本發(fā)明屬于柴油機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣冷卻器是利用空氣冷卻熱流體的換熱器。管內(nèi)的熱流體通過管壁和翅片與管外空氣進行換熱，所用的空氣由通風機供給。

目前，船用低速柴油機增壓空氣冷卻器都是整體式的，為了達到空氣冷卻的目的，冷卻水量較大，溫度較低，難以回收利用?？諝饬魉偈侵苯記Q定空氣冷卻器性能的重要熱力參數(shù)，流速越高，傳熱系數(shù)越大，壓力損失也越大，這兩個方面從柴油機對空氣冷卻器的性能要求來說是相互矛盾的。在某一深度尺寸條件下，空氣的流速越低則冷卻效率越高，空氣壓力損失越小。

在結(jié)構(gòu)方面，空氣冷卻器主要由管束、支架和風機組成。管束的型材和材質(zhì)對空氣冷卻器的性能影響很大，由于空氣側(cè)的傳熱系數(shù)很小，故常在管外加翅片，以增加傳熱面積和流體速度，減小熱阻。管束包括傳熱管、管箱、側(cè)梁和橫梁等，采用臥式布置來盡可能提高傳熱面積并使空氣均勻分布。翅片管作為空氣冷卻器的核心元件采用分層排列，它作為傳熱管可以擴大傳熱面積，提高傳熱效果。船用低速柴油機增壓空氣溫度在190℃左右，冷卻到36℃時進入氣缸，有較大的熱量可以回收，而主機調(diào)制后空氣溫度更高，但現(xiàn)有空氣冷卻器多是采用整體式的結(jié)構(gòu)配置在柴油機上，冷卻水用量較大，水溫較低，余熱較難利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了柴油機余熱利用裝置系統(tǒng)總體熱效率的提高，更具體的說，利用高溫水作為余熱鍋爐給水和有機工質(zhì)熱源直接影響余熱鍋爐的熱力性能和安全性以及整套裝置的熱經(jīng)濟性，達到提高系統(tǒng)總體熱效率的目的，提供一種柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)。

一種柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)，包括一個空氣冷卻器，該空氣冷卻器的芯殼空間內(nèi)布置兩段式空氣冷卻器芯子作為高溫段和低溫段，高溫段和低溫段分別接冷卻水管；

安裝時只需將其插入兩段式空氣冷卻器芯外殼即可，安裝方便。

當空氣冷卻器高溫段的出口水溫度小于設(shè)定值時，所述系統(tǒng)處于低負荷模式，水包中的循環(huán)水通過循環(huán)泵增壓后全部進入缸套水換熱器，換熱后的循環(huán)水全部進入空氣冷卻器的高溫段，空氣冷卻器高溫段出口循環(huán)水全部經(jīng)管道全部流向鍋爐熱水器，

鍋爐熱水器出口循環(huán)水經(jīng)管道分為兩路，一路通過管道流向鍋爐，另一路經(jīng)管道進入有機工質(zhì)發(fā)電機組蒸發(fā)器換熱回到水包；

當空氣冷卻器高溫段的出口水溫度大于等于設(shè)定值時，當系統(tǒng)處于高負荷模式，水包中的循環(huán)水通過循環(huán)泵增壓后全部進入缸套水換熱器，換熱后的循環(huán)水分為兩路，一路進入空氣冷卻器換熱，另一路經(jīng)管道流向鍋爐熱水器，經(jīng)過高低壓汽包之后多余的循環(huán)水通過減壓閥與鍋爐熱水器出口水混合，進入有機工質(zhì)機組換熱后回到水包；

空冷器的低溫段由進水總管進水，經(jīng)過換熱后，熱水經(jīng)管道至回水總管。

優(yōu)選的，位于空氣冷卻器高溫段進口的第二電磁三通閥比位于位于空氣冷卻器高溫段出口的第三電磁三通閥先動作，

當空氣冷卻器入口循環(huán)水斷流時，先切換第三電磁三通閥，后切換第二電磁三通閥，

在應(yīng)急回路中，第二電磁三通閥和第三電磁三通閥同時動作。

本發(fā)明的有益效果是，空氣冷卻器的低溫段可以保證柴油機自身的掃氣溫度足夠低，來保證柴油機正常的運行，高溫段的熱量可以更好的給鍋爐給水余熱，減少熱損失，提高能量的利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)處于高負荷狀態(tài)示意圖。

