Решенијата на вентилаторот предизвикани од индустриски котел ја подобруваат ефикасноста на издувните гасови

Во индустриски котел, индуцираниот вентилатор често се третира како едноставен издувен уред. Во пракса, тој е еден од клучните делови на опремата што го контролира притисокот во печката, движењето на димните гасови, стабилноста на согорувањето и потрошувачката на помошна енергија. Правилно избраниот вентилатор на индустриски бојлер мора да го придвижи потребниот волумен на димните гасови додека го надминува отпорот на котелот, каналите, колекторот за прашина, чистачот, оџакот и другата опрема низводно.

Грешката што ја гледам најчесто е изборот на вентилатор со индуциран влечење на индустриски котел само врз основа на капацитетот на котелот или моќноста на моторот. Котел од 10 MW, на пример, автоматски не бара одредена големина на вентилаторот. Вистинската работна точка зависи од волуменот на димните гасови, температурата на гасот, отпорноста на системот, горивото, вишокот воздух, концентрацијата на прашина и притисокот потребен на излезот од печката.

1. Започнете со вистинската состојба на димни гасови

Првиот чекор во изборот на индустриски бојлер индуциран вентилатор е да се одреди вистинскиот волумен на гас на влезот на вентилаторот.

Ова е важно бидејќи температурата на димните гасови значително ја менува нејзината густина. Јачината пресметана во стандардни услови не може едноставно да се користи како работен волумен на вентилаторот без корекција.

На пример, да претпоставиме дека котелот произведува 30.000 Nm³/h димни гасови во стандардни услови и температурата на гасот на влезот на вентилаторот е 180°C. Приближниот вистински волумен може да се процени од:

Q2 = Q1 × (T2 / T1)

каде температурите се во Келвин.

Користејќи 20°C како референца:

30.000 × (453 / 293) ≈ 46.350 m³/h

Ова е суштинска разлика.

Ако вентилаторот е избран со 30.000 m³/h наместо приближно 46.350 m³/h на вистинската работна температура, инсталираниот вентилатор може да не го обезбеди очекуваниот нацрт.

За вентилаторот на индустриски бојлер, цитатните податоци треба да специфицираат дали протокот на воздух е даден во Nm³/h, Sm³/h или вистински m³/h, заедно со соодветната температура и притисок на гасот.

2. Пресметајте го вкупниот отпор на системот наместо да го погодите притисокот на вентилаторот

Притисокот на вентилаторот е исто толку важен како и протокот на воздух. Вентилаторот на индустриски бојлер треба да го надмине отпорот на целосната рута на димните гасови. Ова може да вклучува премини за гас на котелот, економајзери, предгрејачи на воздухот, циклони, филтри за вреќи, ESP, чистачи, амортизери, колена, делови за проширување, канали и оџак.

Практична пресметка на притисокот може да се организира како:

ΔPtotal = ΔP котел + ΔPduct + ΔОпрема + ΔPdamper + ΔPstack

Пресметката треба да се изврши при проектната состојба на гас.

Размислете за систем со:

Котел и дел за пренос на топлина: 850 Pa

Канали и колена: 450 Pa

Филтер за кеси: 1.200 Pa

Амортизери и преодни делови: 250 Pa

Загуби во оџакот и излезот: 350 Pa

Вкупниот проценет отпор е:

850 + 450 + 1.200 + 250 + 350 = 3.100 Pa

Инженерот потоа треба да воспостави соодветна маржа за дизајн врз основа на барањата на проектот наместо произволно да додава голем процент.

Ова е причината зошто два котла со слични капацитети може да бараат сосема различни модели на индустриски бојлер индуцирани вентилатори.

3. Не игнорирајте го вчитувањето прашина

Прашината е една од најголемите разлики помеѓу издувниот вентилатор на котелот и вентилаторот за вентилација со чист воздух.

Котел со биомаса, котел на јаглен, котел на отпад и котел на гас може да имаат многу различни карактеристики на прашина. Летечката пепел може постепено да го еродира работното коло, додека лепливите честички може да се акумулираат на сечилата.

Зголемувањето на работното коло создава уште еден проблем: нерамнотежа.

На пример, ако само неколку стотици грама материјал се акумулираат нерамномерно на големо работно коло, дистрибуцијата на масата се менува. Резултирачката центрифугална сила брзо се зголемува со брзината на ротација.

