Radiatori HT LT con radiatore remoto per motori a gas in una centrale termoelettrica
In un impianto termoelettrico alimentato da motori a gas il raffreddamento non è mai solo una funzione di supporto. Ha un impatto diretto sulla stabilità del motore, sulla potenza elettrica, sugli intervalli di manutenzione e sull'affidabilità complessiva dell'impianto. Quando i grandi motori a gas funzionano continuamente sotto carico, generano una notevole quantità di calore in diverse parti del sistema e tale calore deve essere gestito in modo controllato. Per questo motivo i raffreddatori a radiatori remoti HT LT trovano largo impiego nei moderni impianti termoelettrici.
Un sistema di radiatori remoti è progettato per rimuovere il calore dai circuiti di raffreddamento del motore e espellerlo nell'atmosfera attraverso batterie di scambio termico alettate e ventilatori assiali installati all'esterno. Invece di posizionare l'intero carico di raffreddamento all'interno della sala macchine, il banco dei radiatori è posizionato in remoto, solitamente su una piattaforma in acciaio, un tetto o una struttura montata a terra-. Questa disposizione aiuta a ridurre la temperatura della sala macchine, migliora l'accesso per la manutenzione attorno ai gruppi elettrogeni e mantiene il layout dell'impianto più pulito e flessibile.
Per i motori a gas il sistema di raffreddamento è solitamente suddiviso in circuiti HT e LT. Il circuito HT, o circuito ad alta-temperatura, gestisce principalmente il lato dell'acqua della camicia del motore. Rimuove il calore dal blocco motore, dalle testate dei cilindri e da altri-componenti ad alto calore che devono funzionare entro un intervallo di temperature strettamente controllato. Il circuito LT, o circuito a bassa-temperatura, viene comunemente utilizzato per il raffreddamento dell'aria di sovralimentazione, il raffreddamento dell'olio lubrificante e altre attività di raffreddamento ausiliario che richiedono una temperatura del liquido di raffreddamento inferiore. Separare questi due circuiti è importante perché il motore non ha bisogno della stessa temperatura ovunque. Attività di raffreddamento diverse richiedono condizioni termiche diverse e la disposizione HT/LT consente all'impianto di controllarle in modo più preciso.
In un impianto termoelettrico questa separazione porta reali benefici operativi. Il radiatore HT può essere ottimizzato per il carico termico del motore principale, mentre il radiatore LT può mantenere temperature più basse per l'aria aspirata o i sistemi ausiliari, il che aiuta il motore a respirare meglio e a funzionare in modo più coerente. Quando entrambi i circuiti sono progettati correttamente, il motore può funzionare con una migliore stabilità di combustione, migliore efficienza e minore stress termico. In termini pratici, ciò significa meno rischi di surriscaldamento durante il funzionamento estivo e prestazioni più affidabili per lunghe ore di funzionamento.
Un pacchetto di raffreddamento HT LT con radiatore remoto ben -progettato per motori a gas comprende in genere serpentine a tubi alettati, ventole assiali, struttura in acciaio, collettori, pompe di circolazione se necessarie, dispositivi di espansione, valvole di controllo e un sistema di controllo elettrico per l'attivazione delle ventole o il funzionamento a velocità-variabile. Le batterie alettate forniscono la superficie di trasferimento del calore, mentre le ventole spingono l'aria ambiente attraverso la superficie della batteria per allontanare il calore dal liquido di raffreddamento. In molti progetti, il controllo della velocità della ventola è particolarmente importante perché la richiesta di raffreddamento cambia con il carico del motore e la temperatura ambiente. Far funzionare tutte le ventole sempre alla massima velocità comporta uno spreco di energia, mentre il controllo intelligente aiuta l'impianto a risparmiare energia ausiliaria e a mantenere la temperatura del liquido di raffreddamento più stabile.
La scelta dei materiali è importante anche nelle applicazioni degli impianti termoelettrici. Le unità radiatori esterne sono esposte al sole, alla pioggia, alla polvere e talvolta all'aria industriale corrosiva. Per questo motivo, i sistemi di radiatori remoti sono spesso costruiti con strutture in acciaio-per carichi pesanti, motori-protetti dalle intemperie e serpentine selezionate in base alla qualità dell'acqua, alla pressione di esercizio e alle condizioni del sito. In ambienti polverosi o aggressivi, i rivestimenti anti-corrosione e la corretta spaziatura delle alette diventano ancora più importanti. L'obiettivo non è solo quello di ottenere sulla carta la necessaria dissipazione del calore, ma anche di mantenere il sistema di raffreddamento in grado di funzionare in modo affidabile anno dopo anno nelle condizioni reali dell'impianto.
Un altro motivo per cui i radiatori remoti sono apprezzati negli impianti termoelettrici è la flessibilità di installazione. Alcuni stabilimenti hanno una capacità di ventilazione interna limitata, mentre altri devono posizionare le apparecchiature di raffreddamento lontano da aree-sensibili al rumore o da edifici di lavorazione. Un radiatore remoto offre all'appaltatore EPC e al progettista dell'impianto maggiore libertà nel posizionare l'apparecchiatura di smaltimento del calore dove funziona meglio. Riduce inoltre la quantità di aria calda che ricircola nella sala macchine, il che può rappresentare un grande vantaggio quando più motori a gas sono installati in parallelo.
Dal punto di vista operativo, i sistemi a radiatori remoti HT LT supportano anche una più semplice pianificazione della manutenzione. Il banco dei radiatori è accessibile senza interferire troppo con la manutenzione del motore e i componenti principali come ventole, motori e collettori possono spesso essere ispezionati o sostituiti in modo più conveniente rispetto alle apparecchiature di raffreddamento strettamente integrate. Per i proprietari degli impianti, ciò può tradursi in tempi di inattività ridotti e migliore funzionalità per tutta la durata del progetto.
In definitiva, i radiatori HT LT per motori a gas di una centrale termoelettrica non sono semplici scambiatori di calore. Costituiscono una parte fondamentale della strategia di gestione termica dell'impianto. Un sistema adeguatamente progettato protegge il motore, supporta una generazione di energia stabile, migliora la disposizione del sito e aiuta l’impianto a funzionare in modo più efficiente in condizioni ambientali mutevoli. Per gli impianti termoelettrici che dipendono dalle prestazioni continue del motore a gas, scegliere la giusta soluzione di radiatori remoti HT/LT è un passo importante verso l'affidabilità a lungo termine.