圖2是本發(fā)明柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)處于低負荷狀態(tài)示意圖。

圖3是本發(fā)明柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)中空氣冷卻器實施例圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明將柴油機增壓空氣冷卻器重新設(shè)計為高溫和低溫兩段式空氣冷卻器，空氣冷卻器的高溫段用于鍋爐給水預(yù)熱,多余熱水則向系統(tǒng)外供給。根據(jù)柴油機增壓空氣參數(shù)，主柴油機穩(wěn)定運行要求，利用傳熱學和流體力學方法，計算、校核增壓空氣冷卻器高溫換熱器和低溫換熱器的換熱面積、管型、冷卻水和空氣的流動形式及高、低溫冷卻水流量，使高、低溫冷卻水及空氣出口溫度均滿足船舶能量的梯級利用及主柴油機進氣溫度要求。分析使用條件和運行負荷關(guān)系，確定經(jīng)濟的高低溫段換熱器設(shè)計所需的熱工參數(shù)，并通過建立換熱器傳熱和阻力優(yōu)化的數(shù)學模型，得到熱交換器設(shè)計的管束換熱及阻力壓降，開展結(jié)構(gòu)設(shè)計；同時進行管路特性、所需冷卻水流量計算和水泵的選擇、配置和控制技術(shù)研究。

請參閱圖1，圖1是本發(fā)明柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)處于高負荷狀態(tài)示意圖，如圖所示，當空氣冷卻器高溫段的出口水溫度小于設(shè)定值時，所述系統(tǒng)處于低負荷模式，水包1中的循環(huán)水通過循環(huán)泵2增壓后全部進入缸套水換熱器3，換熱后的循環(huán)水全部進入空氣冷卻器的高溫段4，空氣冷卻器高溫段出口循環(huán)水全部經(jīng)管道全部流向鍋爐熱水器5，鍋爐熱水器5出口循環(huán)水經(jīng)管道分為兩路，一路通過管道流向低壓汽包6和高壓汽包7，另一路經(jīng)管道進入有機工質(zhì)發(fā)電機組蒸發(fā)器8換熱回到水包1。

圖2是本發(fā)明柴油機增壓空氣冷卻系統(tǒng)處于低負荷狀態(tài)示意圖，如圖所示，當空氣冷卻器高溫段的出口水溫度大于等于設(shè)定值時，當系統(tǒng)處于高負荷模式，水包1中的循環(huán)水通過循環(huán)泵2增壓后全部進入缸套水換熱器3，換熱后的循環(huán)水分為兩路，一路進入空氣冷卻器換熱，另一路經(jīng)管道流向鍋爐熱水器，經(jīng)過高低壓汽包7之后多余的循環(huán)水通過減壓閥與鍋爐熱水器出口水混合，進入有機工質(zhì)機組換熱后回到水包；

空冷器的低溫段9由進水總管進水，經(jīng)過換熱后，熱水經(jīng)管道至回水總管。

如圖3所示的兩段式空氣冷卻器為例，對本發(fā)明結(jié)構(gòu)和原理作進一步的說明。

柴油機余熱利用裝置的循環(huán)泵啟動后，電磁三通閥T0002和電磁三通閥T0003都應(yīng)處于關(guān)狀態(tài)。當循環(huán)水經(jīng)過缸套水換熱器后，通過電磁三通閥T0001，電磁三通閥T0001處于全開位置，循環(huán)水全部經(jīng)管道進入空氣冷卻器高溫段，電磁三通閥T0002先動作，電磁三通閥T0003后動作，電磁三通閥T0002先動作，電磁三通閥T0003后動作。當空氣冷卻器入口循環(huán)水斷流時，先切換電磁三通閥T0003，后切換電磁三通閥T0002，注意閥的切換順序，不讓冷卻水進入余熱利用裝置系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)。需要說明的是當回路處于應(yīng)急回路時，電磁三通閥T0002和電磁三通閥T0003都應(yīng)處于開狀態(tài)時，電磁三通閥T0003先動作，電磁三通閥T0002后動作。電磁三通閥T0003關(guān)延時時間為空氣冷卻器清洗時間，二者應(yīng)當保持一致。