Вентилатори со принуден влечење на котел со високи перформанси за електрани и индустриски котли

Котелот не може да одржува стабилно согорување ако печката не ја прима вистинската количина на воздух за согорување. Во многу системи на индустриски котли, вентилаторот со принуден влечење е одговорен за снабдување со овој воздух и одржување на притисокот што го бараат горилникот и печката. Поради тоа, вентилаторите со принуден влечење на котел со високи перформанси не се избираат едноставно според моќноста на моторот. Треба да се земат предвид протокот на воздух, статичкиот притисок, температурата на гасот, надморската височина, отпорноста на системот, типот на гориво и опсегот на работа пред да се финализира вентилаторот.

Започнете со проток на воздух и притисок, а не со моќност на моторот

Една од најчестите грешки при изборот на вентилаторот на котелот е стартувањето со потребната моќност на моторот. Подобриот пристап е прво да се одреди потребниот волумен и притисок на воздухот. На пример, ако на котелот му се потребни 30.000 m³/h воздух за согорување при вкупен притисок од 3.500 Pa, вентилаторот треба да се избере околу оваа работна точка наместо прво да се избере мотор од 30 kW или 37 kW. Вентилаторите со принуден влечење на котелот со високи перформанси треба да работат блиску до нивниот ефикасен регион при нормално оптоварување наместо да се потпираат на пригушување на амортизерите за да се компензира за преголемиот вентилатор.

При пресметувањето на потребниот проток на воздух, инженерите треба да ја земат предвид потрошувачката на гориво на котелот и потребата од вишок воздух. Поедноставената пресметка може да започне од теоретската потреба за воздух за согорување и потоа да го примени потребниот коефициент на вишок воздух. Конечниот проектен проток на воздух, исто така, треба да содржи соодветна маржа за работни флуктуации. На пример, ако пресметаното барање е 25.000 m³/h, изборот на вентилатор за 40.000 m³/h без проверка на вистинската крива на системот може да резултира со прекумерен проток на воздух, поголема струја на моторот и непотребна потрошувачка на енергија. Затоа, вентилаторите со присилно испуштање на котелот со високи перформанси треба да се усогласат со вистинскиот систем за согорување наместо да се избираат само од протокот на воздух.

Статичкиот притисок зависи од целосниот воздушен систем

Притисокот на вентилаторот често се потценува бидејќи се зема предвид само условот за притисок на горилникот. Во вистинска инсталација на котел, воздухот минува низ влезниот канал, филтрите, амортизерите, предгрејачот на воздухот, пригушувачите, свиоците, деловите за проширување и системот на горилникот. Секоја компонента создава отпор. Потребата за притисок на вентилаторите со принуден влечење на котел со високи перформанси треба да ги вклучи овие загуби на проектираниот проток на воздух.

Практичната пресметка треба да го наведе секој отпор посебно. На пример, да претпоставиме дека горилникот бара 1.200 Pa, предгрејачот на воздухот предизвикува загуба од 700 Pa, каналниот систем изнесува 900 Pa, а другите компоненти додаваат уште 400 Pa. Основниот отпор на системот е веќе околу 3.200 Pa. Откако ќе се дозволи разумна работна маржа, вентилаторот можеби ќе треба да испорача приближно до 3.800 Pa воздух. Овој метод е многу посигурен од изборот на вентилатор само од притисокот на горилникот.

Температурата има директен ефект врз изборот на вентилаторот

Треба да се дефинира и температурата на воздухот за согорување пред да се нарача вентилаторот. Ако вентилаторот се справува со нормален амбиентален воздух, дизајнот е релативно едноставен. Меѓутоа, кога температурата на воздухот се зголемува поради претходно загревање на воздухот или условите на процесот, густината на гасот се намалува и се менуваат реалните работни перформанси на вентилаторот. Вентилаторите со присилно испуштање на котелот со високи перформанси мора да бидат дизајнирани според вистинската влезна температура, а не само според стандардната атмосферска состојба.

На пример, вентилаторот што ракува со 30.000 m³/h воздух на 20°C не ја доживува истата густина на гас како вентилаторот кој ракува со истиот волумен на 120°C. Конверзијата на притисокот, моќноста на вратилото, распоредот на лежиштата и барањата за ладење треба соодветно да се проверат. Ако температурата е значително повисока од нормалната, производителот можеби ќе треба да размисли за различен распоред на лежиштето, дизајн на вратило, метод на запечатување или конфигурација на ладење. Обезбедувањето на вистинската работна температура во фазата на RFQ може да спречи поголеми проблеми подоцна.

