康明斯柴油發電機組冷卻系統功能性說明

閉式水冷發動機驅動泵產生循環動力，使氣缸和缸蓋管路中的冷卻液不斷地循環散熱發動機冷卻泵、散熱器構成封閉的動力循環冷卻系統。最常見的冷卻系統是散熱器和發動機直接驅動的冷卻風扇。替代方案是熱交換器、遠置散熱器或遠置熱交換器。

冷卻系統的設計與安裝是否合適正確，對柴油機的性能及壽命至關重要。整個系統的匹配設計和安裝應能滿足下列要求：

1. 整個冷卻系統的配套設計與安裝，應使水散熱器的上水室最高溫度不超過特定柴油機性能數據單上規定的極限值；

2. 冷卻系統必須排除多余的空氣并且除氣時間不超過柴油機性能數據單上規定；

3. 在散熱器的上水室（或膨脹水箱）內必須提供大約等于整個冷卻系統總容積的5%的膨脹空間；

4. 冷卻系統必須設置一個通氣系統，在柴油機性能數據單上規定的時間內，能以規定的最小加水速度將冷卻系統加滿冷卻水；

 當柴油機帶走水散熱器在高怠速運轉或者把冷卻系統的加水口拆除，冷卻水溫在82～88℃工作時，水泵進水口的壓力應大于大氣壓力；

6. 冷卻系統應設計有最小水位泄降量容積。該水位泄降量容積值必須大于第一次加注冷卻水時未注滿的容積，并且不包括在膨脹空間容積之內；

7. 冷卻系統必須裝備有防腐蝕水處理器（水濾器），水濾器裝有DCA4添加劑，以保證柴油機在合理的保養期間隔內，冷卻水道表面免遭侵蝕或腐蝕。同時應有冷卻水連續地旁通循環經過水濾器，將冷卻水的雜質、贓物和礦物質沉淀物過濾掉。 

1 聯機式散熱水箱

康明斯發電機組在出廠配置時已經安裝了散熱水箱（見圖），這是一個完整的冷卻系統，也是附屬設備、管道、控制線路和冷卻液最少的推薦模式。此種方案要求發電機房有充足的空氣流動。聯機式散熱水箱的通風機組中，風扇吸入空氣并推動它們流過散熱水箱。散熱水箱通過法蘭與戶外的通風管道相連。

l 在機房進風通暢的情況下，通常機房散熱器通風面積是散熱器正面積的1.25～1.5倍。如果排風口有柵網或百葉窗的話，排風口的面積還要增大；

l 散熱器周圍的進風溫度不能超過所選擇的散熱器設計溫度（40℃或50℃），進風口內外一般不應有阻礙物，例如煙道等；

l 從散熱器排出的熱風通過風道排放到機房外。風道必須平滑且無阻礙物、裂縫、漏洞和急彎

l 如果風道出口裝有柵網或百葉窗，那么風道出口面積應相應增大，風道截面積從小到大應平滑過渡。如果風道內彎道是不可避免的，則需安裝拐彎導流板以減少壓力流的損失；

l 經過散熱器的氣流壓降不能超過柴油機性能數據單上的規定值。如果氣流壓差太大并且進、排風道又不能得到改善的話，則需要安裝高容量的冷卻風扇；

l 如果排風受到阻礙時，可以考慮增加排風屏閉通道或相應的輔助措施，同時還可改善發電機組噪聲對環境的影響。

l 機房內其它設備可能影響柴油機進氣的溫度或進入散熱器的冷卻空氣溫度。這個問題可以通過以下辦法來解決：

a) 給蒸和排風管加隔熱套；

b) 增設機房通風風扇；

c) 減少散熱器進風溫度。

圖 聯機式散熱水箱冷卻系統

2 冷卻液加熱器

自動恒溫控制的冷卻液加熱器通常是備用應急發電機組起動所需要的。對于二級自動應急電源系統，規定發動機冷卻液溫度不得低于32℃。發動機冷卻液加熱器必須接入市電。

3 通風

發電機房通風是非常重要的。必須保證充足的空氣流通，以排放發動機、發電機及其附屬設備產生的熱量、煙霧和廢氣，并補充燃燒所需空氣。

機房進風口設置應符合下列要求：

l 進風口宜設在發電機端或發電機兩側；

l 進風口的面積應大于柴油機散熱水箱面積的2.2倍；

l 進風口的面積應大于排風口面積的1.5倍；

l 在一個標準環境下，可按下列公式估計機房空氣流量的需求值；

         C=Q/0.018△T

式中： C－機房空氣流量

       Q-設備散到房內的總熱量

      △T-機房內允許的溫升

4 聯機式散熱水箱的通風

聯機式散熱水箱的通風是通過風扇吸入空氣并推動它們流過散熱水箱，散熱水箱通過法蘭與戶外的通風管道相連。注意事項如下：

l 嚴禁超出機組說明書在散熱水箱氣流設計部分規定的氣流阻力和最小進出通風口面積；

l 設備安裝運行前，應實地測量各部分的靜壓頭（氣流阻力），確認系統沒有過大阻力；

l 因為散熱風扇會產生輕微負壓，建議機房內不要安裝其它加熱設備，如鍋爐。如不可避免時，應增加機房進風口或進氣道，安裝風扇等，降低負壓至可接受水平；

l 必須使用柔性風道法蘭與散熱水箱連接，用以吸收機組的位移和振動，防止噪聲傳播；

l 當環境溫度高于設計溫度時，如果條件允許，可以考慮降低功率使用；或者降低風阻，增加通風量，消除高溫風造成水箱冷卻能力下降的影響；

l 進出通風道的擋板和百葉窗對進風和排風產生阻力，對設備的使用有很大的影響，如窄葉片的百葉窗風阻大于寬葉片的組件；

l 通風管道、濾網、風門和百葉窗等都會產生風阻；

l 高寒氣候條件下機組停用時，自動開關應關閉進出通風口；機組運行時恒溫調節閥應使部分熱氣循環使用，減少冷空氣吸入量；機組起動時進出口開關閥應全部打開；氣溫低于16℃時循環控制閥應全部關閉。

5 最小的水溫控制

l 若柴油機在冷卻水溫低于71℃的情況下長時間運轉，就可能造成水分冷凝沉積到曲軸箱內，并和潤滑油化合形成酸性的油泥；

l 因此，當柴油機的冷卻水溫降到低于規定的工作溫度時，節溫器就限制冷卻水流向散熱器。柴油機性能數據單上列出了裝在柴油機上的節溫器的型式和工作范圍；

l 在非常寒冷季節或低負荷工作時，有時侯可以使用散熱器百葉窗來維持最低的冷卻水溫度，它可以是手動的或自動控制的。由水溫控制的百葉窗通常需要有一個動力源來控制操縱執行結構。熱敏元件可以裝在位于柴油機出水管路中的節溫器前面或其后面，也可以裝在散熱器上水室隔板的下部或散熱器下水室內；

l 當散熱器的上水室溫度達到85℃時，百葉窗就應開始動作，以便讓冷卻氣流流過以前，節溫器先打開，讓冷卻水流過散熱器，以利于溫度的穩定；

l 為了更好地控制最佳水溫，可以采用熱敏元件控制的溫度調節的風扇，既可以帶百葉窗聯合使用，也可以不帶百葉窗單獨使用。這種措施的附加優點就是當風扇不工作時，可以減少柴油機驅動風扇的功率損失，并降低風扇工作的噪音。