柴油機余熱利用加熱器研究

王金廣

（天津市大港油田渤海鉆探第三鉆井公司，天津 300280）

1 簡介

石油鉆機柴油機組循環(huán)預熱節(jié)能裝置是一種能夠只利用一個控制系統(tǒng)和三條管路就能控制三臺柴油機冷卻系統(tǒng)中冷卻液的可換向循環(huán)功能的裝置，利用工作中的柴油機的余熱為沒有啟動的柴油機進行預熱，減少預啟動柴油機的啟動時間，達到降低能耗的目的，同時，也可以在所有車未啟動時為系統(tǒng)加熱（尤其室外溫度低時）縮短柴油機的啟動時間。

2 原理

用管路將三臺發(fā)動機水套的進出水口分別相連，通過換向閥組，組成一個可由人為選擇控制的其中兩臺發(fā)動機間的水路循環(huán)系統(tǒng)，介質在泵的驅動下，驅動一個柴油機冷卻系統(tǒng)中的介質通過加熱器不斷加熱后經由閥組、管匯輸送到另一個柴油機冷卻系統(tǒng)，從而建立起兩個柴油機間的介質循環(huán)系統(tǒng)（圖1）。

圖1 原理圖

3 技術參數(shù)

3.1 加熱器

（1）電壓：380V；

（2）額定功率：36kW；

（3）殼體材質：碳鋼；

（4）尺寸：內筒Φ219×600mm；

（5）進口法蘭規(guī)格：DN25；

（6）出口法蘭規(guī)格：DN25；

（7）溫度傳感器：鉑電阻，分度號“pt100”，共3支（一支為加熱器進口測溫，一支為加熱器出口測溫，一支為加熱管溫度測溫）。

3.2 換向閥組

（1）工作電壓：DC 24V；

（2）介質種類：水+防凍液；

（3）工作環(huán)境溫度：-20～+65℃；

（4）閥體口徑：DN20mm(BSPT3/4”)；

（5）閥體材質：不銹鋼304；

（6）閥體類型：三片式高平臺二通電動球閥（開關型）。

3.3 水泵

（1）功率：1.8kW；

（2）工作電壓：220V；

（3）介質溫度：-20～+60℃；

（4）流量：4～8m3；

（5）揚程：70～110m；

（6）吸程：10～20m；

（7）類型：單向螺桿自吸泵。

3.4 循環(huán)管匯（如表1）

表1

3.5 總成外箱

（1）體積：1100×580×1200；

（2）材質：碳鋼噴漆。

4 安裝（圖2）

圖2 安裝示意圖

（1）安裝在距離發(fā)動機20米以內的范圍，安裝高度與發(fā)動機保持水平；

（2）加熱器本體要安裝在室內（偏房內），干燥通風的環(huán)境中；

（3）主電源：380V；

（4）加熱器外殼、控制柜外殼應可靠接地，加熱器應水平安裝，底座螺母要擰緊使其穩(wěn)固；

（5）所有接頭處要連接牢固；

（6）安裝前需做好柴油機與設備接口處的改造工作；

（7）安裝前檢查箱體外殼是否有破損、裂縫等缺陷；

（8）開門檢查箱內內是否有金屬雜物，并予以清理；

（9）按鈕操作是否靈活，有無卡止現(xiàn)象。

5 使用方法

（1）管道加熱器在使用前應測量電源接入端子與金屬外殼絕緣電阻不得低于2MΩ，使用環(huán)境相對濕度不大于85%。電源線的出、入端應牢固可靠，不得松動。加熱器三相間電阻值是否一致。使用前首先檢查電源線、測溫元件輸出連線是否正確，控制柜元器件、螺母是否松動損壞，如有異常及時擰緊或更換，確認無誤后可通電運行。

（2）具體操作步驟如下：①合上控制電源開關、空氣開關，數(shù)顯溫控儀顯示并顯示所測溫度指示值。②待電源指示燈亮后，然后進行調節(jié)“流向控制開關”。③“流向控制開關”調好后，設定儀表加熱溫度值。④觀察執(zhí)行器指示窗口確認閥已完全達到所需位置，按下“水泵啟動”按鈕，進行循環(huán)。⑤檢查流量、壓力正常且無異常情況即可將“關—加熱——開”旋鈕置于“開”位，此時交流接觸器吸合，加熱器進線端得電，由數(shù)顯控溫表所輸出信號控制加熱器工作。注：初次開機時，可能出現(xiàn)溫度過沖現(xiàn)象，但逐漸趨向恒定范圍之內。⑥改變流向狀態(tài)時應先停止加熱器的運行，將“關—加熱--開”旋鈕置于“關”位，再按下“水泵停止”按鈕，然后可以操作流向控制開關進行流向更改→設定溫度值→按下“水泵啟動”按鈕→加熱器“開”位。注：在每次改變流向控制開關后 ，必須等待15秒鐘，觀察執(zhí)行器指示窗口確認閥已完全達到所需位置，才能啟動水泵運行。

6 結語

本裝置主要作用是將工作中的柴油機產生的多余熱量通過介質循環(huán)的方式加熱冷車，使其在低溫環(huán)境下迅速啟動并達到帶載運行溫度；在低溫環(huán)境下采用電加熱器加熱冷車，使其迅速啟動并達到帶載運行溫度。降低工作車散熱風扇運轉時間的裝置，從而達到節(jié)約能源的目的。