CN110714832A - 用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统及方法，所述缸套冷却水系统包括温控阀、循环泵、电磁阀、两止回阀、缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器，所述缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器分别实时监测所述缸盖的出水温度和缸套的出水温度，并且传递给所述温控阀以实现对冷却水水温的自动控制调节，达到所述气缸套的冷却水腔体能够保持合适的温度，避免所述缸套的冷腐蚀，满足所述双燃料船用低速柴油机燃油模式和燃气模式两种不同运行模式下的冷却水供应需求。本发明根据主机的燃油模式和燃气模式，自动实现冷却水水温的控制调节，从而自动调节燃烧室冷却腔体保持合适的温度，解决了缸套冷腐蚀的问题，满足了双燃料主机两种不同运行模式下冷却水的需求。

Description

用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统及方法
技术领域
本发明涉及船用低速柴油机，特别涉及到一种用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统及方法，属船用柴油机技术领域。
背景技术
近年来，为了控制航运业的温室气体排放，提高船舶能效，国际海事出台了一系列严格规则，对船用主机的排放、油耗等指标提出了更高要求。为此WINGD机型船用低速柴油机新推出了双燃料主机，分别于燃油模式和燃气模式下运行，以减少排放和降低运行成本。随着船用低速柴油机技术的飞速发展，主机各系统都进行了新的技术革新，但是主机原有的冷却水循环系统的性能并不能满足燃烧室冷却的需要；传统的船用低速柴油机的冷却原理见图1：冷却水自缸套进水管4进入系统，依次流过气缸套2和缸盖1，并对之进行冷却，然后从缸盖出水管3流出系统，该燃烧室冷却水系统一直存在着缸套冷腐蚀情况，始终未得到有效的解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统及方法，能够根据主机的运行模式(燃油模式或燃气模式)实现对冷却水水温的自动控制，有效解决大功率双燃料船用低速柴油机缸套冷腐蚀的问题，从而满足双燃料主机两种不同运行模式下冷却水供应的要求。
本发明解决其技术问题采取的技术方案如下：
一种用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统，该双燃料船用低速柴油机包括气缸套、缸盖、辅机供给水系统和辅机冷却水柜，其特征在于：所述的缸套冷却水系统包括温控阀、循环泵、电磁阀、两止回阀、缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器，所述温控阀包括有接口A、接口B和接口C；
所述辅机供给水系统通过系统进水管连接所述电磁阀的上游端，该电磁阀的下游端通过缸盖进水管连接所述缸盖，该缸盖通过缸盖出水管连接所述辅机冷却水柜，形成缸盖循环回路；
所述温控阀的接口C通过温控阀出水管连接所述循环泵的上游，该循环泵的下游依次通过一所述止回阀和缸套进水管连接所述气缸套，该气缸套依次通过缸套出水管和温控阀旁通管连接所述温控阀的接口B，形成缸套循环回路；
所述系统进水管通过温控阀进水管连接所述温控阀的接口A，所述缸套出水管通过缸盖进水支管连接所述缸盖进水管，所述温控阀的接口C依次通过循环泵旁通管和另一止回阀连接所述缸套进水管；
