Ο κινητήρας πίσω από τους δροσερούς κινητήρες

Σχετικά με τον συντάκτη: Ο Peter Svartsjö είναι Διευθυντής Λογαριασμού της ABB LV IEC Motors, υποστηρίζοντας πελάτες της ναυτιλίας. Έχει σχεδόν 26 χρόνια εμπειρίας πωλήσεων και μάρκετινγκ με την ABB. Ο Peter έχει πτυχίο στη Βιομηχανική Διοίκηση από τη Σουηδική Πολυτεχνική στο Vaasa.

Οι διάφορες τοποθεσίες που μπορούν να βρεθούν σε ένα πλοίο με υδρόψυκτες μηχανές. Εικόνα: ABB

Previous Next

Ο Peter Svartsjö στη ABB συζητά τα οφέλη των υδρόψυκτων κινητήρων για θαλάσσιες εφαρμογές που απαιτούν μεγαβάτ επίπεδα ισχύος, συμπεριλαμβανομένης της εξοικονόμησης χώρου, της αυξημένης ενεργειακής απόδοσης και των μειωμένων αναγκών συντήρησης.

Οι ηλεκτροκινητήρες διαχειρίζονται διάφορες βασικές λειτουργίες σε θαλάσσια πλοία - από την πρόωση και τους προωθητήρες μέχρι τον εξοπλισμό χειρισμού του καταστρώματος, όπως τα βαρούλκα, τα άγκυρα και τις αντλίες. Αυτό τους καθιστά κρίσιμους για τους πλοιοκτήτες και τους χειριστές, καθώς η αξιοπιστία και η απόδοσή τους μπορεί να έχουν άμεσο αντίκτυπο στην ομαλή λειτουργία του σκάφους.

Ψύξη με νερό και ο δρόμος προς τα εμπρός
Οι αερόψυκτοι κινητήρες είναι η παραδοσιακή επιλογή, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτούν αέρα ψύξης να κυκλοφορεί γύρω από τις πλευρές ψύξης του πλαισίου κινητήρα. Ωστόσο, επειδή οι ναυτικοί κινητήρες εγκαθίστανται συχνά σε βρώμικο και σκονισμένο περιβάλλον, οι χώροι μεταξύ των νευρώσεων μπορεί να φράξουν με θραύσματα, μειώνοντας την αποδοτικότητά τους.

Χωρίς τακτικές εργασίες καθαρισμού, ο κινητήρας αρχίζει να λειτουργεί σε ολοένα και υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό προκαλεί υψηλότερο ποσοστό φθοράς σε ζωτικά εξαρτήματα όπως τα έδρανα και οι περιελίξεις. Αυτό απαιτεί πρόσθετη συντήρηση και στη χειρότερη περίπτωση θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του κινητήρα, με αποτέλεσμα πρόωρη, μη προγραμματισμένη αποτυχία.

Αντίθετα, η μετάβαση σε υδρόψυκτους κινητήρες που δεν απαιτούν εξωτερικά συστήματα εξαερισμού όχι μόνο μειώνει το κόστος κεφαλαίου, αλλά και ένα μικρότερο αποτύπωμα εγκατάστασης - σε ένα πλοίο που θα μπορούσε να απελευθερώσει χρήσιμο χώρο για άλλο εξοπλισμό ή περισσότερο φορτίο. Υπάρχει επίσης ένα ακόμα πλεονέκτημα, καθώς ο κινητήρας με ψύξη με νερό μπορεί να σφραγισθεί σφιχτά έναντι εισόδου σκόνης ή άλλων ρύπων, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για εγκατάσταση σε απαιτητικές και βρωμιές συνθήκες. Ορισμένες πρόσθετες σκέψεις για έναν κινητήρα με ψύξη με νερό:

