Двигатель с водяным охлаждением

Об авторе: Питер Сварцьё (Peter Svartsjö) - менеджер по работе с клиентами ABB LV IEC Motors, обслуживающий морских клиентов. Он имеет почти 26 лет опыта продаж и маркетинга в АББ. Питер получил степень бакалавра в области промышленного управления в Шведском политехникуме в Ваасе.

Различные места, где двигатели с водяным охлаждением можно найти на корабле. Изображение: ABB

Previous Next

Питер Сварцьё (Peter Svartsjö) из ABB обсуждает преимущества двигателей с водяным охлаждением для морских применений, требующих мегаваттного уровня мощности, включая экономию места, повышенную энергоэффективность и уменьшенные потребности в обслуживании.

Электродвигатели выполняют несколько основных функций на морских судах - от силовых установок и подруливающих устройств до погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как лебедки, якоря и насосы. Это делает их критически важными для судовладельцев и операторов, поскольку их надежность и производительность могут напрямую влиять на бесперебойную работу всего судна.

Водяное охлаждение и путь вперед
Двигатели с воздушным охлаждением являются традиционным выбором, а это означает, что они требуют циркуляции охлаждающего воздуха вокруг охлаждающих ребер рамы двигателя. Тем не менее, поскольку судовые двигатели часто устанавливаются в грязной и пыльной среде, пространства между ребрами могут быть забиты мусором, что снижает их эффективность охлаждения.

Без регулярных операций очистки двигатель начинает работать при все более высоких температурах. Это вызывает более высокую степень износа жизненно важных компонентов, таких как подшипники и обмотки. Это требует дополнительного обслуживания и в худшем случае сократит срок службы двигателя, что приведет к преждевременному незапланированному отказу.

Напротив, переход на двигатели с водяным охлаждением, для которых не требуются внешние системы вентиляции, не только снижает капитальные затраты, но и позволяет уменьшить площадь установки - на судне, которое может освободить полезное пространство для другого оборудования или большего количества груза. Еще одно преимущество заключается в том, что двигатель с водяным охлаждением может быть герметично закрыт от проникновения пыли или других загрязняющих веществ, что делает его идеальным для установки в сложных, загрязненных условиях. Некоторые дополнительные соображения для двигателя с водяным охлаждением:

Пример двигателя с водяным охлаждением, поставляемого ABB. Изображение: ABB  Требуется чистая вода: метод охлаждения для двигателей с водяным охлаждением требует только постоянной подачи чистой воды из-под крана, а также чиллера, насоса и системы трубопроводов для работы замкнутого контура водяного охлаждения для охлаждения двигателя. рама и активные части. Поскольку двигатель не зависит от качества окружающего воздуха, он способен обеспечивать постоянную, предсказуемую и беспроблемную работу в течение длительного периода времени. Отсутствие ребер охлаждения рамы приводит к относительно гладкой внешней структуре, которая обеспечивает более высокое качество окраски двигателя и значительно снижает накопление пыли по сравнению с конструкцией с воздушным охлаждением. А если пыль накапливается, она не может повредить охлаждающей способности двигателя или попасть внутрь его внутренних частей.

 Оптимизированные затраты в течение жизненного цикла: в тех же морских применениях двигатель с водяным охлаждением, как правило, будет иметь более высокую стоимость жизненного цикла по сравнению с двигателем с воздушным охлаждением. Это происходит главным образом из-за более длительных интервалов между эксплуатацией и более продолжительного срока службы, главным образом потому, что подшипники и обмотки защищены от перегрева, который может возникнуть в случае снижения производительности системы воздушного охлаждения, например, при накоплении пыли.

 Более тихая работа: в некоторых морских применениях, особенно когда судно пришвартовано, уровень шума может быть проблемой, особенно когда несколько двигателей работают в одном месте. В двигателе с воздушным охлаждением большую часть шума производит вентилятор. Это означает, что двигатель с водяным охлаждением без вентилятора будет значительно тише.

 Экономия пространства. Существуют установки, в которых пространство может быть очень дорогим, особенно в машинных отделениях или в других помещениях, расположенных под палубой. Двигатели с водяным охлаждением имеют высокую удельную мощность (в пересчете на киловаттную мощность на единицу веса или объема). Следовательно, двигатель с водяным охлаждением может предложить такую же мощность, что и эквивалентный двигатель с воздушным охлаждением, при значительно меньшей занимаемой площади. В некоторых случаях возможны дополнительные преимущества и возможности экономии места, поскольку система водяного охлаждения также может использоваться с другим оборудованием с водяным охлаждением, таким как приводы с регулируемой скоростью (VSD), которые в противном случае потребовали бы своей собственной подачи охлаждающей воды.

Новые приложения обеспечивают более высокую мощность
Использование электродвигателей с водяным охлаждением само по себе не ново. Более 50 лет они применяются в морской промышленности для специальных применений, где не хватает места, а среда враждебна по отношению к пыли, грязи и сырости.

Однако с появлением новых более крупных кораблей возникла потребность в более высоких моторных мощностях. Тем не менее, остаются те же ограничения на пространство и требования для безопасной и надежной работы. Вот почему морская индустрия сыграла важную роль в разработке двигателей мегаваттного класса с высокой плотностью энергии.

Новый мегаваттный мотор АББ
Лидером в этом направлении является новый M3LP 500 с водяным охлаждением, крупнейший на сегодняшний день двигатель кожуха с водяным охлаждением низкого напряжения (LV) от ABB. При размере кадра 500, он доступен с выходной мощностью до 2 мегаватт (МВт), что отвечает растущему глобальному спросу на все более высокую мощность при минимальной занимаемой площади при установке благодаря оптимизированной плотности мощности.

Помимо того, что он обеспечивает большую мощность на килограмм, чем сопоставимый двигатель с воздушным охлаждением, M3LP 500 также примерно на 20 процентов меньше.
M3LP 500 имеет температуру среды 38 ° C / 100 ° F и расход охлаждающей среды 15 галлонов в минуту. Его внутренняя система охлаждения совместима с большинством морских контуров охлаждения. Следовательно, перед развертыванием двигателя нет необходимости в специальной адаптации или другой трудоемкой конфигурации.
Новый двигатель предлагает увеличенные интервалы технического обслуживания, так как он был разработан специально для уменьшения потребностей в обслуживании ключевых активных частей. В частности, износостойкие подшипники всегда сохраняют холодными. Это повышает надежность, увеличивает интервалы обслуживания и увеличивает срок службы подшипников. Использование стандартизированных компонентов, включая подшипники, делает замену быстрой и легкой.

Концевые экраны двигателя легко демонтировать и собрать, что упрощает техническое обслуживание и сокращает время простоя. Лабиринтные уплотнения предотвращают попадание влаги, пыли или частиц и снижают износ активных компонентов двигателя.

Двигатель M3LP только в начале своего продукта. Тем не менее, есть признаки того, что он открывает ряд интересных новых приложений. К ним относятся гибридные суда, а также для выполнения специализированных функций, таких как приведение водоструйных насосов в земснаряды.