所述缸盖出水温度传感器设置于所述缸盖出水管上并测量所述缸盖的出水温度，所述缸套出水温度传感器设置于所述缸套出水管上并测量所述气缸套的出水温度，所述缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器与所述温控阀连接且能够分别预设监测值；
所述缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器分别实时监测所述缸盖的出水温度和缸套的出水温度，并且传递给所述温控阀以实现对冷却水水温的自动控制调节，达到所述气缸套的冷却水腔体能够保持合适的温度，避免所述缸套的冷腐蚀，满足所述双燃料船用低速柴油机燃油模式和燃气模式两种不同运行模式下的冷却水供应需求。
进一步地，所述的缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器分别通过信息线与所述温控阀连接。
本发明的另一技术方案如下：
一种采用上述缸套冷却水系统实现的双燃料船用低速柴油机的缸套冷却方法，其特征在于：所述的缸套冷却方法包括内容如下：
1)冷却水预热模式：所述循环泵和电磁阀关闭，所述温控阀的接口A和接口C打开，接口B关闭；
所述辅机供水系统供给的冷却水，由所述系统进水管流经温控阀进水管进入所述温控阀的接口A，之后再由所述接口C流出，通过所述循环泵旁通管和止回阀进入所述气缸套，冷却水流出所述气缸套后，依次流经缸套出水管、缸盖进水支管和缸盖进水管进入所述缸盖，最后冷却水由所述缸盖流出并经过所述缸盖出水管回到所述辅机冷却水柜；
2)燃油模式：所述循环泵和电磁阀开启，所述循环泵的接口B和接口C打开，所述接口A关闭，所述缸套出水温度传感器设定气缸套出水温度的监测值，所述缸盖出水温度传感器设定缸盖出水温度的监测值；所述缸盖的冷却和所述气缸套的冷却分成两个独立的循环回路；
所述辅机供水系统供给的冷却水在所述缸盖循环回路中，通过所述电磁阀流入所述缸盖内，完成对所述缸盖的冷却后回流至所述辅机冷却水柜；如果所述缸盖出水温度传感器测得的温度超过设定的缸盖出水温度的监测值，则所述辅机供给水系统调低冷却水的温度，冷却水再进入所述缸盖循环回路；否则冷却水持续运行，保持所述辅机供给水系统的水温不变；
所述冷却水在所述缸套循环回路中，由所述温控阀的接口C出来并进入所述循环泵，经所述循环泵加压后通过所述止回阀进入所述气缸套内，完成对所述气缸套的冷却后，冷却水进入所述温控阀的接口B；如果所述缸套出水温度传感器测得的温度超过设定的气缸套出水温度的监测值，则所述温控阀的接口A打开1/3，少量冷却水经过所述系统进水管和温控阀进水管进入所述温控阀，从而调节循环的冷却水的温度降低至气缸套出水温度的监测值以下，否则冷却水持续运行，所述温控阀的接口A保持关闭不变；
3)燃气模式：所述循环泵和电磁阀关闭，所述温控阀的接口A和接口C打开，接口B关闭，所述缸盖出水温度传感器设定缸盖出水温度的监测值；
所述辅机供水系统供给的冷却水，由所述系统进水管流经温控阀进水管进入所述温控阀的接口A，之后再由所述接口C流出，通过所述循环泵旁通管和止回阀进入所述气缸套，完成对所述气缸套的冷却后，冷却水依次流经缸套出水管、缸盖进水支管和缸盖进水管进入所述缸盖，完成对所述缸盖的冷却后，冷却水最后经过所述缸盖出水管回到所述辅机冷却水柜；如果所述缸盖出水温度传感器测得的温度超过设定的缸盖的出水温度监测值，则所述辅机供给水系统调低冷却水的温度，冷却水再经过所述温控阀进入所述气缸套，从而调节整个循环的水温；否则冷却水持续运行，保持所述辅机供给水系统供给的冷却水的温度不变。