Παράδειγμα ενός υδρόψυκτου κινητήρα που παρέχεται από την ABB. Εικόνα: ABB  Απαιτείται καθαρό νερό: Η μέθοδος ψύξης για τους υδρόψυκτους κινητήρες απαιτεί απλώς μια σταθερή παροχή καθαρού νερού βρύσης μαζί με ένα ψυκτικό συγκρότημα, μια αντλία και ένα σύστημα σωλήνων για τη λειτουργία του κυκλώματος κλειστού νερού ψύξης για να ψυχθεί ο κινητήρας πλαίσιο και ενεργά μέρη. Επειδή ο κινητήρας είναι ανεξάρτητος από την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα, είναι σε θέση να παρέχει σταθερή, προβλέψιμη και χωρίς προβλήματα λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η απουσία πλαισίων ψύξης πλαισίου έχει ως αποτέλεσμα μια σχετικά ομαλή εξωτερική δομή, η οποία επιτρέπει υψηλότερη ποιότητα βαφής κινητήρα και μειώνει σημαντικά την συσσώρευση σκόνης σε σύγκριση με τον σχεδιασμό με αέρα. Και αν συσσωρευτεί σκόνη, δεν μπορεί να βλάψει την απόδοση ψύξης του κινητήρα ή να απορροφηθεί στα εσωτερικά του μέρη.

 Βελτιστοποιημένο κόστος κύκλου ζωής: Στις ίδιες θαλάσσιες εφαρμογές, ένας υδρόψυκτος κινητήρας θα έχει γενικά ένα βελτιωμένο κόστος κύκλου ζωής έναντι ενός αερόψυκτου κινητήρα. Αυτό οφείλεται κυρίως σε μακρύτερα διαστήματα μεταξύ σέρβις και μεγαλύτερης διάρκειας ζωής, κυρίως επειδή τα έδρανα και οι περιελίξεις προστατεύονται από την υπερθέρμανση που μπορεί να συμβεί εάν διαταραχθεί η απόδοση του συστήματος ψύξης αέρα - όπως όταν συσσωρεύεται σκόνη.

□ Λιγότερη λειτουργία: Σε μερικές θαλάσσιες εφαρμογές, και ειδικά όταν ένα σκάφος είναι αγκυροβολημένο, τα επίπεδα θορύβου μπορεί να είναι ένα ζήτημα, ιδιαίτερα όταν αρκετοί κινητήρες λειτουργούν στην ίδια θέση. Σε έναν αερόψυκτο κινητήρα, ο περισσότερος θόρυβος παράγεται από τον ανεμιστήρα. Αυτό σημαίνει ότι ένας υδρόψυκτος κινητήρας χωρίς ανεμιστήρα θα είναι σημαντικά πιο αθόρυβος.

 Διαστημική εξοικονόμηση: Υπάρχουν εγκαταστάσεις όπου ο χώρος μπορεί να είναι πραγματικός πλούτος, ειδικά σε μηχανοστάσια ή άλλες εφαρμογές κάτω από τα καταστρώματα. Οι υδρόψυκτοι κινητήρες έχουν υψηλή πυκνότητα ισχύος (σε κιλοβάτ εξόδου ανά μονάδα βάρους ή όγκου). Ως εκ τούτου, ένας υδρόψυκτος κινητήρας μπορεί να προσφέρει τη δυνατότητα να παράγει την ίδια έξοδο με έναν ισοδύναμο αερόψυκτο κινητήρα εντός ενός σημαντικά μικρότερου αποτυπώματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να υπάρξει περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης και των δυνατοτήτων εξοικονόμησης χώρου, καθώς το σύστημα ψύξης νερού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με άλλους υδρόψυκτους εξοπλισμούς, όπως οι κινητήρες μεταβλητής ταχύτητας (VSD), οι οποίοι διαφορετικά θα απαιτούσαν τη δική τους παροχή νερού ψύξης.

