الحرارة ونقاط الألم الأساسية لمحرك الغاز Jenbacher 620 GS N
يعتمد محرك الغاز Jenbacher 620 GS N على ترتيب أسطوانة على شكل V-بدرجة 60 درجة وتصميم 20 أسطوانة، مع إزاحة مكبس تبلغ 124.75 لترًا. عند التشغيل بسرعة مقدرة تبلغ 1500 دورة في الدقيقة، فإن عملية الاحتراق تولد كمية كبيرة من الحرارة. وفي الوقت نفسه، تحتاج الوسائط المختلفة مثل زيت المحرك وسائل ناقل الحركة والهواء المضغوط إلى الحفاظ على نطاقات درجات حرارة مختلفة، مما يشكل متطلبات معقدة لتبديد الحرارة في مناطق درجات الحرارة المتعددة. وفقًا للمعايير الفنية لهذا النموذج، تحتاج دائرة درجة الحرارة المنخفضة- إلى تبديد ما يصل إلى 169 كيلو واط من الحرارة، كما توجد عتبات واضحة للتحكم في درجة الحرارة - بحد أقصى لدرجة حرارة المدخل تبلغ 40 درجة، ودرجة حرارة الماء العائد 70 درجة، ودرجة حرارة الماء الداخل 90 درجة. إذا لم يكن من الممكن مطابقة نظام التبريد بدقة، فسيتسبب ذلك بشكل مباشر في سلسلة من المخاطر التشغيلية.

غالبًا ما تستخدم طرق التبريد التقليدية بنية واحدة لتبديد الحرارة، وهو ما يصعب تلبية متطلبات درجة الحرارة للوسائط المختلفة: يمكن أن يؤدي التبديد غير الكامل للحرارة للوسائط ذات درجة الحرارة المرتفعة-إلى ارتفاع درجة حرارة كتلة أسطوانة المحرك، وانخفاض كفاءة الاحتراق، وحتى التسبب في حدوث أخطاء مثل تآكل المكبس وتشوه رأس الأسطوانة؛ سيؤدي التبريد المفرط للوسائط ذات درجة الحرارة المنخفضة- إلى زيادة استهلاك الطاقة، وتقليل سيولة زيت التشحيم، وزيادة تآكل المكونات الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام Jenbacher 620 GS N بشكل شائع في الأماكن المغلقة مثل غرف المولدات. يمكن لمعدات التبريد التقليدية أن تؤدي بسهولة إلى تراكم الحرارة في غرفة الآلة، مما يؤثر بشكل أكبر على كفاءة تبديد الحرارة. وفي الوقت نفسه، فإن هيكلها الكبير ذو الوزن الجاف الذي يبلغ 12000 كجم يضع أيضًا متطلبات أعلى على مرونة التركيب والقدرة على التكيف المكاني لدعم معدات التبريد.

وبناءً على ذلك، أصبح المبرد الجاف المنفصل لدرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة، مع مزاياه الأساسية المتمثلة في "تبديد حرارة المنطقة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة، والكفاءة العالية وتوفير الطاقة"، حل التبريد الأمثل لمحرك الغاز Jenbacher 620 GS N، مما يلبي بشكل مثالي -احتياجات التشغيل المستقرة على المدى الطويل لهذا النموذج في سيناريوهات مثل التوليد المشترك للطاقة وتوليد الطاقة الصناعية.

2 ، التصميم الأساسي للمبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة ومنطق التكيف لـ Jenbacher 620 GS N
يعتمد المبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة المكيف مع محرك الغاز Jenbacher 620 GS N تصميمًا معياريًا وينقسم إلى نظامين مستقلين، دائرة درجة الحرارة المرتفعة ودائرة درجة الحرارة المنخفضة، والتي تتوافق مع متطلبات تبديد الحرارة المختلفة للمحرك، مما يحقق "تبديد الحرارة عند الطلب والتحكم الدقيق في درجة الحرارة". يتوافق منطق التصميم الخاص به تمامًا مع المعايير الفنية وخصائص التشغيل للنموذج.