Контролата на вентилаторот е исто толку важна како и изборот на вентилатор

Оптоварувањето на котелот ретко останува константно во текот на денот. Вентилаторот што работи со полна брзина додека котелот работи со делумно оптоварување може да троши значителна енергија. Поради оваа причина, вентилаторите со присилно испуштање на котелот со високи перформанси често се користат со погони со променлива фреквенција или други контролни системи кои овозможуваат протокот на воздух да ја следи побарувачката на котелот.

За центрифугалните вентилатори, законите за афинитет даваат корисна референца. Приближно, протокот на воздух варира со брзината на вентилаторот, притисокот варира во зависност од квадратот на брзината, а моќноста варира со коцката на брзината. Ова значи дека намалувањето на брзината на вентилаторот може значително да ја намали потрошувачката на енергија. На пример, ако вентилаторот работи со 80% од неговата оригинална брзина, неговата теоретска потреба за моќ може да падне на околу 51% од првобитната вредност под споредливи услови. Вистинскиот резултат зависи од кривата на системот и работната точка, но принципот објаснува зошто контролата на брзината може да биде многу поефикасна од постојаното пригушување на амортизерот.

Практичен пример: Подобрување на системот за FD вентилатор на котелот

Размислете за индустриски котел првично опремен со вентилатор дизајниран за 35.000 m³/h при 4.000 Pa. Меѓутоа, при нормално производство, на котелот му беа потребни само околу 27.000 m³/h. Операторите го контролираа протокот на воздух главно преку влезната амортизера, додека моторот работеше блиску до целосна брзина. Резултатот беше потрошувачка на енергија поголема од потребната и нестабилен проток на воздух при промена на оптоварувањето.

За овој тип на примена, вентилаторите со присилно влечење на котел со високи перформанси треба да се оценуваат според вистинскиот работен опсег наместо максималното можно оптоварување. Ревидираната селекција би можела да ја таргетира нормалната работна точка додека задржува доволен капацитет за максимална побарувачка на котелот. Ако контролниот систем дозволува работа со променлива брзина, вентилаторот потоа може да ја намали брзината додека се намалува оптоварувањето на котелот. Пред да ја направат промената, техничарите треба да го снимаат протокот на воздух, притисокот на вентилаторот, струјата на моторот, брзината на вентилаторот и оптоварувањето на котелот при неколку работни услови. Овие мерења ја обезбедуваат основната линија потребна за да се потврди дали новата конфигурација навистина ги подобрува перформансите.

Изборот на моторот треба да ја следи должноста на вентилаторот

Откако ќе се знаат протокот на воздух, притисокот, температурата, густината на гасот и ефикасноста на вентилаторот, моќноста на вратилото може да се процени користејќи ја врската помеѓу протокот на воздух, притисокот и ефикасноста. Поедноставена пресметка е:

Моќност на вентилаторот ≈ Q × ΔP / η

каде што Q е проток на воздух во m³/s, ΔP е притисок во Pa, а η ја претставува вкупната ефикасност на вентилаторот.

На пример, при 30.000 m³/h, протокот на воздух е приближно 8,33 m³/s. Ако потребниот притисок е 3.500 Pa и вкупната ефикасност е 75%, проценетата моќност на вентилаторот е приближно 38,9 kW. Моторот не треба да се избира токму со оваа пресметана вредност. Вообичаено е потребна соодветна маржа за сервисирање, притоа избегнувајќи прекумерно преголеми димензии. Ова е причината зошто Вентилаторите со присилно испуштање на котелот со високи перформанси треба да се изберат заедно со моторот наместо да се третираат вентилаторот и моторот како независни компоненти.

Работното коло и селекцијата на материјали се важни при континуирана работа

Вентилаторот со принуден влечење на котелот може да се справи со релативно чист воздух, но работните услови сепак можат да влијаат на работното коло. Прашина, влага, корозија, висока температура и повторено термичко возење може да го намалат работниот век. Дијаметарот на работното коло, профилот на сечилото, аголот на сечилото, брзината на ротација и дебелината на материјалот треба да се земат предвид според работната точка.

