Вентилаторите со принуден влечење на котелот поддржуваат стабилно снабдување со воздух со согорување во индустриските постројки

Во индустриски котел, стабилноста на согорувањето зависи од повеќе од самиот пламеник. Системот за согорување мора да ја прими вистинската количина на воздух при потребниот притисок, дури и кога се менува оптоварувањето на котелот. Вентилаторите со принуден истегнување на котелот го обезбедуваат овој воздух за согорување со туркање на амбиенталниот или претходно загреаниот воздух кон пламеникот, ветрот, решетката или печката. Во системите со балансиран влечење, вентилаторот со принуден нацрт работи заедно со индуцираниот вентилатор за да го контролира протокот на воздух низ котелот.

Зошто е важно снабдувањето со воздух со согорување

Горивото не може ефикасно да согорува ако достапниот кислород е недоволен. Во исто време, едноставно снабдување со повеќе воздух не е решение. Вишокот воздух ја апсорбира топлината и носи дополнителна топлина низ оџакот, што може да ја намали ефикасноста на котелот. Поради оваа причина, вентилаторите со принуден истегнување на котелот треба да обезбедат доволен проток на воздух низ целиот работен опсег наместо едноставно да произведуваат максимален можен волумен на воздух.

На пример, земете го предвид котелот на биомаса кој работи помеѓу 60% и 100% оптоварување. Ако вентилаторот работи со речиси целосна брзина без оглед на оптоварувањето на котелот, системот може да добие прекумерен воздух за согорување при мало оптоварување. Подобриот пристап е да се контролира протокот на воздух според реалната побарувачка на гориво, со користење на влезната амортизера, влезната водилка или VFD во зависност од дизајнот на системот. Истражувањето за контрола на променливата брзина на котларата исто така ја покажа врската помеѓу работата на вентилаторот, вишокот воздух и ефикасноста на котелот. 

Не избирајте го вентилаторот само од моќта на моторот

Една од најчестите грешки при замена на вентилаторот на котелот е барањето мотор од 30 kW, 45 kW или 75 kW и очекувањето од производителот на вентилаторот да утврди сè од тој број. Моќноста на моторот е излез од процесот на селекција на вентилаторот, а не примарниот параметар за избор.

За вентилаторите со принуден влечење на котел, основните информации треба да вклучуваат:

Потребен проток на воздух, како што се m³/h или CFM

Потребен статички притисок или вкупен притисок

Температура на влезот на воздухот

Тип на гориво

Капацитет на котелот

Работна надморска височина

Очекуван опсег на оптоварување

Загуби на притисок во каналот и опремата

Отпорност на горилникот или решетката

Пад на притисокот на предгрејачот на воздухот, доколку е инсталиран

Контролен метод

Напон и фреквенција на моторот

Аранжман за инсталација на вентилаторот

Насока на ротација и позиција на излезот

Потребата за притисок треба да се пресмета од целосната воздушна патека. Канали, колена, амортизери, филтри, предгрејачи на воздух, кутии за ветер, регистри на горилници и други компоненти придонесуваат за отпор. 

Практичен пример за избор на навивачи

Да претпоставиме дека на индустриски котел му требаат 18.000 m³/h воздух за согорување при 2.200 Pa статички притисок под проектна работна состојба. Вентилаторот не треба да се избира едноставно како „вентилатор од 18.000 m³/h“.

Прво, инженерот треба да потврди дали 18.000 m³/h е вистинскиот потребен работен проток на воздух или дали веќе ја вклучува потребната проектна маржа. Следно, треба да се пресметаат загубите на притисокот помеѓу влезот на вентилаторот и печката.

На пример:

Загуба на воздушниот канал: 300 Pa

Загуба на амортизерите: 180 Pa

Загуба на предгрејачот на воздухот: 450 Pa

Загуба на ветрот и горилникот: 700 Pa

Други загуби на системот: 350 Pa

Потребна маржа: се оценува одделно според дизајнот на проектот

Изборот на вентилаторот потоа треба да се провери во однос на добиената работна точка наместо само со протокот на воздух. Ова е особено важно кога вентилаторите со принуден истегнување на котелот се користат како замена за постоечка единица, бидејќи промените на каналот или горилникот може да ја поместат вистинската работна точка.

