Base de conhecimento
Em resumo
Um motor dual-fuel ou preparado para hidrogênio pode funcionar com mais de um combustível, e a forma como o calor se divide entre a camisa, o ar de sobrealimentação e o óleo pode mudar conforme o combustível. Por isso, o radiador precisa atender todos os modos em que o motor pode operar, e não apenas o modo habitual. Para um motor que será convertido para hidrogênio no futuro, o sistema de arrefecimento é melhor planejado já considerando essa etapa, para que o radiador não seja o motivo do atraso na conversão.
Cada vez mais consultas para usinas com motores a gás trazem uma linha curta na especificação: o motor é preparado para hidrogênio, ou a planta precisa poder trocar de combustível. Para o radiador, essa linha importa mais do que parece. A folha de dados do motor que a maioria dos compradores envia cobre um combustível em uma carga, e o circuito de arrefecimento projetado a partir dela atende bem esse caso. Este guia explica, em linguagem simples, por que um motor que pode queimar mais de um combustível exige um pouco mais do seu sistema de arrefecimento, e quais informações ajudam o fabricante a acertar já na primeira vez.
O que significam os termos
Um motor dual-fuel funciona a gás com uma pequena quantidade de combustível líquido para a ignição, e normalmente pode passar a operar somente com combustível líquido quando o fornecimento de gás é interrompido. Navios, redes isoladas e usinas com linha de gás pouco confiável usam esses motores justamente por isso. Um motor preparado para hidrogênio é um motor a gás que pode receber uma parcela de hidrogênio misturada ao gás natural, ou que foi preparado para ser convertido e operar com mais hidrogênio em data futura.
No mercado, a palavra preparado é usada de forma livre. Para um motor, ela significa que ele já funciona com mistura hoje; para outro, significa que um conjunto de peças será trocado em uma futura revisão geral. Os documentos do fabricante do motor dizem qual é o caso, e é a primeira coisa que pedimos para ver.
Por que o combustível altera a carga de arrefecimento
Um motor converte parte do combustível em potência e o restante em calor, que sai pelos gases de escape, pela água da camisa, pelo ar de sobrealimentação e pelo óleo. A parcela de cada um não é fixa. Ela depende da forma como o combustível queima, do ar fornecido ao motor e de como o motor é ajustado para aquele combustível. Ao trocar o combustível, a divisão se altera, às vezes em direção à camisa, às vezes em direção ao ar de sobrealimentação.
O hidrogênio queima mais rápido e inflama com mais facilidade que o gás natural, por isso motores que o utilizam são ajustados para manter a combustão controlada, e o ar de sobrealimentação mais frio é uma das ferramentas para isso. Em um motor dual-fuel, o modo com combustível líquido e o modo a gás têm, cada um, seu próprio balanço térmico, e o motor pode ter também uma potência diferente em cada um. O radiador vê tudo isso como cargas diferentes sobre os mesmos circuitos.
Todos os modos precisam ser atendidos
O sistema de arrefecimento não pode escolher em qual modo o motor opera na tarde mais quente do ano. Se o fornecimento de gás falhar no verão e o motor passar a operar com combustível líquido, o radiador precisa suportar esse caso naquele momento. O mesmo vale para um motor que funciona com mistura de hidrogênio em alguns meses e com gás natural em outros. Assim, o projeto é verificado para cada modo em que o motor pode operar, e o mais exigente define cada circuito.
É aqui que a maioria das primeiras consultas fica aquém: só o combustível principal é enviado. Peça ao fabricante do motor os dados de calor de cada modo de combustível, ou uma declaração de que os circuitos não mudam, e envie os dois junto com a consulta. Isso custa um dia no início e evita um redesenho depois.
Planejando agora uma conversão futura
Um motor adquirido como preparado para hidrogênio pode funcionar com gás natural por anos antes da chegada do hidrogênio. O radiador normalmente ainda estará no lugar no dia da conversão, e não deve ser a peça que a atrasa. Quando os dados futuros já são conhecidos, o radiador pode ser projetado para os dois casos desde o início. Quando ainda não são, ajuda deixar espaço e conexões no local, para que uma seção de serpentina ou uma unidade possa ser acrescentada sem mover todo o resto.
Locais que manipulam hidrogênio também podem ter áreas em que os equipamentos elétricos precisam atender às regras de proteção contra explosão. Se o radiador, seus ventiladores ou sua fiação estiverem em uma dessas áreas ou perto dela, o fabricante precisa saber antes da escolha dos motores dos ventiladores.
A TECS Engineering projeta e fabrica radiadores e radiadores LT/HT para motores a gás, dual-fuel e diesel. Envie os dados do motor para cada modo de combustível e as condições do local, e a TECS faz o cálculo para cada caso em que o motor possa operar.
Em resumo
- Motores dual-fuel funcionam a gás e podem passar para combustível líquido
- Preparado para hidrogênio pode significar mistura hoje ou conversão em uma futura revisão geral
- A divisão de calor entre camisa, ar de sobrealimentação e óleo pode mudar com o combustível
- O radiador precisa atender todos os modos, inclusive o dia mais quente no modo mais exigente
- Para uma futura conversão para hidrogênio, planeje já o sistema de arrefecimento e o espaço no local
- Locais com hidrogênio podem definir regras de proteção contra explosão para ventiladores e fiação
O que enviar com a consulta
- Marca e modelo do motor e os combustíveis em que ele pode operar
- Folha de dados do motor para cada modo de combustível, ou a carga térmica, a vazão e as temperaturas de cada circuito por modo
- Se está prevista uma conversão para hidrogênio, e os dados do motor após a conversão, se já conhecidos
- Temperatura ambiente do local no dia mais quente, altitude e o tipo de ar no local
- Qualquer área do local com regras de proteção contra explosão perto do radiador
- Limite de ruído, alimentação elétrica dos ventiladores e o espaço disponível para o radiador
Perguntas frequentes
Um motor preparado para hidrogênio precisa de um radiador diferente?
Nem sempre um diferente, mas um verificado com os dados do motor para hidrogênio e também para gás natural. A divisão de calor entre os circuitos pode mudar com o combustível, e o radiador precisa atender os dois casos.
O que dual-fuel significa para o sistema de arrefecimento?
O motor tem um modo a gás e um modo com combustível líquido, cada um com seu próprio balanço térmico. O radiador é projetado para suportar o mais exigente dos dois no dia mais quente.
Um radiador existente pode permanecer quando o motor for convertido para hidrogênio?
Às vezes. Depende de como os dados do motor mudam após a conversão. Envie os dados do radiador atual e os novos dados do motor, e a unidade existente pode ser verificada antes que qualquer coisa seja substituída.
Quais dados do motor devo pedir ao fabricante do motor?
A carga térmica, a vazão e as temperaturas de cada circuito de arrefecimento para cada combustível em que o motor possa operar, ou uma declaração de que esses valores não mudam entre os modos.
Um local com hidrogênio altera os motores dos ventiladores?
Pode alterar. Se o radiador estiver em uma área com regras de proteção contra explosão ou perto dela, os motores dos ventiladores e a fiação precisam atendê-las, por isso a classificação de áreas do local deve constar na consulta.
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