За апликации кои вклучуваат абразивни честички или корозивен воздух, стандардниот јаглероден челик можеби не е секогаш најдоброто решение. Во зависност од работната средина, работното коло може да бара конструкција отпорна на абење, материјал отпорен на корозија, заштитна обвивка или друг прилагоден дизајн. За вентилаторите со присилно испуштање на котел со високи перформанси, изборот на материјалот треба да се заснова на реалниот состав на гасот и работната температура, наместо едноставно да се избере материјалот со најсилниот изглед.

Пуштањето во употреба треба да вклучува повеќе од проверка на ротација

По инсталацијата, пуштањето во работа треба да се врши систематски. Прво проверете ја основата, завртките за прицврстување, порамнувањето на вратилото, спојката, подмачкувањето, состојбата на лежиштето, електричните приклучоци и насоката на вртење. Вентилаторот потоа треба да се вклучи при контролирана работна состојба додека техничарите ги следат вибрациите, температурата на лежиштето, струјата на моторот, протокот на воздух и притисокот.

Корисна постапка на терен е да се снимаат податоците за вентилаторот на неколку точки на оптоварување наместо да се мери само едно мерење. На пример, мерењата може да се снимаат при приближно 50%, 75% и 100% оптоварување на котелот. Ова создава оперативна референца за идно решавање проблеми. Ако вибрациите или струјата на моторот постепено се зголемуваат во текот на неколку недели, техничарите можат да ги споредат новите отчитувања со оригиналните податоци за пуштање во работа. Вентилаторите со принуден влечење на котелот со високи перформанси функционираат сигурно долгорочно само кога податоците за инсталација и работа се следат по пуштањето во употреба.

Вообичаените проблеми обично започнуваат надвор од вентилаторот

Кога FD вентилаторот на котелот не успее да го постигне очекуваниот проток на воздух, заменувањето на вентилаторот не треба да биде првиот одговор. Вистинскиот проблем може да биде блокиран филтер, прекумерна отпорност на каналот, неправилна положба на амортизерот, нечистотија во предгрејачот на воздухот, отпорност на пламеникот, лизгање на ременот, неправилно вртење на вентилаторот или промена во работните услови на котелот.

На пример, ако брзината на вентилаторот и струјата на моторот останат нормални, но протокот на воздух е намален, техничарите прво треба да го споредат тековниот отпор на системот со оригиналните податоци за пуштање во работа. Ако падот на притисокот низ филтерот или предгрејачот на воздухот е значително зголемен, системот - не мора вентилаторот - го ограничува протокот на воздух. Овој дијагностички пристап може да спречи непотребна замена на вентилаторот и помага да се одржат очекуваните перформанси на вентилаторите со присилно влечење на котел со високи перформанси.

Избор на вистинскиот вентилатор за електрана или индустриски котел

За нов проект за котел, RFQ треба да обезбеди доволно информации за производителот да направи избор заснован на инженерство. Во најмала рака, потребните податоци треба да вклучуваат проток на воздух, статички или вкупен притисок, температура на влезот, состав на гас, надморска височина, работна фреквенција, напојување, барања за брзина на вентилаторот, распоред на инсталација, насока на ротација и префериран метод на контрола.

За приспособен проект, исто така е корисно да се обезбедат капацитетот на котелот, типот на гориво, информациите за горилникот, распоредот на каналот, загубата на притисокот на предгрејачот на воздухот и очекуваниот работен опсег. Со овие параметри, производителот може заедно да ја процени кривата на вентилаторот, моќноста на моторот, дизајнот на работното коло, распоредот на лежиштата, материјалот и методот на контрола. Ова е правилен инженерски пристап за специфицирање на вентилатори со принуден влечење на котел со високи перформанси за индустриска услуга која бара многу.

Завршно готово

Вентилаторот на котел со високи перформанси не се дефинира со голем мотор или висок максимален проток на воздух. Неговите реални перформанси се одредуваат според тоа колку точно вентилаторот одговара на реалните работни услови на котелот. Правилните пресметки на протокот на воздух и притисокот, правилниот избор на температура и материјал, ефикасна контрола на брзината, соодветната димензија на моторот и дисциплинираното пуштање во работа придонесуваат за сигурна работа.

За електрани и индустриски котли, вентилаторите со присилно испуштање на котли со високи перформанси на крајот треба да се третираат како дел од целосниот систем за согорување-воздух. Кога вентилаторот е избран од вистински оперативни податоци наместо од еден номинален параметар, можно е да се постигне постабилно согорување, помала непотребна потрошувачка на енергија и подобра долгорочна доверливост на опремата.