Притисокот на вентилаторот и протокот на воздух мора да одговараат на котелот

Вентилаторот може да произведе голем проток на воздух при низок притисок и сепак да не го испорача потребниот воздух во печката. Спротивно на тоа, изборот на прекумерен притисок може да резултира со непотребно пригушување и поголема работна моќ.

Затоа е важна кривата на перформансите на вентилаторот. Дизајнерската точка треба да се наоѓа во соодветен регион на кривата на вентилаторот, со доволно контролен опсег за нормална работа на котелот.

За вентилаторите со принуден влечење на котел, вообичаено би проверил најмалку три работни точки:

Минимално стабилно оптоварување на котелот

Нормално оптоварување

Максимално континуирано оптоварување

Ако бојлерот вообичаено работи со оптоварување од 70–90%, вентилаторот не треба да се оптимизира само за теоретска точка од 100%. Вистинскиот работен опсег е важен бидејќи побарувачката на воздух за согорување се менува со внесот на гориво.

Контролата на VFD може да биде корисна, но автоматски не е најдоброто решение

Погоните со променлива фреквенција често се земаат во предвид за вентилаторите со принуден влечење на котелот бидејќи брзината на вентилаторот може да се прилагоди според оптоварувањето на котелот. За центрифугалните вентилатори, законите за вентилаторите даваат корисна основа за разбирање на ефектот од промените на брзината: протокот на воздух се менува приближно со брзината, притисокот се менува приближно со квадратот на брзината и моќноста се менува приближно со коцката на брзината.

Ова значи дека релативно малото намалување на брзината може да предизвика значително намалување на моќноста на вентилаторот.

Сепак, изборот на VFD треба да ги земе предвид и моторот, минималната работна брзина, одговорот на контролата, барањата за стартување, хармониците и потребната стратегија за контрола на протокот на воздух. VFD не треба едноставно да се додава бидејќи звучи поефикасно. Треба да се земе предвид целиот систем за контрола на котелот. Што се случува кога вентилаторот е помал?

Типични симптоми вклучуваат:

Вентилаторот работи блиску до максималната брзина

Неможност да се постигне потребниот проток на воздух

Низок кислород во печката

Нестабилно согорување

Зголемување на CO

Намалено производство на пареа

Поголема потрошувачка на гориво

Прекумерен пад на притисокот низ воздушниот систем

Амортизерот останува целосно отворен

Меѓутоа, пред да го заменат вентилаторот, техничарите треба да потврдат дека проблемот е всушност капацитетот на вентилаторот. Нечист филтер, блокиран канал, неправилно поставен амортизер, нечист воздух или изменет пламеник може да ја зголеми отпорноста на системот и да создаде симптоми кои изгледаат како вентилатор со мала големина.

Пример на случај: Котел со биомаса со недоволен проток на воздух

Размислете за котел со биомаса првично дизајниран за приближно 15.000 m³/h воздух за согорување. По неколку години работа, централата се промени во повлажно гориво од биомаса.

Операторот забележал дека котелот повеќе не може да ја одржува претходната состојба на согорување при големо оптоварување. Првичната претпоставка беше дека вентилаторот на ФД станал премал.

Увидот на локацијата откри три важни услови:

Вентилаторот сè уште ја достигнуваше приближно својата оригинална дизајнерска брзина.

Влезниот амортизер беше речиси целосно отворен

Новото гориво содржеше значително повеќе влага.

Затоа, инженерскиот тим ги проверуваше потребите за воздух за согорување и притисокот во системот пред да одлучи за вентилатор за замена. Ова е важно бидејќи менувањето на горивото може да ги промени потребните услови за согорување; едноставно зголемување на големината на вентилаторот можеби нема да го реши основниот проблем со процесот.

Конечниот избор на вентилатор беше заснован на ревидираните барања за проток на воздух и притисок, наместо на стариот рејтинг на моторот.

Навивачот на FD и обожавател на ID мора да се земат предвид заедно

Во котел со балансирана струја, вентилаторот FD обезбедува воздух за согорување додека ID вентилаторот ги отстранува димните гасови и помага да се одржи потребниот притисок во печката. Овие два вентилатори вршат различни работи, но директно влијаат на истиот процес на согорување.

Ако страната FD испорачува значително повеќе воздух отколку што системот може да отстрани, притисокот во печката може да се зголеми. Ако страната на ID се повлече премногу силно во однос на влезниот воздух за согорување, може да се развие прекумерен негативен притисок.

