G3520C的冷却系统解析课件.ppt

1、冷却系统 内燃机工作时，与高温燃烧气体接触的零件如活塞、气门、气缸壁、气缸盖、喷油器、火花塞等由于受热而温度升高。如不加以适当冷却，则会造成内燃机过热。此时，过热的零件强度和刚度降低，正常的配合间隙被破坏，运动件间的润滑油变质和焦化，结果使得受力零件可能损坏，运动零件摩擦和磨损加剧。进入气缸的空气（或可燃混合气体）由于强烈受热，比容增大，使得实际进入气缸中的气体重量减少。染气机中的高温可燃混合气体常常会产生早燃和爆燃，导致不正常的工燃气机中的高温可燃混合气体常常会产生早燃和爆燃，导致不正常的工作。过热的结果将使内燃机工作不可靠、使用寿命下降和动力性经济性变坏，所以必须加以适当冷却。内燃机过冷也

2、会引起一些不良后果，冷却介质带走的热量过多，内燃机的输出功率减小和油耗增加；润滑油粘度高，运动件间的摩擦阻力加大等。因此，也不应冷却过度。冷却系统的作用就是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。冷却液装运或存储期间，必须保护发动机以使其不致因冷却系统冻结而造成损坏。如果要在结冻的气温下将发动机运往现场或存放在某地，冷却系统中必须添加能抵挡最低气温的防冻液。经常检查冷却液/防冻液中乙二醇的浓度。确保浓度适当以防止冻结。否则，冷却系统必须彻底排放干净。冷却液/防冻液通常由三种成份组成：水、乙二醇和添加剂。每一种成份都应满足特定的要求。水水 建议在发动机冷却系统中使用去离子水或蒸馏水。如果没有蒸馏水或

3、去离子水，使用具有表11内所列特性的水。卡特彼勒对冷却水的最低要求 特性 最高限值 ASTM试验 氯化物（Cl）40mg/L“D512”，“D4327”硫酸盐（SO4）100mg/L“D516”无机盐170mg/L“D1126”固体物340mg/L“D1888”酸度pH值5.5至9.0“D1293”表11 注意 在冷却系统中使用未被推荐的水会损坏冷却系统。不要在冷却系统中使用以下这些类型的水：海水、用盐调节的软化水、硬水、自来水。只有在冷却系统中使用推荐的水。如果对水的性质不确定，可向以下部门咨询进行水的分。乙二醇 注意 不要在卡特彼勒燃气发动机中使用长寿命冷却液（ELC）。ELC 不是为卡特

4、彼勒燃气发动机配制的。只使用推荐的冷却液/防冻剂。优选的 卡特彼勒天然气发动机冷却液（NGEC）可使用卡特彼勒柴油发动机防冻/冷却液（DEAC）或符合“ASTM D4985”或“ASTM D6210”技术规范的市售繁重载荷冷却/防冻液中的任一种。注意 不推荐使用仅符合ASTM“D3306”的市售冷却/防冻液。这类冷却液/防冻剂是为轻型汽车而配制的。只使用推荐的冷却/防冻液。可用的 在没有要求防沸腾和防冻结的应用场合，表11中列出的卡特彼勒SCA（冷却液添加剂）和水的混合液是可选用的。注：对于优选的冷却/防冻液和可用的SCA和水的混合液有不同的浓度SCA浓度要求。参见专门出版物，SEBU6400

5、，“冷却液的补充添加剂（SCA）”主题。表12中所列为推荐用于卡特彼勒燃气发动机的冷却/防冻液。表中还列出了卡特彼勒燃气发动机所使用的冷却/防冻液的使用寿命。为达到使用寿命，冷却液必须进行正确保养。保养程序包括SOS定期冷却液分析。推荐的冷却/防冻液及使用寿命 冷却/防冻液使用寿命(1)卡特彼勒NGEC三年 卡特彼勒DEAC符合“ASTM D6210”的市售重载冷却/防冻液 二年符合“ASTM D4985”的市售重载冷却液/防冻剂 一年卡特彼勒SCA和水 二年市售SCA和水 一年表12(1)冷却液的使用寿命还受到使用（工作小时数）的限制。请参见具体发动机操作和保养手册中的“保养周期表”。添加剂