进一步地，所述的辅机供给水系统供给的冷却水的温度为65℃，所述缸盖出水温度传感器设置的监测值为80℃，所述缸套出水温度传感器设置的监测值为120℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明能够根据主机的运行模式，即燃油模式和燃气模式，自动实现冷却水水温的控制调节，具体采用以温控阀、循环泵、电磁阀、温度传感器等组件运行循环系统，分别由两个温度传感器实时监测缸套出水和缸盖出水的温度，并且传递给温控阀来实现对水温的自动调节控制，从而自动调节燃烧室冷却腔体保持合适的温度，有效地解决了缸套冷腐蚀的问题，满足了双燃料主机两种不同运行模式下的冷却水供应的需求。
附图说明
图1是现有船用低速柴油机的冷却原理图。
图2是本发明的系统原理图。
图中，
1—缸盖，2—气缸套，3—缸盖出水管，4—缸套进水管，5—电磁阀，6—系统进水管，7—温控阀进水管，8—缸盖进水支管，9—温控阀旁通管，10—温控阀，11—温控阀出水管，12—循环泵，13—循环泵旁通管，14—止回阀，15—缸盖出水温度传感器，16—缸套出水温度传感器，17—缸套出水管，18—缸盖进水管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但下述的实施例并非用来限定本发明的实施范围，
请参阅图2，本发明所述缸套冷却水系统用于双燃料船用低速柴油机，该双燃料船用低速柴油机包括气缸套2、缸盖1、辅机供给水系统和辅机冷却水柜。
所述的缸套冷却水系统包括温控阀10、循环泵12、电磁阀5、两止回阀14、缸盖出水温度传感器15和缸套出水温度传感器16。所述温控阀设置有接口A、接口B和接口C。
所述辅机供给水系统通过系统进水管6连接所述电磁阀5的上游端，该电磁阀5的下游端通过缸盖进水管18连接所述缸盖1，该缸盖1通过缸盖出水管3连接所述辅机冷却水柜，形成缸盖循环回路。
所述温控阀10的接口C通过温控阀出水管11连接所述循环泵12的上游，该循环泵12的下游依次通过一所述止回阀14和缸套进水管4连接所述气缸套2，该气缸套2依次通过缸套出水管17和温控阀旁通管9连接所述温控阀10的接口B，形成缸套循环回路。
所述系统进水管6通过温控阀进水管7连接所述温控阀10的接口A。所述缸套出水管17通过缸盖进水支管8连接所述缸盖进水管18。所述温控阀10的接口C依次通过循环泵旁通管13和另一止回阀14连接所述缸套进水管4。
所述缸盖出水温度传感器15设置于所述缸盖出水管3上，并且用于测量所述缸盖1的出水温度；所述缸套出水温度传感器16设置于所述缸套出水管17上，并且用于测量所述气缸套2的出水温度。所述缸盖出水温度传感器15和缸套出水温度传感器16分别通过信息线与所述温控阀10连接，并且能够分别预设缸盖出水温度监测值和气缸套出水温度监测值。
所述缸盖出水温度传感器15和缸套出水温度传感器16分别实时监测所述缸盖1的出水温度和缸套2的出水温度，并且传递给所述温控阀10以实现对冷却水水温的自动控制调节，达到所述气缸套2的冷却水腔体能够保持合适的温度，避免所述缸套1的冷腐蚀，满足所述双燃料船用低速柴油机燃油模式和燃气模式两种不同运行模式下的冷却水供应需求。
本发明所述的双燃料船用低速柴油机的缸套冷却方法，包括内容如下：
1、在主机冷却水预热模式，循环泵12关闭，电磁阀5关闭，温控阀10的接口A和接口C打开，接口B关闭。
辅机供水系统供给一路65℃冷却水，由系统进水管6流至温控阀进水管7，这时温控阀10的接口A和接口C已打开，冷却水经温控阀进水管7至温控阀10，再经过循环泵旁通管13和止回阀14流至气缸套2，气缸套2内冷却水经缸套出水管17流过缸盖进水支管8，再经缸盖进水管18供给缸盖1的冷却水腔体，缸盖1冷却腔体内的冷却水经过缸盖出水管3回到辅机冷却水柜内。
