MZD—1200—250C移動制氮車組散熱系統(tǒng)改造及應(yīng)用

楊湖濱

摘要：本文針對MZD-1200-250C移動制氮車組在夏季高溫環(huán)境下發(fā)動機(jī)散熱效果差，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)停機(jī)進(jìn)行研究攻關(guān)，改造散熱系統(tǒng)，消除高溫環(huán)境影響，保障運(yùn)行時(shí)率，提高注氮量。

關(guān)鍵詞：散熱；改造；應(yīng)用

1存在問題及分析：MZD-1200-250C移動制氮車組為野外移動工作制氮，夏天車組室內(nèi)環(huán)境溫度最高50℃左右，2012年卡特C18發(fā)動機(jī)水溫顯示值超出正常值（87-98℃），達(dá)到報(bào)警值（117℃），由于C18發(fā)動機(jī)散熱方式為內(nèi)吸式，散熱熱氣流經(jīng)過C18發(fā)動機(jī)、空壓機(jī)，引起電器元件損壞、風(fēng)扇皮帶、小發(fā)電機(jī)皮帶老化等散熱系統(tǒng)引發(fā)的故障21次。夏季注氮時(shí)間5-9月需避開高溫11：00-15：00點(diǎn)，使注氮運(yùn)行時(shí)率降低，影響注氮連續(xù)工作，造成注氮正點(diǎn)率降低。并且啟停機(jī)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1設(shè)計(jì)思路

1、MZD-1200-250C移動車組內(nèi)空間狹小，水箱散熱器、渦輪散熱器、空壓機(jī)機(jī)油散熱器和空壓機(jī)空氣散熱器呈重疊式線型排列，已經(jīng)沒有空間安裝新的散熱裝置。

2、制氮撬體頂部開窗，由于設(shè)備的散熱器方式為內(nèi)吸式，熱風(fēng)從兩側(cè)吹來，車頂天窗散熱效果差。

3、由于空間有限，只能在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上將散熱器的扇葉進(jìn)行改造，排熱方式由內(nèi)吸改成外排，起到降溫效果。但是存在散熱器為重疊式，散熱風(fēng)阻大，故降溫效果不明顯。

4、現(xiàn)場空壓機(jī)的空氣散熱器安裝在其他散熱器前部，為了減小散熱風(fēng)阻，把空壓機(jī)的空氣散熱器安裝在側(cè)面，加一電動風(fēng)扇對其散熱，這樣把散熱器由重疊式改為單排線性散熱方式，減小了散熱風(fēng)阻，消除集中散熱，改善了散熱效果。

5、由于風(fēng)扇為外排式，撬和駕駛室之間沒有擋板，使氣流產(chǎn)生回流，散熱效果差。在撬和駕駛室之間加裝導(dǎo)流板，頂部開窗，使熱空氣向上流動，消除熱空氣回流，增強(qiáng)散熱效果。

2.2改造方案

1、改造扇葉，將散熱方式由內(nèi)吸改外排

原來的風(fēng)扇散熱方向?yàn)閮?nèi)吸式，吸入的熱風(fēng)經(jīng)過發(fā)動機(jī)和空壓機(jī)，設(shè)備零部件運(yùn)行環(huán)境溫度高，易造成設(shè)備和零配件損害。將風(fēng)扇的扇葉進(jìn)行改造，散熱方向由內(nèi)吸改成外排，降低設(shè)備溫度。本方案可以采用但仍需改進(jìn)。

2、改變散熱器位置，將重疊式散熱方式改造成線性散熱方式

現(xiàn)場是由四組散熱器呈重疊式線型排列，散熱器集中散熱，導(dǎo)致散熱效果差，將空壓機(jī)散熱器由前方改到側(cè)面，增加空氣流通性，消除集中散熱，減小風(fēng)阻，降低溫度。

3、增加導(dǎo)流板，撬頂部開窗，消除回流

散熱器在工作時(shí)，由于撬和駕駛室之間沒有擋板，排出的熱空氣形成回流又重新對散熱器進(jìn)行散熱，因此散熱器降溫效果不明顯。在撬和駕駛室之間加裝長2.4米，寬1米，高2.5米的立體導(dǎo)流罩，內(nèi)裝角度為45°的不銹鋼導(dǎo)流通道，頂部開活動安全窗，工作時(shí)打開，停運(yùn)時(shí)關(guān)閉，消除回流，降低溫度。所需材料費(fèi)共19700元。

改造前后工藝圖

1：C18渦輪增壓散熱器

2：C18水箱

3：空壓機(jī)機(jī)油散熱器

4： 空壓機(jī)出口空氣散熱器

5：空壓機(jī)

3現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

在室外溫度37攝氏度的情況下試運(yùn)行，散熱器工作良好，C18發(fā)動機(jī)水溫控制在87℃-98℃之間，C18發(fā)動機(jī)、空壓機(jī)零配件無故障，運(yùn)行正常，通過試運(yùn)表明散熱改造完全能在夏季高溫情況下滿足設(shè)備正常運(yùn)

4效益計(jì)算

不可計(jì)算效益：

①、發(fā)動機(jī)由于溫度高損壞造成的損失

②、空壓機(jī)及相關(guān)零配件損壞造成的損失。

可計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益：

注氮量增加，由2012年349.5138萬方到2013年的500.9267萬方，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益=（5009267-3495138）*1.85元/方-19700元（改造費(fèi)用）=2801138.65元-19700元=2781438.65元

5小結(jié)

本次散熱系統(tǒng)改造有效解決了發(fā)動機(jī)溫度高的生產(chǎn)難題，提高了移動車組在夏季運(yùn)行時(shí)率，提高了注氮量，保證了注氮的連續(xù)性。