کولر ترانسفورماتور دریایی برای شرایط عملیاتی کشتی و پایدار مناسب است

منطق کاربرد اصلی کولرهای ترانسفورماتور دریایی این است که به سرعت گرمای تولید شده از تلفات هسته و سیم پیچ در حین کار ترانسفورماتورهای دریایی را از طریق یک روش خنک کننده معقول، کنترل و دمای سیم پیچ ترانسفورماتور را در محدوده ایمن کنترل کرده و از پیری عایق، تخریب عملکرد یا حتی خرابی تجهیزات به دلیل دماهای بالا جلوگیری می کند. طبق قانون شش درجه عمر عایق، وقتی دمای سیم پیچ ترانسفورماتور در محدوده 80-140 درجه باشد، سرعت پیری عایق دو برابر می شود و به ازای هر 6 درجه افزایش دما، طول عمر به نصف کاهش می یابد. این اصل در کاربردهای دریایی بسیار مهم‌تر است{10}فضای محدود و شرایط اتلاف حرارت محدود در کشتی، به‌ویژه در فصول گرم، منجر به افزایش دمای موتورخانه و بار تجهیزات می‌شود. عملکرد ناکافی کولر به راحتی می تواند باعث گرم شدن بیش از حد ترانسفورماتور شود و بر منبع تغذیه کشتی تأثیر بگذارد و حتی باعث ایجاد موقعیت های خطرناک مانند خاموش شدن خودکار موتور شود. بنابراین، سازگاری و کارایی کولر الزامات اصلی برای کاربردهای دریایی است. با ترکیب ویژگی‌های شرایط عملیاتی کشتی و نیازهای برق ترانسفورماتور، خنک‌کننده‌های اصلی ترانسفورماتور دریایی در حال حاضر به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام سناریوهای کاربردی واضح و مزایای سازگاری دارند. در عین حال، مشخصات انتخاب و نگهداری مربوطه باید رعایت شود تا از عملکرد پایدار طولانی مدت اطمینان حاصل شود.

خنک کننده های نفتی-هوای غوطه ور- (ONAF) پرکاربردترین نوع در کشتی های غیرنظامی هستند، مناسب برای ترانسفورماتورهای دریایی کوچک تا متوسط- (معمولاً با توان 100 کیلو ولت آمپر تا 1000 کیلو ولت آمپر)، مانند ترانسفورماتورهای کمکی و ترانسفورماتورهای روشنایی، ترانسفورماتورهای روشنایی در کشتی های مسافربری. اصل کار آنها مبتنی بر ترکیبی از-خنک کننده خود غوطه ور-روغنی و خنک کننده هوای اجباری است. هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور در روغن ترانسفورماتور غوطه ور شده و گرما از طریق همرفت طبیعی به کولر منتقل می شود. جریان هوای اجباری از یک فن باعث تسریع تبادل حرارت و دفع گرما می شود. در مقایسه با خنک کننده{11}}خود غوطه ور{12}}روغن خالص، راندمان اتلاف گرما بیش از 30% بهبود یافته است. آنها همچنین جمع و جور، مقرون به صرفه، و نگهداری آسان، سازگار با شرایط عملیاتی پایدار و دما و رطوبت معمولی در طول ناوبری عادی کشتی هستند. این خنک‌کننده‌ها معمولاً دارای پوشش‌های ضد خوردگی برای مقاومت در برابر خوردگی اسپری نمک در محیط‌های دریایی هستند و به ساختارهای ضربه‌گیر{18} برای کاهش تأثیر تلاطم کشتی بر تجهیزات مجهز هستند. آنها به طور گسترده ای در ترانسفورماتورهای کابین در کشتی های باری معمولی و ترانسفورماتورهای برق خانگی در کشتی های مسافربری استفاده می شوند و نیازهای اتلاف گرما تامین برق روزانه در کشتی ها را برآورده می کنند. از نظر تعمیر و نگهداری، رادیاتور باید به طور مرتب تمیز شود و وضعیت عملکرد فن باید بررسی شود تا از گرفتگی کانال های دفع گرما از گرد و غبار، تورهای ماهیگیری، گل و ماسه جلوگیری شود و از راندمان اتلاف حرارت پایدار اطمینان حاصل شود.

