Radiador remoto do biogás de MTU 20V4000FB para refrigerar do central elétrica do CHP
Quando as pessoas se referem a umRadiador remoto de biogás MTU 20V4000FB, eles geralmente estão falando sobre um pacote de resfriamento remoto projetado para oSérie mtu 4000 20-plataforma de grupo gerador de biogás de cilindro. Na atual literatura de biogás de 60 Hz publicada pela MTU, as versões de 20 cilindros são listadas comomtu 20V4000 GS L32FBemtu 20V4000 GS L64FB, e essas classificações publicadas são o ponto de partida certo para dimensionamento de radiadores, seleção de ventiladores, separação de circuitos e estratégia de controle.
Para usinas de biogás, um radiador remoto costuma ser uma escolha prática porque afasta o equipamento de rejeição de calor da casa de máquinas, reduz o acúmulo de calor interno, simplifica o projeto de ventilação e dá ao EPC mais liberdade no layout. Isso é importante em digestores agrícolas, estações de tratamento de águas residuais e instalações de{1}}gás de aterro sanitário, onde a sala do gerador geralmente é compacta e o sistema de resfriamento precisa funcionar de maneira confiável em ambientes externos sujos. A MTU posiciona a linha de biogás Série 4000 especificamente para esses tipos de aplicações, com a família de produtos abrangendo a geração de energia a biogás para fazendas, estações de tratamento de esgoto e águas residuais e operadores de aterros sanitários.
Do lado do motor, a plataforma de biogás Série 4000 de 20 cilindros é umaMotor V 90 grauscom20 cilindros, Furo de 170 mm, Curso de 210 mm, 4,77 litros de deslocamento por cilindro, sobre95,4 litros de deslocamento total, e umvelocidade nominal de 1500 rpm. Os desenhos atuais da MTU também mostram a pegada do grupo gerador 20V4000 embalado em aproximadamente7250 × 2000 × 2600 mm, o que é útil ao planejar o roteamento da tubulação do radiador, o cabeçote da bomba e a separação do corredor de cabos entre o conjunto do motor e o banco do resfriador externo.
O ponto mais importante para a engenharia de radiadores não é apenas a potência do motor, masquanto calor deve realmente ser rejeitado pelos circuitos de resfriamento. Para o publicado20V4000GS L32FBclassificações de biogás a 60 Hz, a MTU lista cerca de1932–1934 kWe saída elétrica, Saída térmica de 745–797 kW do resfriamento do motor, e373–425 kW de calor-de baixa temperatura. Para o20V4000GS L64FBclassificação de biogás, MTU lista sobreSaída elétrica de 2521 kWe, 1538 kW de potência térmica proveniente do arrefecimento do motor, e128 kW de calor-de baixa temperatura. Se um radiador remoto for projetado para rejeitar tanto a carga de resfriamento-do motor principal quanto o circuito-de baixa temperatura, a base de funcionamento do radiador será, portanto, aproximadamente1.118–1.222 kWpara as variantes 20V4000 L32FB e cerca de1.666 kWpara a variante 20V4000 L64FB. Esses totais são inferências de engenharia obtidas pela combinação dos valores publicados de-resfriamento de motor e calor-de baixa temperatura da MTU; eles não são uma classificação oficial separada do radiador MTU.
Esta distinção é importante porque as centrais de cogeração não rejeitam todas o calor da mesma forma. Alguns projetos recuperam parte do calor da água-da camisa em um circuito de água-quente, alguns priorizam o resfriamento a seco-sem sala-do motor e alguns recuperam o calor de exaustão com um módulo de recuperação de calor dedicado, enviando apenas circuitos de líquido HT/LT para o resfriador remoto. As próprias fichas de dados de biogás da MTU observam explicitamente quediferentes temperaturas de fluxo e retorno, arranjos de resfriamento a quente, número de metano e condições de instalação são específicos-do projeto, o que significa que a seleção final do radiador deve corresponder à tarefa exata do local, em vez de ser copiada de um folheto genérico do motor.
