O acionamento por trás dos motores refrigerados a água

Sobre o autor: Peter Svartsjö é gerente de contas da ABB LV IEC Motors, dando suporte a clientes marítimos. Ele tem quase 26 anos de experiência em vendas e marketing na ABB. Peter é bacharel em Administração Industrial pela Swedish Polytechnic em Vaasa.

Os vários locais em que os motores resfriados a água podem ser encontrados em um navio. Imagem: ABB

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Peter Svartsjö, da ABB, discute os benefícios de motores refrigerados a água para aplicações marítimas que exigem níveis de megawatt de potência, incluindo economia de espaço, aumento da eficiência energética e redução das necessidades de manutenção.

Os motores elétricos executam várias funções principais em embarcações marítimas - desde propulsão e propulsores até equipamentos de manuseio de convés, como guinchos, âncoras e bombas. Isso os torna essenciais para os proprietários e operadores de navios, pois sua confiabilidade e desempenho podem ter um impacto direto no bom funcionamento de toda a embarcação.

Arrefecimento a água e o caminho a seguir
Os motores refrigerados a ar são a opção tradicional, o que significa que eles exigem que o ar de refrigeração circule pelas nervuras de refrigeração da carcaça do motor. No entanto, como os motores marítimos geralmente são instalados em ambientes sujos e empoeirados, os espaços entre as nervuras podem ficar entupidos com detritos, reduzindo sua eficiência de resfriamento.

Sem operações regulares de limpeza, o motor começa a funcionar a temperaturas cada vez mais altas. Isso causa uma maior taxa de desgaste de componentes vitais, como rolamentos e enrolamentos. Isso requer manutenção adicional e, na pior das hipóteses, reduzirá a vida útil do motor, resultando em falha prematura e não planejada.

Por outro lado, a mudança para motores refrigerados a água que não exigem sistemas de ventilação externos não apenas reduz os custos de capital, como também permite uma área de instalação menor - em um navio que pode liberar espaço útil para outros equipamentos ou mais carga. Há também um benefício adicional, pois um motor resfriado a água pode ser vedado firmemente contra a entrada de poeira ou outros poluentes, o que o torna ideal para instalação em condições exigentes e carregadas de sujeira. Algumas considerações adicionais para um motor refrigerado a água:

Um exemplo de motor refrigerado a água fornecido pela ABB. Imagem: ABB Water Água limpa necessária: o método de resfriamento para motores resfriados a água requer apenas um fornecimento constante de água limpa da torneira, juntamente com um chiller, uma bomba e um sistema de tubulação para operar o circuito fechado de resfriamento a água para resfriar o motor quadro e peças ativas. Como o motor é independente da qualidade do ar ambiente, é capaz de fornecer operação constante, previsível e sem problemas por um longo período de tempo. A ausência de nervuras de resfriamento da estrutura resulta em uma estrutura externa relativamente suave, que permite maior qualidade da pintura do motor e reduz significativamente o acúmulo de poeira em comparação com um projeto resfriado a ar. E, se o pó se acumular, não poderá prejudicar o desempenho de refrigeração do motor ou ser ingerido em suas partes internas.

Costs Custos otimizados do ciclo de vida: Nas mesmas aplicações marítimas, um motor refrigerado a água geralmente terá um custo aprimorado do ciclo de vida em relação a um motor refrigerado a ar. Isso resulta principalmente de intervalos mais longos entre a manutenção e uma vida útil mais longa, principalmente porque os rolamentos e os enrolamentos são protegidos contra o superaquecimento que pode ocorrer caso o desempenho do sistema de refrigeração a ar seja comprometido - como quando a poeira se acumula.

Operation Operação mais silenciosa: em algumas aplicações marítimas, e especialmente quando uma embarcação está atracada, os níveis de ruído podem ser um problema, principalmente quando vários motores estão operando no mesmo local. Em um motor refrigerado a ar, a maior parte do ruído é produzida pelo ventilador. Isso significa que um motor refrigerado a água sem ventilador será significativamente mais silencioso.

 Economia de espaço: Existem instalações em que o espaço pode ter um valor real, especialmente em casas de máquinas ou outras aplicações abaixo do convés. Motores resfriados a água têm alta densidade de potência (em termos de quilowatts de saída por unidade de peso ou volume). Portanto, um motor resfriado a água pode oferecer o potencial de fornecer a mesma saída que um motor resfriado a ar equivalente em um espaço significativamente menor. Em alguns casos, pode haver outras eficiências e possibilidades de economia de espaço, pois o sistema de resfriamento a água também pode ser utilizado com outros equipamentos de resfriamento a água, como inversores de velocidade variável (VSDs), que de outra forma exigiriam seu próprio suprimento de água de resfriamento.

Novas aplicações impulsionam projetos de maior potência
O uso de motores elétricos resfriados a água não é novidade em si. Eles foram implantados na indústria marítima por mais de 50 anos em aplicações especiais onde o espaço é escasso e o ambiente hostil em termos de poeira, sujeira e umidade.

No entanto, com o advento de novos navios maiores, houve uma demanda conseqüente por maiores potências motoras. No entanto, permanecem as mesmas restrições de espaço e os requisitos para uma operação segura e confiável. É por isso que a indústria marítima tem sido fundamental para impulsionar o desenvolvimento de motores da classe megawatt com alta densidade de energia.

O novo motor de megawatt da ABB
Na liderança deste desenvolvimento está o novo M3LP 500 resfriado a água, o maior motor de camisa de baixa tensão (LV) da ABB até o momento. Em um tamanho de quadro 500, está disponível com saída de até 2 megawatt (MW), que atende à crescente demanda global por energia cada vez maior, minimizando a área de instalação devido à sua densidade de energia otimizada.

Além de fornecer mais energia por quilograma do que um motor resfriado a ar comparável, o M3LP 500 também é cerca de 20% menor.
O M3LP 500 tem uma temperatura de mídia de 38 ° C / 100 ° F e um fluxo de mídia de resfriamento de 15 gpm. Seu sistema de refrigeração interno é compatível com a maioria dos circuitos de refrigeração marítima. Portanto, não há necessidade de adaptação especial ou outro trabalho de configuração demorado antes da implantação do motor.
O novo motor oferece intervalos de manutenção prolongados, pois foi projetado especificamente para reduzir as necessidades de manutenção das principais partes ativas. Em particular, os rolamentos sensíveis ao desgaste são mantidos sempre frescos. Isso melhora a confiabilidade, aumenta os intervalos de manutenção e aumenta a vida útil do rolamento. O uso de componentes padronizados, incluindo os rolamentos, torna a substituição rápida e fácil.

As blindagens finais do motor são fáceis de desmontar e remontar, o que simplifica a manutenção e reduz o tempo de inatividade. As vedações de labirinto impedem a intrusão de umidade, poeira ou partículas e reduzem o desgaste nos componentes ativos do motor.

O motor M3LP está no início de sua jornada de produto. No entanto, as indicações são de que ele está abrindo uma série de novas aplicações interessantes. Isso inclui embarcações híbridas e também para funções especializadas, como acionar bombas de jato de água em dragas.