舷外冷却器常识.docx

舷外冷却器常识舷外冷却器（又称箱式冷却器BOXCoOIer）,目前广泛用于内河和内海的拖船、驳船、渝船、运输船、挖泥船、供给船、渡轮、货船、油船、冷藏船、破冰船等船只。与其它冷却系统相比，如板式热交换器或传统的管壳式冷却器，箱式冷却器有下列优点：不采用船外二级冷却水管路。因此不需要用冷却水泵，滤器，阀件，管线等需要维修的部件。和其它方案相比，箱式冷却器不易腐蚀和附着海生物。节约能源（二级泵）。在传统的冷却水系统，约15千瓦的二级泵每小时约耗3升油，按每年平均运行5000小时，就可节省15000升油。箱式冷却器最适合在有冰，窄小泥泞或污染的区域作业。事实上，箱式冷却器不用维修，所以，它的运行成本比其它任何冷却系统都低。工作原理：冷却水穿过U型管束，管束放置在有进出格删的海底门。通过海底门船外海水的自然循环或通过船行驶时的水循环来达到冷却效果。船外的水被加热并因密度小而上浮，这样就形成了向上的自然循环。箱式冷却器安装简便，可通过焊接安装到海底门顶板上。箱式冷却器构造简便，不论何种情况，在内部检查及试验时都不用拆除管束。设计参数：水进口温度一般为55,出口水温度一般为38。海水的设计温度为32。结构：箱式冷却器基本上是由一束束的U型管组成。它有一个牢固的安装法兰。把它焊到海底门的顶板上，就可以把管束固定到船体上了。其结构可以允许除去U型管顶部的端盖来检查，管束通过内部的六角螺栓连接到船体上。油漆前的防震架腐蚀和海污：管束和舷外水接触的所有表面都应涂上几层经热处理的用酚醐树脂做底的油漆，这是为了保证：一个可靠的镀层绝缘来保护海底门不受腐蚀。在U型管，支撑挡板，防管束拉伤和振响的防震架之间有一个阻减带。在所有易蚀表面都涂上油漆。防止镀层腐蚀，可以保证隔绝效果持久，因为对油漆的破坏不只是小片的。如破坏面积大，可以安装牺牲阳极。这种方案对偏离电流造成的腐蚀不敏感。外加电流阴极保护系统（ICCP）和外加电流防海生物系统（ICAF）系统对箱式冷却器没有影响。支撑挡板加防震扁铁，另用油漆保护是必要的防护措施。在冷却器没有涂漆的情况下，必须保护海底门。这里可以通过加绝缘防护船体和管束间的众多接头，并且每次安装及重装后都要检查。否则可能造成防护机制的整体失效。牺牲阳极只能给予部分防护或消耗过快。偏离电流可能会对管束造成点坑状破坏。船外水流或机械所引起的振动可造成在支撑外振响，从而发生腐蚀。管表面的防护氯化层将被破坏，并产生点坑状腐蚀从而造成渗漏。污染：只要可以自由溶解，含铜量高的金属对生物的生长是有毒的。但如果一层氯化物和/或沉积物（比如来自牺牲阳极的东西）覆盖在这些金属表面，那么对于生物的生长几乎是无毒的。况且，生物生长对防海生物有负面影响（沉积腐蚀）。涂漆的表面对此现象不敏感。海生物污染：在大多数情况下箱式冷却器不用维修。不过，根据航区及其航行状态，必须考虑海生物腐蚀这一现象。随着地方上及国际上对防止污染控制措施的实行，已出现和生物腐蚀相关的大量问题。这是因为工业及海洋运输业有毒废物的排量减少，从而造成有机物在河流，江湾和沿海大量增加。生物污染的原理：箱式冷却器常见的生物附着有机体有：1.贝壳，2.软体动物，3.海草，4.海藻，5.细菌，6.草类等。尤其是贝壳。当箱式冷却器上有生物附着时，很难观察到对其热性能的影响。只有当冷却器表面全部被覆盖了生物，造成管子间流动堵塞时，箱式冷却器的功能才会受到影响。在箱式冷却器的管子外部涂上油漆，生物和其它沉积物就不会形成人们所害怕的“下沉积”腐蚀。外加电流防海生物系统ICAF）纯铜的电极装在海底门内箱式冷却器下面。在铜电极和海底门间施加了一条稳定的电流，铜电极就在海水中分解。铜离子会连续形成一个对海洋生物生长有害的环境，阻止海洋有机生物附着和生长。铜离子的毒性只在有限的时间内起作用，因1价铜离子很快变成2价铜离子。所以对环境几乎没有影响。该ICAF系统基于和船用防海生物油漆同样原理，即用铜料产生有毒的介质。对于防海生物油漆而言，只有在铜的滤取率在每天每平方厘米超过IOppb的情况下才起作用，对于ICAF系统也是一样的。铜极有两种放置方法：铜极结合在箱式冷却器里电极2块，装在一电极托架上，托架固定在箱式冷却器的下面，带领带状托杆。因此电极和箱式冷却器是一个完整的整体。电极托架和箱式冷却器的外形相配，所以把电极托架固定在箱式冷却器上时，可以把箱式冷却器装在海底门的法兰上。一般情况下，电极托架不用和箱式冷却器分离。