Por esse motivo, um radiador remoto MTU 20V4000FB bem{0}projetado geralmente é configurado como umradiador HT/LT de circuito-duploou umrefrigerador montado único com bobinas e coletores separados. A seção de-alta temperatura lida com a carga de água da camisa do motor-principal, enquanto a seção de baixa-temperatura lida com o ar de admissão-ou o resfriamento auxiliar de baixa-temperatura, dependendo do design do conjunto. Na prática, isso significa selecionar a superfície da bobina, as fileiras de tubos, o passo das aletas, a quantidade de ventiladores e a potência do motor em torno de três variáveis reais do projeto:temperatura ambiente de projeto, temperatura de saída do líquido refrigerante necessária, equeda de pressão permitida. Em locais de biogás, os projetistas também precisam considerar a atmosfera corrosiva, o risco de incrustações e a variação sazonal de carga, porque o sub{1}}dimensionamento do radiador causa redução de potência no verão, enquanto o controle excessivamente-agressivo do ventilador desperdiça energia parasita no inverno.
Para a plataforma de biogás MTU Série 4000, o radiador remoto também deve ser tratado como parte da filosofia de controle da planta, e não apenas como um trocador de calor passivo. A MTU destaca a medição eletrônica de gás, o controle automático de detonação e a arquitetura de controle integrada no pacote de biogás da Série 4000, portanto, o sistema de resfriamento precisa de controle de temperatura estável para suportar margem de detonação, estabilidade de combustão e disponibilidade de-carga total. Em termos reais, isso significa usarControle de ventilador VFD ou EC, lógica de ventilador escalonada, bombas de circulação dimensionadas adequadamente e uma sequência de controle que mantém as temperaturas do líquido refrigerante estáveis durante mudanças de carga, em vez de permitir grandes oscilações térmicas.
Um pacote de radiador forte para esta classe de motor geralmente é construído em torno debobinas com aletas-para serviços pesados, aço estrutural galvanizado ou pintado, motores-protegidos contra intempéries, protetores de ventilador-de fácil manutenção e coletores dimensionados para baixa velocidade e distribuição uniforme de fluxo. Em ambientes de biogás mais severos, aletas com revestimento-de epóxi, fixadores-protegidos contra corrosão e espaçamento conservador das aletas costumam ser escolhas melhores do que buscar a compactação máxima. O objetivo não é apenas o pico de rejeição de calor no primeiro dia, mas também um desempenho estável após anos de poeira, umidade e exposição externa.
Outra razão pela qual a plataforma de biogás MTU 20V4000 é uma aplicação séria em radiadores é a densidade de potência do motor. A MTU comercializa a família de biogás Série 4000 como uma faixa de alta-densidade de potência para serviço contínuo de biogás, com saída de 20 cilindros até aproximadamente2520 kWe a 60 Hz, eficiência elétrica ao redor42.6%, e eficiência total se aproximando89.7%na configuração L64FB publicada. A MTU também afirma que a linha de biogás Série 4000 foi projetada para longa vida útil, citando84.000 horas de operação entre revisõespara a família de plataformas. Para os fornecedores de radiadores, isso significa que o pacote de resfriamento deve ser projetado como uma infraestrutura-de longa vida, e não como um acessório industrial leve.
Em termos de projeto, o melhor título do artigo não é simplesmente “radiador para motor MTU”, masresfriamento remoto a seco para um pacote CHP de biogás de alta-saída. O radiador precisa proteger a saída elétrica, preservar a confiabilidade do motor e manter a estabilidade térmica sob mudanças na qualidade do metano, nas condições ambientais e na estratégia de recuperação-de calor da planta. Quando combinado corretamente com o equilíbrio térmico oficial do biogás 20V4000, o radiador remoto se torna uma parte crítica da eficiência geral da planta, do tempo de atividade e da economia do ciclo de vida, em vez de apenas um resfriador auxiliar.
