Како да се намали потрошувачката на енергија во постојните индустриски центрифугални системи на вентилатори

Индустриски центрифугален вентилатор може да потроши значително количество електрична енергија кога работи непрекинато во производствена фабрика. Во многу постари системи за вентилација и издувни гасови, самиот вентилатор не е нужно неефикасен; поголемиот проблем е што индустрискиот центрифугален вентилатор често работи со поголема брзина, притисок или проток на воздух отколку што всушност бара процесот. Пред да ја заменат опремата, инженерите на постројката треба да ја измерат постојната работна состојба и да утврдат каде се користи вишокот енергија.

Започнете со вистински оперативни податоци

Првиот чекор во подобрувањето на системот за индустриски центрифугални вентилатори е да се воспостави сигурна основна работна линија. Снимајте проток на воздух, статички притисок, брзина на вентилаторот, струја на моторот, моќност на моторот, температура на лежиштето, вибрации и работни часови. Позицијата на амортизерот исто така треба да се запише бидејќи вентилаторот што работи со 100% брзина со силно затворен амортизер често е јасен показател за неусогласеност помеѓу капацитетот на вентилаторот и побарувачката на системот.

На пример, една фабрика може да има индустриски центрифугален вентилатор првично избран за 30.000 m³/h при 2.000 Pa, додека за тековниот процес потребни се само приближно 22.000 m³/h. Ако вентилаторот продолжи да работи со полна брзина и протокот на воздух е контролиран со амортизер, моторот сè уште троши голем дел од номиналната моќност. Мерењето на вистинските услови на системот ги обезбедува потребните информации пред да се направи каква било промена.

Проверете дали вентилаторот се гаси

Вообичаена можност за заштеда на енергија за индустриски центрифугален вентилатор се крие зад амортизерот за влез или излез. Амортизерот го намалува протокот на воздух со зголемување на отпорноста на системот, но директно не ја намалува брзината на вртење на вентилаторот. Затоа, моторот продолжува да го движи работното коло со иста брзина додека дел од достапниот притисок се троши преку амортизерот.

За време на инспекцијата, техничарите треба да го снимаат отворот на амортизерот и да го споредат со потребниот проток на воздух во процесот. Ако индустрискиот центрифугален вентилатор вообичаено работи со амортизерот само 50–60% отворен, инженерите треба да истражат дали наместо тоа може да се намали брзината на вентилаторот. Во соодветни апликации, инсталирањето на погон со променлива фреквенција (VFD) може да обезбеди многу подобра контрола од континуираното механичко пригушување.

Внимателно користете го намалувањето на брзината на вентилаторот

Намалувањето на брзината на вентилаторот може да доведе до значително намалување на потрошувачката на енергија бидејќи моќноста на центрифугалниот вентилатор брзо се менува со брзината. Во слични услови на системот, законите за афинитет на вентилаторот покажуваат дека протокот на воздух е приближно пропорционален на брзината, притисокот варира приближно со квадратот на брзината и моќноста варира приближно со коцката на брзината.

За индустриски центрифугален вентилатор кој работи на 50 Hz, намалувањето на брзината на 45 Hz претставува сооднос на брзина од 0,90. Теоретскиот сооднос на моќност е приближно:

P2 / P1 ≈ (45 / 50)3 = 0,729

Ова значи дека теоретската моќност на вентилаторот може да падне на приближно 73% од првобитната вредност, иако реалните заштеди зависат од кривата на системот, ефикасноста на моторот, загубите во преносот и работната точка. Затоа инженерите треба да го измерат системот по прилагодувањето наместо да претпоставуваат дека теоретската вредност секогаш ќе се постигне.

Исчистете го работното коло пред да ја промените опремата

Контаминацијата на работното коло е уште еден занемарен извор на загуба на енергија кај индустрискиот центрифугален вентилатор. Прашина, маслена магла, влакна или честички од процесот може да се акумулираат на сечилата и да го променат аеродинамичкиот профил. Тешките наслаги, исто така, можат да создадат нерамнотежа, зголемувајќи ги вибрациите и оптоварувањето.

Пред да менувате индустриски центрифугален вентилатор, проверете го работното коло преку влезната врата или по соодветна изолација и заклучување. Проверете дали има акумулација на прашина, ерозија, корозија, оштетени ножеви и наслаги концентрирани на едната страна од тркалото. Во еден практичен пример, вентилаторот за извлекување прашина покажа зголемени вибрации и намален проток на воздух по неколку месеци работа. Чистењето на работното коло го врати протокот на воздух и ги намали вибрациите без менување на куќиштето на моторот или вентилаторот.

Намалете го непотребниот отпор на системот

Индустрискиот центрифугален вентилатор не работи независно од системот на канали. Кога филтрите се блокираат, каналите акумулираат материјал, лактите се лошо наредени или амортизерите се делумно затворени, отпорот на системот се зголемува и вентилаторот мора да генерира поголем притисок.

Корисна теренска проверка треба да вклучува филтри, транзиции на канали, колена, пригушувачи, амортизери, разменувачи на топлина, чистачи и отвори за празнење. Ако филтерот има значително поголем пад на притисокот од неговата чиста состојба, заменувањето или чистењето на филтерот може да заштеди повеќе енергија отколку менувањето на самиот индустриски центрифугален вентилатор. Ова е особено важно во системите за собирање прашина каде отпорноста на филтерот постепено се зголемува при нормална работа.

Проверете дали вентилаторот работи на правилната точка

Секој индустриски центрифугален вентилатор има крива на перформанси што ја покажува врската помеѓу протокот на воздух, притисокот, брзината и ефикасноста. Вистинските работни услови треба да се споредат со кривата на вентилаторот на производителот секогаш кога се достапни сигурни работни податоци.