扁铁条焊接在铜极之间作阴极用，以保证可靠的电流回路。铜极的电缆通过水密的连接头连接，接头连在铸造的接线箱，从该接线箱中将一单根电缆穿过箱式冷却器的管子，最后接在小的接线箱内，小接线箱要装在箱式冷却器旁边。该小接线箱中有一根单芯电缆和电源相连。铜极寿命过了之后，它们可以单独分别更换新的，因为整个电极托架很重。为了方便更换铜板，连接电极的接头是水密的，所以箱式冷却器的电缆不用更换而且为了方便维修电极，装在电极旁的钢质阴极可以在任何方向转动，这样更换铜极就有了更多空间。连体铜极结构有很多优点。对于安装电极，铺电缆及穿电缆都没有安装要求。同时对于电极的要求空间不大。箱式冷却器和ICAF结合的连体结构正在申请专利。电极托架的额外重量即使在恶劣的海况下也不影响其他机械的稳定性。铜极组装在箱式冷却器下阳极板单独安装在箱式冷却器底部固定阳极到角钢的安装材料（如U形夹、绝缘环）由厂方供货。在这种情况下，埋在阳极中的电缆得以保证水密连接。电缆被引到海底门顶板，并用填料函密封。在这种情况下，接近通海阀箱的通路是必需的，以便能够调换阳极。阴极必须与阳极平行地安装以确保等量铜沿着阳极长度分解并保证电流可靠的回路。阴极是与阳极平行的无涂层的钢条。阴极必须焊接或用螺栓固定在船体上。从阳极到顶板的电缆应安放在合适的钢管里以保护电缆。操作与维护ICAF（外加电流防海生物系统）控制ICAF系统简易、直接。操作基本上是全自动的，只需稍加监控。建议进行日常检查以确保电流在合适的水平并且没有报警发生。当电源与远程监控系统连接时，所有的功能可被集中检查。改进一个ICAF系统由于长期航行，箱式冷却器的热工性能可能会有所下降，此时可以对一个ICAF系统进行改进。目前，国内已有南通中船机械厂、吉达换热设备厂、申通船用机械厂等单位生产。其中规模较大的为中船机械厂。下面是一篇关于挖泥船用冷却器的资料：舷外冷却器在挖泥船上的应用和认识吴师东安徽省疏浚工程总公司研究所柴油机是挖泥船的动力部分，也是核心部分。对于长年在野外作业的挖泥工程船来说,保证柴油机处于良好的工作状态，延长平均故障间隔期，是挖泥船取得较高效益的关键之一。柴油机的正常运行离不开完善的冷却系统。对于大、中型柴油机来说通常采用淡水在机内循环把多余的热量带走，保证柴油机在正常的温度下工作。舷外水必须进人热交换器将淡水的热量带走，才能实现热量交换。其原理图如下:N青序心，奈gm由于热交换器各处的水流道受到本结构的限制，其流道狭窄，所以，对进人热交换的水质必须有一定要求。而在挖泥船施工作业周围水域的水质相当浑浊，更易造成流道内表面积聚泥垢，久之甚至堵塞，流道不畅通就会影响热量交换效果。从而影响柴油机的运行质!。在这种恶劣的水域环境下工作，无疑对挖泥船的主、辅柴油机冷却器系统的外循环造成极为不利的影响鉴于挖泥船特殊的工作环境，用上述常用方法进行冷却有如下缺点：舷外污水直接进入热交换器，因而必须进行频繁的拆卸清洗:一是耗工费时，拆卸安装较麻烦;住是经常拆卸易使另部件损坏造成不必要的损失，影响施工。为了弥补上述不足，在进行国产化1600型斗轮式挖泥船的研制过程中，根据科研船的功率要求，我们调研了一些国内柴油机生产厂家，经过反复比较，选用河南柴油机厂引进德国曼哈姆机型。设计新型舷外冷却器把冷却水封闭起来不与舷外水连通避免了泥沙进人系统。根据进人机带热交换器的冷却水温度，进人热交换器的温差范围及流量，利用这些数据，就能计算出其热交换量，计算散热面积。ooooooooocOGOOOOOOOOOOQOOOCOOO舷外冷却器顾名思义是装在船舷外的一种冷却器，其作用是利用舷外水自然冷却冷却器内清洁水的一种冷却装置。因此，舷外冷却器必须有足够的冷却面积。冷却器应浸在水中，所以必须采用耐腐蚀的材料制造，以保持一定的使用寿命。另外还有一种采用舷外冷却器的方式，干脆不要机上带的热交换器。机内淡水循环直接与舷外冷却器相连的形式，对主、辅进行冷却。其原理图如下：从结构上说，舷外冷却器要比常规的冷却器结构简单，其造价要比常规的冷却器低。所以，其价格和常规的热交换器差不多。为了保证使用的可靠性，考虑到施工过程中舷外冷却器与水的相对流速较慢，我们还可在舷外冷却器的一侧设置一排喷水管，朝冷却器上喷射高压水来增加水流速度，加强交换，同时对舷外冷却器的管壁进行冲刷，避免污物附着在管壁上。必要时舷外冷却器还可提出水面进行清洗。有了以上这些基础，随着国产舷外冷却器的出现，将会在疏浚行业中起到不可替代的作用。