(1) المبرد الجاف ذو درجة الحرارة العالية: مع التركيز على تبديد حرارة الاحتراق الأساسية

يعد المبرد الجاف ذو درجة الحرارة المرتفعة- مسؤولًا بشكل أساسي عن تبديد الحرارة الأساسية المتولدة أثناء عملية احتراق المحرك، والتكيف مع دائرة التبريد ذات درجة الحرارة المرتفعة- لـ Jenbacher 620 GS N، واستهداف احتياجات تبديد الحرارة للمكونات الرئيسية مثل كتلة الأسطوانة ورأس الأسطوانة والمكبس. يكمن أهم ما يميز تصميمه الأساسي في استخدام أنابيب التبادل الحراري الفعالة وهياكل الزعانف المسطحة، مما يزيد من مساحة التبادل الحراري ويسهل التنظيف والصيانة لاحقًا، مما يلبي متطلبات التصميم لنظام التبريد الخاص بـ Jenbacher من أجل "التنظيف السهل"؛ يتم اختيار وسط التبادل الحراري باستخدام سائل تبريد متخصص مناسب لظروف درجات الحرارة المرتفعة، والذي يمكنه تحمل بيئات درجات الحرارة المرتفعة التي تزيد عن 90 درجة ويتوافق تمامًا مع عتبة درجة الحرارة لدائرة درجة الحرارة المرتفعة للمحرك؛ وفي الوقت نفسه، فهو مجهز بوحدة تحكم ذكية في درجة الحرارة لمراقبة درجة حرارة سائل التبريد في الوقت الفعلي، وضبط سرعة المروحة تلقائيًا، والتأكد من أن درجة حرارة أسطوانة المحرك مستقرة في نطاق العمل الأمثل، وتجنب توهين الطاقة الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة - تجدر الإشارة إلى أن هذا النموذج سيواجه توهين الطاقة عندما تتجاوز درجة حرارة السحب 30 درجة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة العالية- يمكن أن يتجنب هذه المشكلة بشكل فعال.

(2) المبرد الجاف بدرجة حرارة منخفضة: ضمان التشغيل المستقر للأنظمة المساعدة

تم تصميم المبرد الجاف ذو درجة الحرارة المنخفضة- بشكل أساسي لتبريد زيت تشحيم المحرك وسائل نقل الحركة والهواء المضغوط، بما يتوافق مع دائرة درجة الحرارة المنخفضة- لـ Jenbacher 620 GS N (حمل تبديد الحرارة 169 كيلو وات). ويركز تصميمه على "التحكم الدقيق في درجة الحرارة المنخفضة-" و"تحسين استهلاك الطاقة". تستخدم هذه الدائرة قنوات مستقلة للتبادل الحراري، منفصلة تمامًا عن دائرة درجة الحرارة المرتفعة-، لتجنب التداخل الحراري من وسائط درجات الحرارة المختلفة، والتأكد من استقرار درجة حرارة زيت التشحيم ضمن نطاق مناسب، وضمان أداء التشحيم، وتقليل التآكل الميكانيكي الناتج عن وزن جسم المحرك البالغ 12000 كجم؛ وفي الوقت نفسه، واستجابة لمتطلبات تبريد الهواء بعد الشحن التوربيني، يمكن تخفيض درجة حرارة الهواء إلى أقل من 40 درجة لزيادة كثافة الهواء، وبالتالي زيادة كفاءة احتراق الوقود ومساعدة المحرك في الحفاظ على كفاءة كهربائية بنسبة 45.0% وكفاءة حرارية بنسبة 41.6%. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم المبرد الجاف ذو درجة الحرارة المنخفضة- للتركيب عن بعد، ووضع المعدات خارج غرفة المولد لتقليل تراكم الحرارة والتلوث الضوضائي بشكل فعال داخل الغرفة، مما يؤدي إلى تحسين بيئة تشغيل الغرفة بشكل أكبر.

(3) ميزة التكيف الشاملة: تحقيق التوازن بين الاستقرار والمرونة
بالإضافة إلى تصميم تبديد الحرارة المقسم، يتميز المبرد الجاف Jenbacher 620 GS N لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة أيضًا بخصائص تكيف متعددة: فهو يعتمد تصميمًا خفيف الوزن في الهيكل، والذي يمكن ترتيبه بمرونة وفقًا لمساحة غرفة الكمبيوتر، كما أنه مناسب لاحتياجات التثبيت واسعة النطاق- لهذا النموذج؛ يتم اختيار مواد خاصة ذات مقاومة للتآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية للمادة، ويمكن تجهيز بعض النماذج بطبقات خاصة للتكيف مع البيئات الخاصة مثل المناطق الساحلية وإطالة عمر خدمة المعدات؛ ومن حيث التحكم، فهو مرتبط بنظام التحكم في المحرك لتحقيق مزامنة البيانات في الوقت الحقيقي-. يمكنه ضبط طاقة التبريد تلقائيًا وفقًا للتغيرات في حمل المحرك (مثل من الخمول إلى الحمل المقدر)، وتجنب استهلاك الطاقة غير الفعال والتوافق مع الموضع الأساسي لهذا النموذج باعتباره "موفرًا للطاقة- بكفاءة". وفي الوقت نفسه، يعتمد المبرد الجاف مبدأ التبريد الجاف، دون الاعتماد على مياه التبريد، وتجنب المشكلات مثل التقشر والتآكل والتسرب الموجودة في أنظمة تبريد المياه التقليدية، وتقليل تكاليف الصيانة، كما أنه متوافق بشكل كبير مع مفهوم التصميم طويل العمر "60000 ساعة للإصلاح الأول" لـ Jenbacher 620 GS N.