2、在主机燃油模式，循环泵12工作，电磁阀5开启，温控阀10的接口B和接口C打开，接口A关闭；缸套出水温度传感器16设置气缸套出水温度监测值为120℃，缸盖出水温度传感器15设置缸盖出水温度监测值为80℃。
气缸套2的冷却和缸盖1的冷却分成两个独立循环回路。
缸盖循环回路，辅机供水系统供给一路65℃冷却水经电磁阀5再经缸套进水管4流入缸盖1，缸盖1冷却腔体的冷却水经缸盖出水管3回流至辅机冷却水柜，这时缸盖出水温度传感器15测得温度如果超过设定的80℃，则辅机供给水系统调低冷却水的温度，冷却水再经系统进水管6流至缸盖1内，否则冷却水持续运行，保持所述辅机供给水系统的水温不变。
缸套循环回路，温控阀10接口C出来的冷却水经过温控阀出水管11流至循环泵12，冷却水经由循环泵12加压后经止回阀14流至缸套进水管4进入气缸套2内，气缸套2内的冷却水通过缸套出水管17流出，再经温控阀旁通管9流至温控阀10的接口B，上述循环构成了缸套冷却水循环。如果缸套出水温度传感器16处的温度超过设定的120℃，则温控阀10的接口A打开1/3，少量的65℃的低温冷却水经过温控阀10的接口A进入缸套冷却水系统循环中，从而调节循环水温度不超过120℃；如果燃油模式下缸套循环水温度低于120℃，则缸套冷却水持续运行，保持温控阀10的接口B和接口C打开、接口A关闭不变。
3、在主机燃气模式，循环泵12关闭，电磁阀5关闭，循环泵10的接口A、接口C打开，接口B关闭，缸盖出水温度传感器15设置温度监测点为80℃。
辅机供水系统供给一路65℃冷却水，由系统进水管6流至温控阀进水管7，这时温控阀10的接口A、接口C打开，冷却水经温控阀进水管7流至温控阀10，再过循环泵旁通管13流至气缸套2，气缸套2内冷却水经缸套出水管17、缸盖进水支管8，再经缸盖进水管18供给缸盖1的冷却水腔体，缸盖1腔体内的冷却水经过缸盖出水管3回到辅机冷却水柜内。如果缸盖出水温度传感器15监测到缸盖出水管3的水温超过80℃，则辅机供给水系统调低水的温度，再经系统进水管6流至气缸套2内进行循环，从而调节整个循环的水温。
本发明实现了主机在燃油模式和燃油模式交叉运行的条件下，冷却水温度的自动控制调节，以适用于不同模式的要求，从而有效解决了缸套腐蚀的问题。
上述实施例仅仅是最佳实施例，凡依据本说明书内容所做的等效变化及修改，都应属于本发明申请要求保护的技术范围。

Claims (4)

1.一种用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统，该双燃料船用低速柴油机包括气缸套、缸盖、辅机供给水系统和辅机冷却水柜，其特征在于：所述的缸套冷却水系统包括温控阀、循环泵、电磁阀、两止回阀、缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器，所述温控阀包括有接口A、接口B和接口C；
所述辅机供给水系统通过系统进水管连接所述电磁阀的上游端，该电磁阀的下游端通过缸盖进水管连接所述缸盖，该缸盖通过缸盖出水管连接所述辅机冷却水柜，形成缸盖循环回路；
所述温控阀的接口C通过温控阀出水管连接所述循环泵的上游，该循环泵的下游依次通过一所述止回阀和缸套进水管连接所述气缸套，该气缸套依次通过缸套出水管和温控阀旁通管连接所述温控阀的接口B，形成缸套循环回路；
所述系统进水管通过温控阀进水管连接所述温控阀的接口A，所述缸套出水管通过缸盖进水支管连接所述缸盖进水管，所述温控阀的接口C依次通过循环泵旁通管和另一止回阀连接所述缸套进水管；
所述缸盖出水温度传感器设置于所述缸盖出水管上并测量所述缸盖的出水温度，所述缸套出水温度传感器设置于所述缸套出水管上并测量所述气缸套的出水温度，所述缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器与所述温控阀连接且能够分别预设监测值；