Да претпоставиме дека индустрискиот центрифугален вентилатор е дизајниран за 25.000 m³/h при 1.800 Pa, но моментално произведува 19.000 m³/h со 2.300 Pa. Разликата може да укаже на зголемен отпор на системот, неправилни поставки на амортизерите, промена во условите на процесот или точка на работа далеку од најдоброто ефикасно подрачје на вентилаторот. Едноставното инсталирање на поголем мотор нема да го реши основниот проблем. Системот прво треба да се анализира за да се утврди зошто работната точка е поместена.

Практичен случај: Намалување на потрошувачката на енергија во систем за вадење прашина

Размислете за постоечки индустриски центрифугален вентилатор што се користи за вадење прашина во работилница за обработка на метали. Вентилаторот беше управуван од мотор од 30 kW и работеше приближно 6.000 часа годишно. Мерењата покажаа дека процесот бара околу 18.000 m³/h, додека вентилаторот испорачува приближно 22.000 m³/h. Амортизерот за излез беше делумно затворен за да се контролира вишокот проток на воздух.

Фабриката инсталираше VFD и ја прилагоди брзината на индустрискиот центрифугален вентилатор за да одговара на потребниот проток на воздух. По пуштањето во работа, протокот на воздух се одржуваше во близина на потребната вредност на процесот додека моќноста на моторот значително се намали. Вистинската заштеда треба да се пресмета од измерените kW пред и по модификацијата. На пример, ако просечната влезна моќност падне од 24 kW на 16 kW, годишната потрошувачка на електрична енергија се намалува за приближно:

(24 − 16) × 6.000 = 48.000 kWh/год.

Овој пример, исто така, покажува зошто мерењето на вистинската моќност на моторот е покорисно отколку проценувањето на заштедите само од капацитетот на табличката со името на моторот.

Не ја намалувајте брзината под условот за процесот

Енергетската оптимизација не значи едноставно успорување на индустрискиот центрифугален вентилатор колку што е можно повеќе. Недоволниот проток на воздух може да предизвика лошо зафаќање на чад, прекумерна концентрација на прашина, нестабилност на притисокот во печката, прегревање или неисполнување на еколошките барања.

При прилагодување на индустриски центрифугален вентилатор, инженерите треба да воспостават минимален прифатлив проток на воздух и притисок врз основа на вистинскиот процес. За локална издувна вентилација, на пример, перформансите за снимање мора да останат соодветни на хаубата. За апликации во котел или печка, барањата за притисок и согорување во печката може да бидат поважни од едноставно намалување на протокот на воздух.

Проверете ги моторот, лежиштата и менувачот

Механичката состојба исто така влијае на ефикасноста на системот за индустриски центрифугални вентилатори. Истрошените лежишта, лошото подмачкување, неусогласеноста на вратилото, лизгањето на ременот, неправилното затегнување на ременот и проблемите со спојувањето може да ги зголемат механичките загуби и вибрациите.

За системи за индустриски центрифугални вентилатори управувани со ремен, техничарите треба да ја проверат состојбата и затегнатоста на ременот и да го потврдат усогласувањето на макарата. За конфигурации со директен погон, треба да се проверат порамнувањето на вратилото, состојбата на лежиштето и ефикасноста на моторот. Абнормалната струја на моторот не треба автоматски да се обвинува на моторот; Вистинската причина може да биде прекумерното оптоварување на вентилаторот, отпорноста на системот, механичкото триење или работните услови.

Кога замената на вентилаторот има повеќе смисла

Во некои случаи, постоечкиот индустриски центрифугален вентилатор е фундаментално преголем или има дизајн на работно коло што не одговара на тековниот процес. Ако вентилаторот работи континуирано далеку од неговиот ефикасен работен регион, повторените пригушувања и прилагодувања на брзината може да обезбедат само делумно решение.

Може да се земе предвид замена за индустриски центрифугален вентилатор кога постојниот вентилатор има сериозно абење, слаба аеродинамична ефикасност, несоодветни материјали, способност за прекумерен притисок или капацитет значително поголем од вистинскиот услов. Замената треба да се избере со измерен проток на воздух и притисок во системот, наместо едноставно да се совпаѓа со постојната моќност на моторот.

Практична листа за проверка за заштеда на енергија

Пред да го изменат индустрискиот центрифугален вентилатор, инженерите на постројката можат да ја користат следнава низа:

Измерете го вистинскиот проток на воздух и статичкиот притисок.

Снимајте ја влезната моќност и струја на моторот.

Снимајте ја брзината на вентилаторот и положбата на амортизерите.

Проверете го работното коло за прашина, корозија и абење.

Проверете ги загубите на притисокот во филтерот и каналот.

Споредете ги реалните работни услови со кривата на перформансите на вентилаторот.

Определете дали вентилаторот е преголем.

Оценете ја контролата на брзината на VFD каде што е применливо.

Проверете го моторот, лежиштата, ремените, спојките и усогласувањето на вратилото.

Повторно измерете го протокот на воздух, притисокот и моќноста по модификацијата.

Најефективниот пристап е да се третира индустрискиот центрифугален вентилатор како дел од целиот систем за ракување со воздухот наместо како изолирана машина. Во многу постројки, може да се постигнат значителни заштеди преку подобра контрола на работната точка, намален отпор на системот, редовно чистење на работното коло и соодветно регулирање на брзината без веднаш да се замени вентилаторот.

За постројки со опрема за вентилација или издувни гасови што постојано работат, дури и мало намалување на моќноста може да се акумулира во значителни годишни заштеди. Правилно оптимизираниот индустриски центрифугален вентилатор треба да ги обезбедува само протокот на воздух и притисокот што ги бара процесот, при најниска практична потрошувачка на енергија, додека одржува безбедно и стабилно работење.