3، الدور الأساسي وقيمة التطبيق للمبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة في Jenbacher 620 GS N
في التشغيل الفعلي لمحرك الغاز Jenbacher 620 GS N، لا يعد المبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة مجرد "جهاز تبريد"، ولكنه أيضًا دعم أساسي لضمان استقرار الوحدة، وتحسين كفاءة التشغيل، وإطالة عمر المعدات. وتنعكس قيمة التطبيق بشكل رئيسي في الجوانب الثلاثة التالية.

(1) ضمان التشغيل المستقر للوحدة وتجنب مخاطر الأعطال

نظرًا لكونه محركًا غازيًا كبيرًا، فإن المكونات الرئيسية لـ Jenbacher 620 GS N (كتلة الأسطوانة، ورأس الأسطوانة، والمحامل، وما إلى ذلك) حساسة للغاية للتغيرات في درجات الحرارة. يمكن أن تؤدي التقلبات المفرطة في درجات الحرارة إلى تمدد حراري غير متساوٍ وانكماش المكونات، مما يؤدي إلى فشل الختم وتآكل المكونات وأخطاء أخرى. يتحكم المبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة بدقة في درجة حرارة دوائر درجات الحرارة العالية والمنخفضة، مما يضمن أن جميع مكونات المحرك تكون دائمًا في نطاق درجة حرارة العمل الأمثل، ويتجنب بشكل فعال توهين الطاقة وإيقاف التشغيل الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة، بالإضافة إلى مشاكل مثل تصلب مواد التشحيم وزيادة المقاومة الميكانيكية الناتجة عن التبريد الزائد. على سبيل المثال، في سيناريو الجمع بين توليد الحرارة والطاقة، يحتاج المحرك إلى العمل عند التحميل الكامل لفترة طويلة، ويمكن للمبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة أن تحافظ بشكل ثابت على درجة حرارة نظام التبريد، مما يضمن التشغيل المستمر للوحدة وتجنب تأثير فشل تبديد الحرارة على استقرار الحرارة وإمدادات الطاقة. تم التحقق من ذلك بشكل كامل في حالة تطبيق مشتل Wijnen للفلفل في هولندا - في هذا المشروع، تعتمد ثلاث وحدات Jenbacher 620 GS N على أنظمة تبريد فعالة لتحقيق إمدادات مستقرة من الطاقة واسترداد ثاني أكسيد الكربون واستخدامه.

(2) تحسين كفاءة الطاقة التشغيلية وخفض تكاليف التشغيل
تصل الكفاءة الإجمالية لـ Jenbacher 620 GS N إلى 86.5%، ويمكن أن يؤدي تبديد الحرارة الفعال للمبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة إلى الاستفادة بشكل أكبر من إمكانات توفير الطاقة- للوحدة. فمن ناحية، يمكن أن يضمن التبديد الدقيق للحرارة لدائرة درجة الحرارة-المرتفعة احتراقًا كافيًا للمحرك، ويقلل من هدر الوقود، ويقلل استهلاك الوقود استنادًا إلى القيمة الحرارية المنخفضة (9.5 كيلووات ساعة/نانومتر ³) (785 نانومتر ³/ساعة)؛ من ناحية أخرى، فإن التبريد الدقيق لزيت التشحيم بواسطة دائرة درجة الحرارة المنخفضة -يمكن أن يقلل من التآكل الميكانيكي، ويقلل من استهلاك زيت التشحيم (يبلغ استهلاك زيت التشحيم المحدد لهذا الطراز 0.30 جم/كيلووات ساعة)، ويطيل دورة استبدال زيت التشحيم. وفي الوقت نفسه، لا يتطلب تصميم التبريد الجاف بناء نظام تدوير مياه التبريد، مما يوفر استهلاك موارد المياه واستهلاك الطاقة التشغيلية لمضخة المياه المتداولة. كما أن تصميم التثبيت عن بعد يقلل أيضًا من تكلفة التهوية والتبريد في غرفة الآلة، ويمكن أن يؤدي التشغيل على المدى الطويل-إلى تقليل تكلفة تشغيل الوحدة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تبريد الهواء وتعزيزه، يمكن زيادة كثافة الهواء، مما يمكن أن يزيد من تعزيز خرج طاقة المحرك والاستفادة الكاملة من ميزة الطاقة الكهربائية المقدرة بـ 3354 كيلووات.

