الدافع وراء المياه المبردة المحركات

نبذة عن الكاتب: بيتر Svartsjö هو مدير حساب لشركة ABB LV IEC موتورز ، ودعم العملاء البحرية. لديه ما يقرب من 26 عامًا من الخبرة في المبيعات والتسويق مع ABB. بيتر حاصل على بكالوريوس في الإدارة الصناعية من كلية الفنون التطبيقية السويدية في فاسا.

يمكن العثور على مختلف المواقع التي توجد بها محركات مبردة بالماء على متن سفينة. الصورة: ABB

Previous Next

يناقش Peter Svartsjö من ABB فوائد المحركات المبردة بالماء للتطبيقات البحرية التي تتطلب مستويات طاقة ميجاوات ، بما في ذلك توفير المساحة وزيادة كفاءة الطاقة وتقليل احتياجات الصيانة.

تعمل المحركات الكهربائية في العديد من الوظائف الرئيسية على متن السفن البحرية - بدءًا من عمليات الدفع والدفع إلى معدات مناولة السطح مثل الروافع والمراسي والمضخات. وهذا يجعلها مهمة للغاية لأصحاب السفن ومشغليها ، حيث يمكن أن يكون لموثوقيتها وأدائها تأثير مباشر على حسن سير السفينة بأكملها.

مياه التبريد والطريق إلى الأمام
تعد المحركات التي يتم تبريدها بالهواء هي الخيار التقليدي ، مما يعني أنها تحتاج إلى تدوير هواء تبريد حول أضلاع التبريد الخاصة بإطار المحرك. ومع ذلك ، نظرًا لأن المحركات البحرية غالبًا ما يتم تثبيتها في البيئات المتسخة والغبار ، فإن المساحات الواقعة بين الأضلاع يمكن أن تسد بالحطام ، مما يقلل من كفاءة التبريد.

بدون عمليات التنظيف المنتظمة ، يبدأ المحرك في التشغيل عند درجات حرارة أعلى بشكل متزايد. يؤدي ارتفاع معدل التآكل على المكونات الحيوية مثل المحامل واللفات. هذا يستدعي صيانة إضافية وفي أسوأ الحالات سيقلل من عمر المحرك ، مما يؤدي إلى فشل مبكر غير مخطط له.

في المقابل ، لا يؤدي التبديل إلى المحركات المبردة بالماء والتي لا تتطلب أنظمة تهوية خارجية إلى تقليل التكاليف الرأسمالية فحسب ، بل إنه يمكّن أيضًا من ترك مساحة أصغر للتركيب - على متن سفينة يمكنها توفير مساحة مفيدة للمعدات الأخرى أو شحنات أكثر. هناك أيضًا فائدة إضافية حيث يمكن غلق المحرك المبرد بالماء بإحكام ضد دخول الغبار أو الملوثات الأخرى ، مما يجعله مثالياً للتركيب في الظروف الصعبة المحملة بالأوساخ. بعض الاعتبارات الإضافية لمحرك تبريد المياه:

مثال للمحرك المبرد بالماء المقدم من شركة ABB. الصورة: ABB  المياه النظيفة المطلوبة: تتطلب طريقة التبريد للمحركات التي يتم تبريدها بالماء توفيرًا ثابتًا لمياه الصنبور النظيفة ، إلى جانب وحدة تبريد ومضخة ونظام أنابيب لتشغيل دائرة تبريد الماء المغلق لتبريد المحرك الإطار والأجزاء النشطة. نظرًا لأن المحرك مستقل عن جودة الهواء المحيط ، فإنه قادر على تقديم عملية ثابتة ويمكن التنبؤ بها وخالية من المشاكل على مدار فترة زمنية طويلة. يؤدي عدم وجود أضلاع تبريد الإطار إلى بنية خارجية سلسة نسبيًا ، مما يتيح جودة أعلى لطلاء المحركات ، ويقلل بدرجة كبيرة من تراكم الغبار مقارنةً بالتصميم الذي يتم تبريده بالهواء. وإذا تراكم الغبار ، فإنه لا يمكن أن يضر بأداء تبريد المحرك أو استيعابه في أجزائه الداخلية.

costs تكاليف دورة الحياة المُحسّنة: في نفس التطبيقات البحرية ، سيكون للمحرك الذي يتم تبريده بالماء تكلفة دورة حياة مُحسَّنة عمومًا مقابل محرك مُبرَّد بالهواء. ينتج هذا أساسًا عن فترات زمنية أطول بين الخدمة وعمر خدمة أطول ، ويرجع ذلك أساسًا إلى حماية المحامل واللفات من الانهاك الذي يمكن أن يحدث في حالة تعرض أداء نظام تبريد الهواء للخطر - كما يحدث عندما يتراكم الغبار.

operation تشغيل أكثر هدوءًا: في بعض التطبيقات البحرية ، وخاصة عندما يتم إرساء السفينة ، قد تكون مستويات الضوضاء مشكلة ، لا سيما عندما تعمل عدة محركات في نفس الموقع. في المحرك الذي يتم تبريده بالهواء يتم إنتاج معظم الضوضاء بواسطة المروحة. هذا يعني أن المحرك الذي يتم تبريده بالماء بدون مروحة سيكون أكثر هدوءًا.