Поради оваа причина, вентилаторот на индустриски бојлер што работи со правливи димни гасови треба периодично да се проверува за:

Акумулација на пепел од работно коло

Ерозија на сечилото

Носење со најсовремена технологија

Состојба на вратило

Температура на лежиштето

Вибрации

Депозити на обвивка

Истекување на експанзионен зглоб

Ако вибрациите постепено се зголемуваат по неколку месеци работа, заменувањето на моторот обично не е првото нешто што треба да се направи. Прво треба да се проверат работното коло и работните услови.

4. Ефикасноста на вентилаторот е тесно поврзана со оперативната точка

Големиот вентилатор не значи автоматски поефикасен вентилатор. Вентилаторот со индуциран влечење на индустриски котел треба да работи блиску до потребната работна точка на неговата крива на перформанси. Ако вистинскиот систем бара 40.000 m³/h при 3.000 Pa, но избраниот вентилатор е дизајниран околу многу различна работна точка, системот може многу да се потпира на амортизерите за да го контролира протокот на воздух.

Амортизерот го намалува протокот со додавање отпор. Вентилаторот сè уште произведува притисок, но дел од тој притисок едноставно се троши преку амортизерот.

За континуирано работење на котелот, ова е често неефикасен начин за контрола на променливото оптоварување.

Контролата со променлива брзина обезбедува подобар пристап кога опсегот на работа го оправдува тоа. Законите за афинитет на вентилаторот покажуваат дека, под споредливи услови:

П ∝ Н

ΔP ∝ N²

P ∝ N³

Затоа, намалувањето на брзината на вентилаторот може да предизвика многу поголемо намалување на моќноста отколку само намалувањето на протокот на воздух.

На пример, намалувањето на брзината до 80% од првобитната брзина дава приближно:

Сооднос на моќност = 0,8³ = 0,512

Теоретската моќност на вентилаторот станува околу 51% од првобитната вредност, под претпоставка дека работните услови остануваат во опсегот на применливите закони за вентилаторот.

Вистинските заштеди зависат од кривата на системот, ефикасноста на моторот, загубите на VFD и работната точка, така што ова треба да се третира како инженерска проценка наместо гарантирано намалување од 49%.

5. VFD Control може да ја подобри работата со делумно оптоварување

Многу котли не работат постојано со 100% оптоварување.

За време на периоди на намалено производство, потребниот волумен на димни гасови се намалува. Ако вентилаторот за влечење индуциран од индустриски котел продолжи да работи со полна брзина додека амортизерот го контролира влечењето, електричната енергија може да биде непотребно висока.

Подобра стратегија за контрола е да се измери статичкиот притисок на печката или димните гасови и да се прилагоди брзината на вентилаторот според бараниот нацрт.

Типична контролна низа е:

Оптоварување на котелот → Сензор за притисок на влечење → PID контролер → VFD → ID Брзина на вентилаторот

Контролната цел не треба да биде едноставно „максимално вшмукување“. Прекумерниот негативен притисок може да внесе дополнителен воздух во печката или да влијае на условите на согорување.

Целта е контролиран негативен притисок, а не најголемиот можен негативен притисок.

Стратегијата за контрола на вентилаторот базирана на VFD, исто така, е документирана во апликациите на котлите како начин за поблиску усогласување на брзината на вентилаторот со потребниот притисок на чад и намалување на непотребниот проток на воздух и електрични загуби.

6. Практичен случај: Намалување на прекумерната потрошувачка на енергија

Размислете за котел за биомаса со следниве работни услови:

Капацитет на котелот: приближно 12 t/h пареа

Проток на димни гасови: 42.000 m³/h

Влезна температура на вентилаторот: 165°C

Потребен вкупен притисок: приближно 2.800 Pa

Постоен мотор: 75 kW

Постоечка брзина на вентилаторот: 1.480 вртежи во минута

Начин на контрола: влезен амортизер

Работно оптоварување: нормално 60–90%

Фабриката извести дека моторот на вентилаторот често работи во близина на нејзината номинална струја дури и кога производството на котелот е под максималниот капацитет.

Првата инспекција не откри очигледен дефект на лежиштето. Работното коло беше исто така структурно прифатливо.

Проблемот беше проследен до методот на контрола.

