Námořní transformátorový chladič je vhodný pro provozní podmínky lodi a je stabilní
Základní aplikační logikou chladičů námořních transformátorů je rychlé vedení a rozptyl tepla generovaného ztrátami v jádře a vinutí během provozu námořních transformátorů pomocí rozumné metody chlazení, řízení teploty vinutí transformátoru v bezpečném rozsahu a zabránění stárnutí izolace, degradaci výkonu nebo dokonce selhání zařízení v důsledku vysokých teplot. Podle šesti-zákona životnosti izolace, když je teplota vinutí transformátoru v rozsahu 80-140 stupňů, rychlost stárnutí izolace se zdvojnásobí a životnost se zkrátí na polovinu s každým zvýšením teploty o 6 stupňů. Tento princip je ještě kritičtější v námořních aplikacích{10}}, protože omezený prostor a podmínky omezeného rozptylu tepla na lodi, zejména během horkých období, vedou ke zvýšeným teplotám ve strojovně a zatížení zařízení. Nedostatečný výkon chladiče může snadno způsobit přehřátí transformátoru, ovlivnit napájení lodi a dokonce způsobit nebezpečné situace, jako je automatické vypínání motoru. Adaptabilita a účinnost chladiče jsou proto základními požadavky pro námořní aplikace. Kombinací charakteristik lodních provozních podmínek a požadavků na výkon transformátoru jsou běžné námořní transformátorové chladiče v současné době rozděleny do tří hlavních kategorií, z nichž každá má jasné aplikační scénáře a výhody adaptability. Současně je třeba dodržovat odpovídající specifikace výběru a údržby, aby byl zajištěn dlouhodobý stabilní provoz.
Olejové-vzduchem{1}}chlazené (ONAF) chladiče jsou nejrozšířenějším typem na civilních lodích a jsou vhodné pro malé až střední-námořní transformátory (obvykle s výkonem 100 kVA až 1000 kVA), jako jsou pomocné transformátory a osvětlovací transformátory na osobních lodích, nákladních lodích a rybářských lodích. Jejich pracovní princip je založen na kombinaci olejového-samočinného-chlazování a nuceného vzduchového chlazení. Jádro transformátoru a vinutí jsou ponořeny v transformátorovém oleji a teplo se přenáší do chladiče přirozenou konvekcí. Nucené proudění vzduchu z ventilátoru urychluje výměnu tepla a odvádí teplo. Ve srovnání s čistě olejovým-samočinným{12}}chlazením ponořeným do oleje se účinnost odvodu tepla zlepšila o více než 30 %. Jsou také kompaktní,{15}}efektivní z hlediska nákladů a snadno se udržují, přizpůsobují se stabilním provozním podmínkám a prostředí s normální teplotou a vlhkostí při běžné plavbě lodí. Tyto chladiče jsou obvykle opatřeny antikorozními{17}nátěry, které odolávají korozi solnou mlhou v mořském prostředí, a jsou vybaveny strukturami pohlcujícími nárazy,{18}}které snižují dopad lodních turbulencí na zařízení. Jsou široce používány v kabinových transformátorech na běžných nákladních lodích a domácích výkonových transformátorech na osobních lodích, které splňují požadavky na rozptyl tepla při každodenním napájení na lodích. Z hlediska údržby je nutné pravidelně čistit chladič a kontrolovat stav chodu ventilátoru, aby se zabránilo ucpání kanálů pro odvod tepla prachem, rybářskými sítěmi, bahnem a pískem a aby byla zajištěna stabilní účinnost odvodu tepla.
Olejem-vodou chlazené-chladiče (ONWF) jsou preferovaným typem pro střední a velké lodě a provozní podmínky při vysokých-teplotách. Jsou vhodné pro velké námořní transformátory s výkonem 1000 kVA nebo více, jako jsou hlavní transformátory na zaoceánských-nákladních lodích, lodích na přepravu LNG, velkých výletních lodích a vysokonapěťové transformátory elektrického pohonu. Jejich princip fungování je založen na olejovém-vzduchovém-chlazení s přidáním vodou{10}}chlazeného potrubního systému. Po absorbování tepla cirkuluje transformátorový olej potrubím do vodou chlazeného výměníku tepla, kde dochází k účinné výměně tepla s chladicí vodou. Ochlazený olej se pak vrací zpět do transformátoru. To zlepšuje účinnost odvodu tepla o více než 50 % ve srovnání s olejovým-chlazením vzduchem{17}}a účinně řeší vysoké ztráty a vysoké požadavky na výrobu tepla u velkých transformátorů. Je také vhodný pro vysoké-teploty, uzavřené prostředí lodních strojoven. Vzhledem ke korozivní povaze mořského prostředí používá vodou-potrubí těchto chladičů často materiály odolné proti korozi-, jako je nerezová ocel 316L a slitiny titanu, nebo prochází speciálními ochrannými úpravami, jako jsou keramické povlaky a grafenové povlaky. Některé produkty využívají dvojitou-strukturu trubkovnice, aby se zabránilo smíchání-olejové vody a úniku, a jsou také vybaveny zařízením pro signalizaci úniku pro zvýšení provozní bezpečnosti. Například přepravce LNG prodloužil životnost svého olejového-vodou ponořeného{29}}chladiče na více než 8 let tím, že optimalizoval hodnotu pH své chladicí vody, čímž výrazně snížil náklady na údržbu.