 توفير الفضاء: هناك منشآت يمكن أن تكون فيها المساحة أعلى من قيمتها الحقيقية ، لا سيما في غرف المحركات أو غيرها من تطبيقات الطوابق السفلية. تتميز المحركات المبردة بالماء بكثافة عالية للطاقة (من حيث إنتاج كيلووات لكل وحدة وزن أو حجم). لذلك ، يمكن للمحرك الذي يتم تبريده بالماء أن يوفر القدرة على توفير نفس ناتج المحرك المكافئ الذي يتم تبريده بالهواء ضمن مساحة أصغر بكثير. في بعض الحالات ، يمكن أن يكون هناك مزيد من الكفاءات وإمكانيات توفير المساحة حيث يمكن أيضًا استخدام نظام تبريد المياه مع معدات أخرى مبردة بالماء ، مثل محركات الأقراص ذات السرعة المتغيرة (VSDs) ، والتي تتطلب خلاف ذلك تزويدها بمياه التبريد.

تطبيقات جديدة تدفع تصاميم أعلى السلطة
استخدام المحركات الكهربائية المبردة بالماء ليس بالأمر الجديد في حد ذاته. لقد تم نشرها في الصناعة البحرية منذ أكثر من 50 عامًا في تطبيقات خاصة حيث المساحة شحيحة والبيئة معادية من حيث الغبار والأوساخ والرطوبة.

ومع ذلك ، مع ظهور سفن أكبر جديدة ، كان هناك طلب على القوى المحركة الأعلى. ومع ذلك تظل نفس القيود المفروضة على الفضاء ومتطلبات التشغيل الآمن والموثوق. هذا هو السبب في أن الصناعة البحرية كان لها دور أساسي في دفع عجلة تطوير المحركات من فئة ميجاوات ذات الكثافة العالية للطاقة.

محرك ABB الجديد ميجاوات
تتصدر M3LP 500 الجديدة والمبردة بالمياه ، والتي تعد أكبر محرك للسترات المنخفضة الجهد (LV) المبرد بالماء ، حتى الآن في هذا التطور. في حجم 500 إطار ، يتوفر بإخراج يصل إلى 2 ميجاوات ، مما يلبي الطلب العالمي المتزايد على طاقة أعلى مع تقليل بصمة التثبيت إلى الحد الأدنى بفضل كثافة الطاقة المثلى.

بالإضافة إلى توفير طاقة أكبر للكيلوغرام الواحد مقارنة بمحرك تبريد مماثل ، فإن M3LP 500 أصغر بنحو 20 بالمائة أيضًا.
تبلغ درجة حرارة الوسائط M3LP 500 38 درجة مئوية / 100 درجة فهرنهايت وتدفق وسائط التبريد يبلغ 15 gpm. نظام التبريد الداخلي الخاص به متوافق مع معظم دوائر التبريد البحرية. لذلك ، ليست هناك حاجة إلى عمل تكييف خاص أو غير ذلك من أعمال التكوين المستهلكة للوقت قبل نشر المحرك.
يوفر المحرك الجديد فترات صيانة مطولة حيث تم تصميمه خصيصًا لتقليل احتياجات الصيانة للأجزاء النشطة الرئيسية. على وجه الخصوص ، يتم الاحتفاظ المحامل الحساسة للارتداء في جميع الأوقات. هذا يحسن الموثوقية ، ويمتد فترات الخدمة ، ويزيد من عمر المحامل. استخدام المكونات الموحدة ، بما في ذلك المحامل ، يجعل عملية الاستبدال سريعة وسهلة.

من السهل تفكيك وتجميع واقيات نهاية المحرك ، مما يبسط عملية الصيانة مع تقليل وقت التعطل. تمنع أختام المتاهة تسرب الرطوبة أو الغبار أو الجزيئات وتقلل من تآكل المكونات النشطة للمحرك.

محرك M3LP في بداية رحلة منتجاته. ومع ذلك ، فإن المؤشرات تدل على أنه يفتح عددًا من التطبيقات الجديدة المثيرة للاهتمام. وتشمل هذه السفن المختلطة وكذلك للوظائف المتخصصة مثل قيادة مضخات المياه النفاثة على الحفارات.