Затоа, при заменувањето на вентилаторите со принуден влечење на котелот, корисно е да се провери и постојната должност на вентилаторот за ID. Новиот FD вентилатор треба да одговара на оперативниот опсег на целосниот систем за контрола на нацртот наместо да се оценува како изолиран дел од опремата.

Температурата на воздухот, исто така, влијае на изборот на вентилаторот

Температурата на воздухот за согорување треба да се специфицира пред да се одберат Вентилатори со принуден истегнување на котелот.

Ако вентилаторот се справува со амбиенталниот воздух, густината е различна од системот каде што воздухот поминал низ грејач на воздух. Како што се зголемува температурата на воздухот, неговата густина се намалува, што влијае на односот помеѓу волуметрискиот проток, масовниот проток, притисокот и моќноста на вентилаторот.

На пример, два системи може и двата да покажат 20.000 m³/h на хартија додека работат на значително различни температури на воздухот. Затоа, инженерската пресметка треба да ја утврди вистинската работна температура и основа на притисок, наместо да го третира волуменскиот број како независен од работните услови.

Ова станува особено важно кај котлите кои користат предгрејачи на воздух или друга опрема за обновување на топлина.

Проверки за одржување што не треба да се прескокнуваат

Дури и правилно избраниот вентилатор може да ги загуби перформансите поради проблеми со одржувањето. За вентилаторите со принуден влечење на котел, рутинската проверка треба да ги вклучи работното коло, лежиштата, вратилото, спојката, струјата на моторот, вибрациите, состојбата на влезот, положбата на амортизерот и каналот.

Ако протокот на воздух постепено се намалува додека брзината на вентилаторот останува непроменета, немојте веднаш да ја зголемувате брзината. Прва проверка:

Блокада на влезниот филтер

Отворање на амортизерите

Опструкција на каналот

Фаулирање на работното коло

Состојба на лежиштето

Состојба на појас или спојка

Ротација на вентилаторот

Системски притисок

Отпорност на горилникот или ветрот

Работно коло контаминирано со прашина или наслаги може да ја промени аеродинамичната состојба и да ја зголеми нерамнотежата. Зголемувањето на брзината за да се компензира може да го зголеми механичкото оптоварување без да го реши оригиналниот проблем. Кои информации треба да се испратат до производителот на вентилатори?

Практично RFQ може да вклучува:

Капацитет на котелот: 20 TPH

Гориво: биомаса / јаглен / природен гас / нафта

Потребен проток на воздух: 18.000 m³/h

Потребен притисок: 2.200 Pa

Температура на воздухот: 40°C

Надморска височина: 35 m

Работна фреквенција: 50 Hz

Напон на моторот: 415 V

Контрола: VFD

Инсталација: Внатрешна

Ротација: За да се потврди

Насока на излезот: Да се ​​потврди

Ако постојниот вентилатор се заменува, фотографиите, информациите за табличката со имиња, кривата на вентилаторот, податоците за моторот, димензиите на каналот и вистинските работни мерења се исто така исклучително корисни.

Колку се поцелосни оперативните податоци, толку е полесно да се изберат вентилатори со принуден влечење на котелот што одговараат на вистинската должност на котелот наместо да се избере модел од каталог само врз основа на номиналниот проток на воздух.

Конечни размислувања

Главната цел на вентилаторите со принуден истегнување на котелот е јасна: обезбедете му на системот за согорување стабилен, контролиран воздух на притисокот што го бара котелот. Инженерскиот предизвик е да се направи тој проток на воздух достапен низ целосниот работен опсег, а притоа да се контролира моќноста на вентилаторот, притисокот во печката, условите за согорување и механичката доверливост.

За нов проект за котел, вентилаторот треба да се избере од целосната пресметка на отпорот на страната на воздухот. За проект за замена, вистинските оперативни податоци треба да се споредат со оригиналната крива на вентилаторот пред да се одлучи дали проблемот е недоволен капацитет на вентилаторот, зголемен отпор на системот или промена во условите на согорување.

Затоа, добро избраниот вентилатор со принуден влечење на котелот не е едноставно вентилатор со голем проток на воздух. Тоа е компонента што одговара на горивото на котелот, системот за согорување, загубите на притисокот, работната температура, методот на контрола и очекуваниот опсег на оптоварување. Тоа е она што му овозможува на котелот да одржува стабилно согорување без непотребно трошење на моќноста на вентилаторот.