خنک‌کننده‌های خنک‌شونده{0}روغن غوطه‌ور در آب- (ONWF) نوع ترجیحی برای کشتی‌های متوسط ​​و بزرگ و شرایط عملیاتی{2}}در دمای بالا هستند. آنها برای ترانسفورماتورهای بزرگ دریایی با قدرت 1000 کیلو ولت آمپر یا بیشتر، مانند ترانسفورماتورهای اصلی در کشتی‌های باربری اقیانوس، حامل‌های LNG، کشتی‌های کروز بزرگ و ترانسفورماتورهای محرک الکتریکی با ولتاژ بالا مناسب هستند. اصل کار آنها مبتنی بر خنک کردن-هوای غوطه‌ور-روغنی، با افزودن سیستم لوله‌کشی{10}}خنک‌شده با آب است. پس از جذب گرما، روغن ترانسفورماتور از طریق لوله‌کشی به مبدل حرارتی خنک‌شده با آب می‌چرخد، جایی که تبادل گرما کارآمد با آب خنک‌کننده انجام می‌شود. سپس روغن خنک شده به ترانسفورماتور بازگردانده می شود. این کار راندمان اتلاف گرما را بیش از 50 درصد در مقایسه با خنک‌کننده{16}}هوای غوطه‌ور شده در روغن{17}} بهبود می‌بخشد و به طور مؤثری تلفات بالا و نیازهای تولید گرمای زیاد ترانسفورماتورهای بزرگ را برطرف می‌کند. همچنین برای دمای بالا{19}}محیط بسته موتورخانه کشتی مناسب است. با توجه به ماهیت خورنده محیط دریایی، لوله‌کشی آب سرد این خنک‌کننده‌ها اغلب از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضد زنگ 316 لیتر و آلیاژهای تیتانیوم استفاده می‌کند یا تحت درمان‌های حفاظتی خاصی مانند پوشش‌های سرامیکی و پوشش‌های گرافن قرار می‌گیرد. برخی از محصولات از ساختار ورق لوله‌ای دوتایی برای جلوگیری از اختلاط و نشت روغن{26}}استفاده می‌کنند و همچنین مجهز به دستگاه هشدار نشت برای افزایش ایمنی عملیاتی هستند. برای مثال، یک حامل LNG با بهینه‌سازی مقدار pH آب خنک‌کننده خود، طول عمر خنک‌کننده-غوطه‌ور در آب{29}}خود را به بیش از 8 سال افزایش داد و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به‌طور چشمگیری کاهش داد.

خنک‌کننده‌های{0}از نوع هوای خشک-خنک‌شونده (AN) عمدتاً برای کشتی‌های کوچک، کشتی‌های با هدف خاص، و سناریوهایی با الزامات حفاظت در برابر آتش بالا، مانند قایق‌های کوچک، کشتی‌های اجرای قانون فراساحلی، و ترانسفورماتورهای کوچک در کابینت‌های کنترل کشتی مناسب هستند. توان مناسب آنها معمولاً زیر 100 کیلو ولت آمپر است. ویژگی اصلی آنها حذف روغن ترانسفورماتور، استفاده از همرفت هوای اجباری برای خنک کردن است. هسته و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور با رزین اپوکسی محصور شده‌اند که مزایایی مانند مقاومت در برابر آتش، خواص ضد انفجار-و آلودگی صفر را ارائه می‌دهند. آنها همچنین ساختار بسیار فشرده ای دارند که فضای کمی را اشغال می کنند و آنها را برای محیط نصب محدود کشتی ها مناسب می کند و هزینه های نگهداری بسیار پایینی دارند و نیازی به بررسی منظم کیفیت روغن و تکمیل روغن ترانسفورماتور را از بین می برد. این خنک‌کننده‌ها همچنین دارای ساختارهای مقاوم در برابر خوردگی و لرزش هستند تا در برابر خوردگی اسپری نمک دریایی و ارتعاش کشتی مقاومت کنند، اما راندمان اتلاف حرارت آن‌ها نسبتاً پایین است و آنها را برای برنامه‌های ترانسفورماتورهای با قدرت{12} و{13} بالا نامناسب می‌کند. هنگام انتخاب کولر، لازم است به طور جامع بار نیروی کشتی، فضای نصب و الزامات حفاظت در برابر آتش را در نظر بگیرید تا از سازگاری اطمینان حاصل شود.