(3) إطالة عمر المعدات وتقليل تكاليف الصيانة
العمر التصميمي لـ Jenbacher 620 GS N طويل نسبيًا، وتؤثر حالة تشغيل نظام التبريد بشكل مباشر على عمر خدمة الوحدة. يعتمد المبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة طريقة التبادل الحراري الجاف، مما يزيل مشاكل التقشر والتآكل الناتجة عن مياه التبريد، ويمكن أن يقلل من الانسداد وفقدان المكونات في نظام التبريد؛ وفي الوقت نفسه، يجعل التصميم المعياري صيانة المعدات أمرًا مريحًا، مما يسمح بإجراء صيانة منفصلة لدوائر درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة دون التأثير على التشغيل العادي للمحرك وتقليل وقت التوقف عن الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية والتآكل-المختارة للمعدات، بالإضافة إلى هيكل الزعانف سهل التنظيف، تعمل على إطالة عمر خدمة المبرد الجاف، بما يتوافق مع مفهوم التصميم "العمر الطويل، صيانة منخفضة" للمحرك، وتقليل تكلفة الصيانة لدورة حياة الوحدة بأكملها. وفي الوقت نفسه، يمكن لبعض الموردين توفير قطع غيار مجانية ودعم فني بالفيديو وغيرها من خدمات ما بعد البيع- لتعزيز راحة صيانة المعدات.

4، سيناريوهات التطبيق والتحقق العملي
تم استخدام المبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة الذي تم تكييفه مع محرك الغاز Jenbacher 620 GS N، مع قدرته الممتازة على التكيف وأدائه التشغيلي، على نطاق واسع في سيناريوهات مختلفة، بما في ذلك محطات الطاقة الموزعة، والتوليد المشترك للإنتاج الصناعي، وإمدادات الطاقة -على نطاق واسع في المباني. في محطات توليد الطاقة الموزعة، يمكن لوحدة Jenbacher 620 GS N تحقيق التشغيل المتكامل لـ "توليد الطاقة + التدفئة". تضمن المبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة التشغيل المستقر للوحدة تحت أحمال مختلفة من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة، مما يحسن كفاءة استخدام الطاقة؛ في الإنتاج الصناعي، هذا النموذج يمكن أن يوفر كهرباء مستقرة وطاقة حرارية لعملية الإنتاج. يمكن للمبرد الجاف ذو درجات الحرارة العالية والمنخفضة أن يتكيف مع ظروف العمل المعقدة للبيئة الصناعية، ويقاوم التداخل الناتج عن الغبار ودرجات الحرارة المرتفعة وما إلى ذلك، ويضمن التشغيل المستمر للوحدة؛ في سيناريوهات مثل زراعة الدفيئة والتدفئة الإقليمية، يمكن الاستفادة من مزايا الحرارة والطاقة المجمعة للوحدة بشكل كامل، وتوفر المبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة ضمانات تبريد موثوقة لهذه العملية المستقرة على المدى الطويل-.

من الحالات العملية، في محطة طاقة الكتلة الحيوية Gü ssing في النمسا، تستخدم وحدة Jenbacher 620 GS N غاز الخشب كوقود وتعتمد على تبديد الحرارة الفعال للمبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة لتحقيق هدف المشروع المتمثل في توفير الطاقة المتجددة بنسبة 100٪؛ في مصنع Beretto في إيطاليا، أدى نظام الحرارة والطاقة المدمج لهذا الطراز إلى تقليل تكلفة إمداد الطاقة للمصنع بنسبة 30% مع ضمان تبريد مستقر. تتحقق هذه الحالات بشكل كامل من توافق المبردات الجافة ذات درجات الحرارة العالية والمنخفضة مع محركات الغاز Jenbacher 620 GS N، بالإضافة إلى قيمها الأساسية في تحسين الاستقرار التشغيلي، وخفض التكاليف، وتحسين استخدام الطاقة.