一种能降低主机油耗的低温淡水系统论文和设计-陈阳

全文摘要

本实用新型公开了一种能降低主机油耗的低温淡水系统，包括低温淡水膨胀水箱、中央冷却器、中央冷却器、冷却淡水泵、主机空冷器、主机滑油冷却器、主机缸套水冷却器、其他设备，由中央冷却器将水冷却后，分流进入主机空冷器和其他各个设备中。与现有技术相比，本实用新型的一种能降低主机油耗的低温淡水系统，通过独立的三通阀调节进入主机空冷器的冷水量，而控制进入的水温（10℃），从而降低扫气温度，间接达到降低油耗的目的，且不影响较高温度（36℃）的淡水进入其他的各个设备中正常使用。

主设计要求

1.一种能降低主机油耗的低温淡水系统，其特征在于：包括低温淡水膨胀水箱（1）、第一中央冷却器（21）、第二中央冷却器（22）、第一冷却淡水泵（31）、第二冷却淡水泵（32）、第三冷却淡水泵（33）、主机空冷器（4）、主机滑油冷却器（5）、主机缸套水冷却器（6）、配套设备（7）；低温淡水膨胀水箱（1）上设置有系统补水管道（101），第一中央冷却器（21）和第二中央冷却器（22）外设置有主进水管（102），系统补水管道（101）与主进水管（102）之间具有第一管路（103）、第二管路（104）、第三管路（105），第一管路（103）、第二管路（104）、第三管路（105）分别连接在主进水管（102）一头的管道上，第一冷却淡水泵（31）位于第一管路（103）上，第二冷却淡水泵（32）位于第二冷却淡水泵（32）上，第三冷却淡水泵（33）位于第三冷却淡水泵（33）上，主进水管（102）另一头的管道上具有第一冷却进水管（106）和第二冷却进水管（107），第一冷却进水管（106）连接至第一中央冷却器（21），第二冷却进水管（107）连接至第二中央冷却器（22），第一中央冷却器（21）、第二中央冷却器（22）外还设有冷却主管道（108），第一中央冷却器（21）上设有连接冷却主管道（108）的第一冷却出水管（109），第二中央冷却器（22）上设有连接主管道（108）端部的第二冷却出水管（110），系统补水管道（101）的末端位置设置有设备管道（201）、冷却器管道（202）、空冷器管道（203），主机空冷器（4）位于空冷器管道（203）上，主机滑油冷却器（5）和主机缸套水冷却器（6）位于冷却器管道（202）上，配套设备（7）位于设备管道（201）上，设备管道（201）、冷却器管道（202）、空冷器管道（203）的另一端共同连接有连通管道（204），设备管道（201）和连通管道（204）的连接位置与冷却主管道（108）一端之间设置有热水管道（205），热水管道（205）上具有降温三通温控阀（301），第二冷却进水管（107）和主进水管（102）的连接位置与降温三通温控阀（301）之间设置有第一调节管道（206）；所述连通管道（204）和空冷器管道（203）的连接位置与冷却主管道（108）的另一端之间设置有第二调节管道（207），第二调节管道（207）上设置有低温三通温控阀（302），低温三通温控阀（302）管道连接于第一调节管道（206）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种能降低主机油耗的低温淡水系统，其特征在于：所述连通管道（204）上设置有第一阀门（303），第一阀门（303）位于冷却器管道（202）端部与空冷器管道（203）端部之间。

3.根据权利要求2所述的一种能降低主机油耗的低温淡水系统，其特征在于：所述第二调节管道（207）上设置有第二阀门（304），第二阀门（304）位于连通管道（204）和空冷器管道（203）的连接位置与低温三通温控阀（302）之间。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能降低主机油耗的低温淡水系统，属于船舶设备温控技术领域。

背景技术

随着全球的石油不断开采，自然储备也越来越少，如何节约能源已经成为世界上的公认的难题。在船舶行业,实际运营的船舶数量日益巨增，船舶主机消耗的燃油也将逐渐成为世界上最大的消耗源。