فراتر از سه نوع اصلی، همانطور که صنعت کشتی سازی به سمت طراحی های بزرگتر، هوشمندتر و سبزتر حرکت می کند، فناوری های خنک کننده جدید به تدریج در خنک کننده های ترانسفورماتور دریایی اعمال می شوند. به عنوان مثال، یک فناوری ثبت اختراع از طراحی اتلاف حرارت چند حالته، با استفاده از حسگرهای دما برای نظارت بر دمای ترانسفورماتور در زمان واقعی استفاده می‌کند. این سیستم خنک‌کننده معمولی فن، خنک‌کننده کلی آب لوله‌های کندانسور دو مسیره، و خنک‌کننده متمرکز آب در مناطق با دمای{4} بالا را برای بهبود راندمان و دقت اتلاف گرما و افزایش طول عمر ترانسفورماتور ترکیب می‌کند. به طور همزمان، استفاده از فناوری چاپ سه بعدی طراحی کانال جریان کولر را بهینه می کند، سطح ویژه را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، راندمان انتقال حرارت را بهبود می بخشد و افت ولتاژ را به طور قابل توجهی کاهش می دهد، بنابراین انرژی-صرفه جویی و مصرف- نیازهای کشتی سازی را کاهش می دهد.

انتخاب و نگهداری کولرهای ترانسفورماتور دریایی به طور مستقیم بر عملکرد کاربرد و طول عمر تجهیزات آنها تأثیر می گذارد. هنگام انتخاب یک محصول، سه اصل اصلی باید رعایت شود: اول، مطابقت با الزامات بار حرارتی. ظرفیت تبادل حرارتی مورد نیاز را بر اساس توان و تلفات ترانسفورماتور محاسبه کنید و محصولی را با مساحت تبادل حرارتی کمی بزرگتر از تقاضای واقعی انتخاب کنید، با حاشیه پیشنهادی 10%-15%. دوم، سازگاری با شرایط عملیاتی دریایی. برای محیط‌های-رطوبت بالا و-نمک بالا، مواد مقاوم در برابر خوردگی و ساختارهای محافظ را انتخاب کنید. برای تلاطم و ارتعاش، مجهز به دستگاه های قابل اعتماد جذب شوک. و برای سناریوهای محدود{17}فضا، یک طرح فشرده انتخاب کنید. سوم، مطابق با استانداردهای صنعت. استانداردهای مرتبط مانند CB/T4388-2013 و GB/T22194-2008 را برای اطمینان از انطباق و قابلیت اطمینان محصول دنبال کنید. از نظر نگهداری، رویکرد از «تعمیرات غیرفعال» سنتی به «پیشگیری پیشگیرانه + مدیریت چرخه حیات کامل» تغییر کرده است. این شامل آزمایش منظم کیفیت آب، کنترل غلظت یون کلرید، استفاده از عوامل پاک کننده سازگار با محیط زیست همراه با جت آب پرفشار برای حذف رسوب، ایجاد یک انبار استاندارد قطعات یدکی برای کوتاه کردن زمان پاسخگویی به تعمیر و نگهداری، و استفاده از یک سیستم نظارت IoT برای ارائه هشدارهای اولیه در زمان واقعی از خطرات خطا است. این اقدامات به طور موثر پایداری عملیاتی کولر را بهبود می بخشد و میزان خرابی را کاهش می دهد.