柴油機(jī)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(jī)柴油機(jī)組循環(huán)預(yù)熱節(jié)能裝置是一種能夠只利用一個(gè)控制系統(tǒng)和三條管路就能控制三臺(tái)柴油機(jī)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(jī)的余熱為沒有啟動(dòng)的柴油機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，減少預(yù)啟動(dòng)柴油機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，達(dá)到降低能耗的目的，同時(shí)，也可以在所有車未啟動(dòng)時(shí)為系統(tǒng)加熱（尤其室外溫度低時(shí)）縮短柴油機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。

2 原理

用管路將三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)水套的進(jìn)出水口分別相連，通過換向閥組，組成一個(gè)可由人為選擇控制的其中兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)間的水路循環(huán)系統(tǒng)，介質(zhì)在泵的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)一個(gè)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)中的介質(zhì)通過加熱器不斷加熱后經(jīng)由閥組、管匯輸送到另一個(gè)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)，從而建立起兩個(gè)柴油機(jī)間的介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)（圖1）。

圖1 原理圖

3 技術(shù)參數(shù)

3.1 加熱器

（1）電壓：380V；

（2）額定功率：36kW；

（3）殼體材質(zhì)：碳鋼；

（4）尺寸：內(nèi)筒Φ219×600mm；

（5）進(jìn)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(hào)“pt100”，共3支（一支為加熱器進(jìn)口測(cè)溫，一支為加熱器出口測(cè)溫，一支為加熱管溫度測(cè)溫）。

3.2 換向閥組

（1）工作電壓：DC 24V；

（2）介質(zhì)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(zhì)：不銹鋼304；

（6）閥體類型：三片式高平臺(tái)二通電動(dòng)球閥（開關(guān)型）。

3.3 水泵

（1）功率：1.8kW；

（2）工作電壓：220V；

（3）介質(zhì)溫度：-20～+60℃；

（4）流量：4～8m3；

（5）揚(yáng)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(zhì)：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(dòng)機(jī)20米以內(nèi)的范圍，安裝高度與發(fā)動(dòng)機(jī)保持水平；

（2）加熱器本體要安裝在室內(nèi)（偏房內(nèi)），干燥通風(fēng)的環(huán)境中；

（3）主電源：380V；

（4）加熱器外殼、控制柜外殼應(yīng)可靠接地，加熱器應(yīng)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(jī)與設(shè)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(nèi)內(nèi)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(yīng)測(cè)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(duì)濕度不大于85%。電源線的出、入端應(yīng)牢固可靠，不得松動(dòng)。加熱器三相間電阻值是否一致。使用前首先檢查電源線、測(cè)溫元件輸出連線是否正確，控制柜元器件、螺母是否松動(dòng)損壞，如有異常及時(shí)擰緊或更換，確認(rèn)無誤后可通電運(yùn)行。

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

6 結(jié)語

本裝置主要作用是將工作中的柴油機(jī)產(chǎn)生的多余熱量通過介質(zhì)循環(huán)的方式加熱冷車，使其在低溫環(huán)境下迅速啟動(dòng)并達(dá)到帶載運(yùn)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(dòng)并達(dá)到帶載運(yùn)行溫度。降低工作車散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的裝置，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。