以往船舶主机上使用的低温淡水系统，功能单一，而以德国MAN公司的主机6G50ME-C9.5(SMCR7300kw*88r\/min)为典型研究对象,通过深入了解,我们发现如果降低扫气温度将减少燃烧空气中水蒸气的绝对量，从而减少在缸套和活塞环上发生硫磺酸凝结的可能性, 另外，降低扫气温度对油耗SFOC有一定的正效应。经过理论计算每10°C降低 0.7-1克\/千瓦时；由此,我们在设计船上低温淡水系统时需解决用尽量低的冷却淡水(10℃)来冷却主机空冷器,从而降低扫气温度，间接达到降低油耗的目的；将三通温控阀设定10°C作为中央冷却水的必要条件。

然而，我们发现如果将三通阀的温度设定直接设定在10℃，那么来自同一系统的水也用作润滑油冷却器的冷却水再至缸套水冷却器的冷却器温度太低,无法满足整个高温淡水系统的实际需求，另外这也可能使其他设备在较低温度下的热交换出现问题。所以必须找到其他的办法来避免此种状况。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能降低主机油耗的低温淡水系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种能降低主机油耗的低温淡水系统，包括低温淡水膨胀水箱、第一中央冷却器、第二中央冷却器、第一冷却淡水泵、第二冷却淡水泵、第三冷却淡水泵、主机空冷器、主机滑油冷却器、主机缸套水冷却器、配套设备；低温淡水膨胀水箱上设置有系统补水管道，第一中央冷却器和第二中央冷却器外设置有主进水管，系统补水管道与主进水管之间具有第一管路、第二管路、第三管路，第一管路、第二管路、第三管路分别连接在主进水管一头的管道上，第一冷却淡水泵位于第一管路上，第二冷却淡水泵位于第二冷却淡水泵上，第三冷却淡水泵位于第三冷却淡水泵上，主进水管另一头的管道上具有第一冷却进水管和第二冷却进水管，第一冷却进水管连接至第一中央冷却器，第二冷却进水管连接至第二中央冷却器，第一中央冷却器、第二中央冷却器外还设有冷却主管道，第一中央冷却器上设有连接冷却主管道的第一冷却出水管，第二中央冷却器上设有连接主管道端部的第二冷却出水管，系统补水管道的末端位置设置有设备管道、冷却器管道、空冷器管道，主机空冷器位于空冷器管道上，主机滑油冷却器和主机缸套水冷却器位于冷却器管道上，配套设备位于设备管道上，设备管道、冷却器管道、空冷器管道的另一端共同连通有连通管道，设备管道和连通管道的连接位置与冷却主管道之间设置有热水管道，热水管道上具有降温三通温控阀，第二冷却进水管和主进水管的连接位置与降温三通温控阀之间设置有第一调节管道；所述冷却主管道和第二冷却出水管的连接位置与连通管道和空冷器管道的连接位置之间设置有第二调节管道，第二调节管道上设置有低温三通温控阀，低温三通温控阀管道连接于第一调节管道。

作为进一步的优选方案，所述连通管道上设置有第一阀门，第一阀门位于冷却器管道端部与空冷器管道端部之间。

作为进一步的优选方案，所述第二调节管道上设置有第二阀门，所述第二阀门位于连通管道和空冷器管道的连接位置与低温三通温控阀之间。

与现有技术相比，本实用新型的一种能降低主机油耗的低温淡水系统，在不影响循环回路中其他设备冷却要求的情况下，通过增加额外的低温三通温控阀，使得更低温度的淡水至主机空冷器进行冷却，来实现间接降低主机油耗的目的。另外此新型设计，也可通过降温三通温控阀和低温三通温控阀来实现常规设计与新型设计的相互切换，灵活多变。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

本实用新型的一种能降低主机油耗的低温淡水系统，从如何降低主机的燃油消耗为切入点,深入研究船舶内燃机的工作特点,从而找到降低燃油消耗的另外一种办法。

包括低温淡水膨胀水箱1、第一中央冷却器21、第二中央冷却器22、第一冷却淡水泵31、第二冷却淡水泵32、第三冷却淡水泵33、主机空冷器4、主机滑油冷却器5、主机缸套水冷却器6、其他设备7，其他设备7主要包括主发，空压机，空调，冷藏，燃油供油单元，中间轴承等，其中，主机滑油冷却器5、主机缸套水冷却器6、其他设备7的正常工作温度在36℃左右即可，低于36℃可能会存在影响热交换潜在问题，而主机空冷器4则可以适应较低的温度环境,如果使用36℃左右的淡水进行冷却，一方面失去了间接降低主机油耗的目的,二方面主机也失去了减少燃烧空气中水蒸气的绝对量，从而减少在缸套和活塞环上发生硫磺酸凝结的可能性。