6、 优选的 卡特彼勒补充冷却液添加剂（SCA）可接受的 在冷却/防冻的最终混合液中亚硝酸盐含量为1200mg/L或1200ppm的市售SCA。注：浓度为50/50的卡特彼勒NGEC或卡特彼勒DEAC，在初次加注时不需要加入SCA。符合“ASTMD6210”或“ASTMD4985”的市售重载冷却/防冻液在初次添加时可能需要加入SCA。阅读原设备制造厂产品提供的标牌或说明。为了保证冷却系统内正确数量的SCA，必须定期测定SCA的浓度。进行SOS定期冷却液分析（1级）或按照本操作和保养手册中，“保养周期表”使用测试工具包对SCA的浓度进行检查。冷却液容量冷却液容量 为了正确保养冷却系统，必须确定冷却系

7、统总容量。冷却系统的总容量会随每个装置有所不同。外部系统容量包括下列部件：发动机、膨胀水箱、热交换器、水箱、管路。参阅卡特彼勒或原设备制造厂提供的设备规范。在下列表格中记录冷却系统的总容量：冷却系统近似添加容量 系统 G3516C G3516E G3520C G3520E 升升仅仅是水套水系统 201344仅仅是SCAC系统 47.547.5外部系统 冷却系统总容量 表13 卡特彼勒G3520C燃气发电机组使用全密闭带压冷却系统。机组有两个独立循环的冷却系统，分缸套水冷却和后冷却系统，缸套水冷却发动机的受热部件，后冷却系统主要冷却混合气体。G3520C采用11水与乙二醇的混合溶液作冷却/防冻液

8、，这种混合液可最佳的适应繁重载荷，可选用国内优质厂家生产的防冻液。G3520C燃气发动机每3年更换一次冷却液。G3520C燃气发动机冷却系统的构造 G3520C燃气发动机冷却系统由两个独立的循环系统构成。发动机拥有发动机驱动的两个水泵和两套冷却系统，一是缸套水冷却系统，另一是独立水循环后冷却系统。缸套水冷却系统包括：高温节温器、单独的进水和出水套、非自注式齿轮驱动的缸套水泵。循环后冷却系统包括：高温节温器、安装在发动机上的非自注式齿轮驱动水泵。缸套水冷却系统包括如下部件：缸套水泵（齿轮传动、发动机驱动）、机油冷却器、第一级后冷却器、节温器和壳、缸套水加热器、进出水管、冷却水散热水箱。独立水循环

9、后冷却系统包括如下部件：后冷却辅助水泵（齿轮传动、发动机驱动）、第二级后冷却器、节温器和壳、进出水管、冷却水散热水箱。缸套水冷却系统、后冷却系统吸收的热量均通过远程散热水箱将热量散去。水箱为风冷式。缸套水进入冷却系统后分成两路，一路经缸体前部的分配岐管去发动机的各缸水套，冷却各缸缸套。另一路经发动机的机油冷却器先冷却机油，然后冷却液从机油冷却器出来后又被分成两路，一路流经缸体右侧气缸水套与流经缸体前部的冷却液汇合。另一路经第一级后冷却器，冷却增压后的混合气。进入水套的冷却液，环绕缸套流动，充分吸取缸套外壁的热量，冷却气缸套。冷却液经主水管进入气缸盖，通过水道环绕冷却气阀、气门座圈、火花塞，经排