所述缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器分别实时监测所述缸盖的出水温度和缸套的出水温度，并且传递给所述温控阀以实现对冷却水水温的自动控制调节，达到所述气缸套的冷却水腔体能够保持合适的温度，避免所述缸套的冷腐蚀，满足所述双燃料船用低速柴油机燃油模式和燃气模式两种不同运行模式下的冷却水供应需求。
2.根据权利要求1所述的用于双燃料船用低速柴油机的缸套冷却水系统，其特征在于：所述的缸盖出水温度传感器和缸套出水温度传感器分别通过信息线与所述温控阀连接。
3.一种采用权利要求1所述缸套冷却水系统实现的双燃料船用低速柴油机的缸套冷却方法，其特征在于：所述的缸套冷却方法包括内容如下：
1)冷却水预热模式：所述循环泵和电磁阀关闭，所述温控阀的接口A和接口C打开，接口B关闭；
所述辅机供水系统供给的冷却水，由所述系统进水管流经温控阀进水管进入所述温控阀的接口A，之后再由所述接口C流出，通过所述循环泵旁通管和止回阀进入所述气缸套，冷却水流出所述气缸套后，依次流经缸套出水管、缸盖进水支管和缸盖进水管进入所述缸盖，最后冷却水由所述缸盖流出并经过所述缸盖出水管回到所述辅机冷却水柜；
2)燃油模式：所述循环泵和电磁阀开启，所述循环泵的接口B和接口C打开，所述接口A关闭，所述缸套出水温度传感器设定气缸套出水温度的监测值，所述缸盖出水温度传感器设定缸盖出水温度的监测值；所述缸盖的冷却和所述气缸套的冷却分成两个独立的循环回路；
所述辅机供水系统供给的冷却水在所述缸盖循环回路中，通过所述电磁阀流入所述缸盖内，完成对所述缸盖的冷却后回流至所述辅机冷却水柜；如果所述缸盖出水温度传感器测得的温度超过设定的缸盖出水温度的监测值，则所述辅机供给水系统调低冷却水的温度，冷却水再进入所述缸盖循环回路；否则冷却水持续运行，保持所述辅机供给水系统的水温不变；
所述冷却水在所述缸套循环回路中，由所述温控阀的接口C出来并进入所述循环泵，经所述循环泵加压后通过所述止回阀进入所述气缸套内，完成对所述气缸套的冷却后，冷却水进入所述温控阀的接口B；如果所述缸套出水温度传感器测得的温度超过设定的气缸套出水温度的监测值，则所述温控阀的接口A打开1/3，少量冷却水经过所述系统进水管和温控阀进水管进入所述温控阀，从而调节循环的冷却水的温度降低至气缸套出水温度的监测值以下，否则冷却水持续运行，所述温控阀的接口A保持关闭不变；
3)燃气模式：所述循环泵和电磁阀关闭，所述温控阀的接口A和接口C打开，接口B关闭，所述缸盖出水温度传感器设定缸盖出水温度的监测值；
所述辅机供水系统供给的冷却水，由所述系统进水管流经温控阀进水管进入所述温控阀的接口A，之后再由所述接口C流出，通过所述循环泵旁通管和止回阀进入所述气缸套，完成对所述气缸套的冷却后，冷却水依次流经缸套出水管、缸盖进水支管和缸盖进水管进入所述缸盖，完成对所述缸盖的冷却后，冷却水最后经过所述缸盖出水管回到所述辅机冷却水柜；如果所述缸盖出水温度传感器测得的温度超过设定的缸盖的出水温度监测值，则所述辅机供给水系统调低冷却水的温度，冷却水再经过所述温控阀进入所述气缸套，从而调节整个循环的水温；否则冷却水持续运行，保持所述辅机供给水系统供给的冷却水的温度不变。
4.根据权利要求3所述的双燃料船用低速柴油机的缸套冷却方法，其特征在于：所述的辅机供给水系统供给的冷却水的温度为65℃，所述缸盖出水温度传感器设置的监测值为80℃，所述缸套出水温度传感器设置的监测值为120℃。
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