低温淡水膨胀水箱1用于整个系统的水量补偿，低温淡水膨胀水箱1上设置有系统补水管道101，第一中央冷却器21和第二中央冷却器22外设置有主进水管102，系统补水管道101与主进水管102之间具有第一管路103、第二管路104、第三管路105，第一管路103、第二管路104、第三管路105分别连接在主进水管102一头的管道上，第一冷却淡水泵31位于第一管路103上，第二冷却淡水泵32位于第二冷却淡水泵32上，第三冷却淡水泵33位于第三冷却淡水泵33上，主进水管102另一头的管道上具有第一冷却进水管106和第二冷却进水管107，第一冷却进水管106连接至第一中央冷却器21，第二冷却进水管107连接至第二中央冷却器22，第一中央冷却器21、第二中央冷却器22外还设有来自中央冷却器的冷却主管道108，第一中央冷却器21上设有连接冷却主管道108的第一冷却出水管109，第二中央冷却器22上设有连接主管道108端部的第二冷却出水管110，用于系统补水的系统补水管道101的末端位置连接至来自设备冷却后的设备管道201、冷却器管道202、空冷器管道203，设备管道201、冷却器管道202、空冷器管道203的另一端共同连通有连通管道204，设备管道201和连通管道204的连接位置与冷却主管道108之间设置有热水管道205，热水管道205上具有降温三通温控阀301，第二冷却进水管107和主进水管102的连接位置与降温三通温控阀301之间设置有第一调节管道206；所述冷却主管道108和第二冷却出水管110的连接位置与连通管道204和空冷器管道203的连接位置之间设置有第二调节管道207，第二调节管道207上设置有低温三通温控阀302，低温三通温控阀302管道连接于第一调节管道206；

连通管道204上设置有第一阀门303，第一阀门303位于冷却器管道202端部与空冷器管道203端部之间；第二调节管道207上设置有第二阀门304。

使用时，第一管路103、第二管路104、第三管路105上的水分别由第一冷却淡水泵31、第二冷却淡水泵32、第三冷却淡水泵33加压泵出，通过主进水管102进入第一冷却进水管106、第二冷却进水管107和第一调节管道206，经过第一中央冷却器21和第二中央冷却器22的冷却降温，从第一冷却出水管109和第二冷却出水管110进入冷却主管道108，由冷却主管道108导入降温三通温控阀301和低温三通温控阀302，降温三通温控阀301将较高温度的水（36℃）导入其他设备7以及主机滑油冷却器5和主机缸套水冷却器6，由于降温三通温控阀301还连通第一调节管道206，第一调节管道206中的水未经过冷却处理，因此温度较高，此时，将降温三通温控阀301连接第一调节管道206的阀门流量调大，与热水管道205中冷却水混合，保持进入设备管道201和冷却器管道202中的水温在36℃，供其他设备7以及主机滑油冷却器5和主机缸套水冷却器6使用；相反的，低温三通温控阀302虽然也与第一调节管道206连通，但低温三通温控阀302连通第一调节管道206的阀门流量调小，将连接第二冷却出水管110和冷却主管道108的阀门开度调大，因此混合后的温度较低，保持进入空冷器管道203的水温在10℃左右，供主机空冷器4使用，这样就调节了进入不同设备进行冷却的水温，根据不同设备的温度需求而制定了针对性的冷却水布局，不但提高了主机空冷器4的使用效果，也不妨碍需要一定温度的主机滑油冷却器5、主机缸套水冷却器6、其他设备7的正常使用。

需要注意的是，上述使用过程中，第一阀门303处于完全关闭状态时的使用效果最佳，若打开第一阀门303，关闭第二阀门304，即可恢复正常工作，即与其他设备一样使用较高温度的水进入主机空冷器4进行冷却使用，虽然冷却效果差，但并不妨碍主机空冷器4的正常工作。

我们以某船厂63500项目为例，通过对比，新型设计相对于常规设计，主机的油耗在CSR工况下由157.2g\/kwh降低至155.8g\/kwh，效果显著。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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