Chladiče chlazené suchým-vzduchem-(AN) jsou vhodné především pro malá plavidla, speciální-plavidla a scénáře s vysokými požadavky na požární ochranu, jako jsou malé jachty, pobřežní plavidla činných v trestním řízení a malé transformátory v ovládacích skříních lodí. Jejich vhodný výkon je obvykle pod 100 kVA. Jejich hlavním rysem je eliminace transformátorového oleje, využívající nucenou konvekci vzduchu pro chlazení. Jádro transformátoru a vinutí jsou zality epoxidovou pryskyřicí, což nabízí výhody, jako je požární odolnost, odolnost proti výbuchu- a nulové znečištění. Mají také extrémně kompaktní konstrukci, zabírají málo místa, díky čemuž jsou vhodné pro omezené instalační prostředí lodí, a mají extrémně nízké náklady na údržbu, což eliminuje potřebu pravidelných kontrol kvality oleje a doplňování transformátorového oleje. Tyto chladiče jsou také vybaveny strukturou tlumící korozi-a vibracím-, aby odolávaly korozi mořské soli a vibracím lodí, ale jejich účinnost odvádění tepla je relativně nízká, takže nejsou vhodné pro aplikace s vysokým-výkonem a-tepelným transformátorem. Při výběru chladiče je nutné pro zajištění kompatibility komplexně zvážit výkonové zatížení lodi, instalační prostor a požadavky na požární ochranu.
Kromě tří hlavních typů, jak se loďařský průmysl posouvá k větším, inteligentnějším a ekologičtějším konstrukcím, se na chladiče námořních transformátorů postupně uplatňují nové technologie chlazení. Patentovaná technologie například využívá více-režimový design rozptylu tepla, který využívá teplotní senzory ke sledování teploty transformátoru v reálném čase. Kombinuje konvenční chlazení ventilátorem, celkové vodní chlazení dvoustopých trubek kondenzátoru a centralizované vodní chlazení v oblastech s vysokou teplotou-, čímž se zlepšuje účinnost a přesnost odvodu tepla a prodlužuje se životnost transformátoru. Aplikace technologie 3D tisku zároveň optimalizuje konstrukci průtokového kanálu chladiče, výrazně zvětšuje měrnou plochu povrchu, dále zlepšuje účinnost přenosu tepla a výrazně snižuje pokles napětí, čímž splňuje požadavky na -úsporu a spotřebu-pro stavbu lodí.
Výběr a údržba chladičů námořních transformátorů přímo ovlivňují jejich aplikační výkon a životnost zařízení. Při výběru produktu je třeba dodržovat tři základní zásady: Za prvé, sladit požadavky na tepelnou zátěž. Vypočítejte požadovanou kapacitu výměny tepla na základě výkonu a ztrát transformátoru a vyberte produkt s plochou výměny tepla o něco větší, než je skutečná poptávka, s doporučenou marží 10 %-15 %. Za druhé, přizpůsobte se podmínkám námořního provozu. Pro prostředí s vysokou-vlhkostí a vysokým-solem vyberte materiály a ochranné konstrukce odolné proti korozi-; pro turbulence a vibrace vybavte spolehlivými zařízeními pro tlumení nárazů; a pro prostorově{17}}omezené scénáře zvolte kompaktní design. Za třetí, dodržujte průmyslové standardy. Dodržujte příslušné normy, jako jsou CB/T4388-2013 a GB/T22194-2008, abyste zajistili shodu a spolehlivost produktu. Pokud jde o údržbu, přístup se posunul od tradiční „pasivní údržby“ k „proaktivní prevenci + řízení celého životního cyklu“. To zahrnuje pravidelné testování kvality vody, kontrolu koncentrace chloridových iontů, používání ekologických čisticích prostředků v kombinaci s vysokotlakým vodním paprskem k odstranění vodního kamene, zřízení standardizovaného skladu náhradních dílů pro zkrácení doby odezvy údržby a používání monitorovacího systému IoT, který poskytuje včasné varování před riziky poruch v reálném čase. Tato opatření účinně zlepšují provozní stabilitu chladiče a snižují poruchovost.