Νέες εφαρμογές οδηγούν σχέδια υψηλότερης ισχύος
Η χρήση υδρόψυκτων ηλεκτρικών κινητήρων δεν είναι καινούργια. Έχουν αναπτυχθεί στη ναυτιλιακή βιομηχανία για περισσότερα από 50 χρόνια σε ειδικές εφαρμογές όπου ο χώρος είναι λιγοστός και το περιβάλλον εχθρικό από την άποψη της σκόνης, βρωμιάς και υγρασίας.

Ωστόσο, με την έλευση των νέων μεγαλύτερων πλοίων υπήρξε συνεπαγόμενη ζήτηση για υψηλότερες κινητήριες δυνάμεις. Ωστόσο, παραμένουν οι ίδιοι περιορισμοί στο χώρο και οι απαιτήσεις για ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ναυτιλιακή βιομηχανία συνέβαλε αποφασιστικά στην ανάπτυξη κινητήρων με μεγαβάτ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας.

Νέα μηχανή μεγαβάτ της ABB
Ο δρόμος προς αυτή την εξέλιξη είναι ο νέος με νερό ψύχος M3LP 500, ο μεγαλύτερος χαμηλής τάσης (LV) υδρομασάζ κινητήρα μπουφάν μέχρι σήμερα. Με μέγεθος 500 καρέ, διατίθεται με ισχύ έως και 2 megawatt (MW), γεγονός που ανταποκρίνεται στην αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για ολοένα και μεγαλύτερη ισχύ ενώ παράλληλα ελαχιστοποιεί το αποτύπωμα εγκατάστασης λόγω της βελτιστοποιημένης πυκνότητας ισχύος.

Παράλληλα με την παροχή περισσότερης ισχύος ανά χιλιόγραμμο από έναν συγκρίσιμο αερόψυκτο κινητήρα, το M3LP 500 είναι επίσης περίπου 20% μικρότερο.
Το M3LP 500 έχει θερμοκρασία μέσου 38 ° C / 100 ° F και ροή ψυκτικού μέσου 15 gpm. Το εσωτερικό σύστημα ψύξης είναι συμβατό με τα περισσότερα κυκλώματα θαλάσσιας ψύξης. Επομένως, δεν απαιτείται ειδική προσαρμογή ή άλλη χρονοβόρα εργασία διαμόρφωσης πριν από την ανάπτυξη του κινητήρα.
Ο νέος κινητήρας προσφέρει εκτεταμένα διαστήματα συντήρησης, καθώς έχει σχεδιαστεί ειδικά για να μειώσει τις ανάγκες συντήρησης των βασικών ενεργών εξαρτημάτων. Συγκεκριμένα, τα ρουλεμάν που είναι ευαίσθητα στη φθορά διατηρούνται δροσερά ανά πάσα στιγμή. Αυτό βελτιώνει την αξιοπιστία, επεκτείνει τα διαστήματα συντήρησης και αυξάνει τη διάρκεια ζωής του. Η χρήση τυποποιημένων εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων των ρουλεμάν, κάνει την αντικατάσταση γρήγορη και εύκολη.

Οι άκρες των άκρων του κινητήρα είναι εύκολο να αποσυναρμολογηθούν και να επανασυναρμολογηθούν, γεγονός που απλοποιεί τη συντήρηση και μειώνει τον χρόνο διακοπής λειτουργίας. Οι σφραγίδες λαβυρίνθων εμποδίζουν την εισροή υγρασίας, σκόνης ή σωματιδίων και μειώνουν την φθορά των ενεργών εξαρτημάτων του κινητήρα.

Ο κινητήρας M3LP βρίσκεται ακριβώς στην αρχή του ταξιδιού του προϊόντος. Ωστόσο, οι ενδείξεις είναι ότι ανοίγει μια σειρά από ενδιαφέρουσες νέες εφαρμογές. Αυτά περιλαμβάνουν τα υβριδικά σκάφη και επίσης για εξειδικευμένες λειτουργίες, όπως οι αντλίες με εκτόξευση νερού στις βυθοκόρους.