10、气出口进入水岐管，冷却排烟管道，充分吸收热量，保证发动机部件的工作性能。冷却液经水岐管通过一小管分流涡轮增压器，冷却涡轮壳体，吸热后的冷却液回到水岐管。水岐管的冷却液直接进入节温器壳体，节温器根据冷却液的温度控制其流向，是去散热器或热交换器，还是继续进行循环。缸套水循环系统、后冷却系统冷却水吸收的热量均通过远程散热水箱散去。水箱为风冷式。辅助水泵（1）由发动机曲轴及辅助部件驱动。冷却液通从水泵出来后，经管路（2）进入二级中冷器（3），把混合气体冷却后经过管路（4）流出中冷器，进入节温阀（5）。当冷却液体的温度较低时，节温器温度调节器关闭，冷却液直接回到辅助水泵再次进入冷却系统循环。当达到设定温

11、度时，温度调节器打开，冷却液体经出口（6）进入散热器或热交换器散热后再从进口（7）进入辅助水泵，进行冷却循环。发动机上配置一个独立的远程散热器。散热器应是水平芯轴、分箱设计、带电机驱动的风扇。散热器应配置一个膨胀水箱、卸压帽、水位开关和法兰型管道装置。在环境温度43时的现场条件下，散热器应能够向发动机缸套水和独立水循环后冷却回路提供足够的冷却能力。散热器风扇的电机适于室外使用、重型。风扇电机提供NEMA3R标准箱体的综合启动器，启动器安装在散热器附近。上层表冷器（紫铜盘管）用于冷却缸套水冷却系统；下层表冷器（紫铜盘管）用于冷却独立水循环后冷却系统；风机组（由10台风机组成）向上排风，逆向吹过表

12、冷器带走热量。（因中冷却器温降是62到54，缸套水温降是90到82，故有冷却空气先经过下层表冷器后，再经过上层表冷器，合理的将两层表冷器的热量排到外界空气中。上下层表冷器的进出水口都有测温信号输出共4个输出点。）；膨胀水箱（2只）在表冷器上方，带水位开关，带有卸压帽设置排气压力为0.40.6公斤/平方厘米。发动机缸套水容量：344升，后冷器容量：47.5升。冷却系统压力：27.5648.23KPa。缸套水的出水温度为90，回水温度为82，单元厂房内可提供的余热回收量为16.23MW。中冷水的出口水温为62，回水温度为54。缸套水加热器功率220v9kw50Hz，加热器自带一个240v1kw 单

13、相泵。发动机远程散热水箱技术参数1本系统为闭式循环水系统内设两套闭式循环水系统一套为缸套水冷却一套为中冷却器冷却2缸套水温降要求9082燃机出水水温90，经冷却至82以下836KW约为2200l/min3中冷却器温降要求6254后冷却器出水水温为62，经冷却至54以下，171KW（上海电气确认）约为450l/min4膨胀水箱要求加装压力盖，设置排气压力为0.40.6公斤/平方厘米（3958kpa）5布置要求冷却器长度不超过5.7m，高度不限。进出水口在同一侧。缸套水水泵安装在发动机的前端右侧，由前端齿轮室的齿轮组传动，发动机驱动。冷却液通过散热水箱或热交换器散热后进入缸套水水泵。冷却系统的最高点设有通气管，用来排除冷却系统内的气泡，防止其缸套、水泵和水道空蚀。水岐管的冷却液直接进入节温器壳体，节温器将根据冷却液的温度控制其流向，是去散热器或热交换器，还是继续进行循环。卡特彼勒G3520C燃气发动机的缸套水的出水温度为90，回水温度为82，单元厂房内可提供的余热回收量为16.23MW。发动机安装有缸套水加热器，加热器功率为220v9kw50Hz,加热器自带一个240v1kw的单相泵，用来保证水循环加热，并带有自动切断装置可调的节温器，保证发动机的缸套水在环境温度-20时始终保持在54，确保发动机的缸套水在低环境温度下快速启动。发动机启动成功后，缸套水加热器自动切断。