При приближно 65% оптоварување на котелот, вентилаторот сè уште работи блиску до целосната брзина, додека амортизерот за влез беше значително затворен. Затоа, вентилаторот произведуваше поголем притисок отколку што бараше системот, а амортизерот претвораше дел од тој притисок во дополнителен отпор.

Препорачаната модификација беше да се инсталира VFD и да се контролира ID вентилаторот според притисокот на нацртот на печката.

По пуштањето во работа, процедурата за работа беше променета така што брзината на вентилаторот го следеше оптоварувањето на котелот и притисокот на нацртот наместо да остане блиску до максималната брзина.

Важната лекција од овој случај е дека заменувањето на вентилаторот со поголем или помоќен модел не би го решил проблемот. Постојниот вентилатор на индустриски бојлер имаше доволен капацитет; проблем беше стратегијата за контрола.

7. Високата температура бара повеќе од работно коло отпорно на топлина

Температурата е уште еден параметар што треба да се потврди пред да се избере вентилатор на индустриски бојлер.

Кога температурата на димните гасови се зголемува, густината на гасот се намалува. При истиот масен проток, вистинскиот волуметриски проток станува поголем.

Високата температура влијае и на:

Термичка експанзија на вратилото

Распоред на лежиштата

Подмачкување

Проширување на куќиштето

Избор на материјал

Уредување на спојување

Локација на моторот

Барања за ладење

Аранжман за запечатување

За апликации на повисоки температури, структурата на вентилаторот треба да биде дизајнирана околу вистинската влезна температура, наместо едноставно да се избере стандарден вентилатор и да се претпостави дека може да се справи со топол гас.

Ако температурата значително се промени помеѓу стартувањето и нормалната работа, треба да се земе предвид и термичка експанзија при порамнување на вратилото, лежиштето и спојката.

8. Што да се провери кога вентилаторот за лична карта не може да одржува нацрт

Кога вентилаторот индуциран од индустриски котел не може да го одржи потребниот негативен притисок на печката, немојте веднаш да претпоставувате дека вентилаторот е помал.

Практична низа за решавање проблеми е:

Чекор 1 - Проверете ја вистинската брзина на вентилаторот

Потврдете ја фреквенцијата на моторот, брзината на ротација и излезот VFD.

Чекор 2 - Проверете ја положбата на амортизерот

Ако амортизерот е речиси целосно отворен и провевот останува недоволен, вентилаторот може да биде помал или отпорот на системот да се зголемил.

Ако амортизерот е силно пригушен, проблемот може да биде прекумерен капацитет на вентилаторот или несоодветна стратегија за контрола.

Чекор 3 - Измерете го притисокот пред и по главната опрема

Проверете го падот на притисокот преку:

Котел

Економајзер

Загревач на воздух

Циклон

Филтер за кеси

Прочистувач

Главен канал

Амортизер

Филтерот за валкана кеса може значително да ја зголеми отпорноста на системот.

Чекор 4 - Проверете го работното коло

Побарајте акумулација на пепел, ерозија, пукнатини, деформации и оштетување на сечилото.

Чекор 5 - Проверете ги вибрациите и лежиштата

Зголемените вибрации може да укажат на нерамнотежа, неусогласеност, влошување на лежиштето, лабавост или акумулација на работното коло.

Чекор 6 - Споредете ги вистинските податоци со оригиналната точка на дизајнирање

Запис:

Проток на воздух

Статички притисок

Брзина на вентилаторот

Моторна струја

Моќност на моторот

Температура на гасот

Притисок на печката

Вибрации

Овие податоци се многу покорисни отколку едноставно да се каже дека „вшмукувањето на вентилаторот е слабо“.

9. Зошто преголемата големина на вентилаторот на индустриски котел, исто така, може да биде проблем

Преголемата големина понекогаш се третира како безбедна опција бидејќи инженерите претпоставуваат дека „повеќе капацитет е подобро“.

Не е секогаш подобро.

Ако вентилаторот за влечење индуциран од индустриски котел е значително преголем, системот може да бара агресивно пригушување на амортизерите. Ова го зголемува губењето на притисокот и може да ја зголеми потрошувачката на електрична енергија.

Прекумерниот провев може да ги наруши и предвидените услови за согорување.

Подобар пристап е да се воспостави нормална работна точка, максимална работна точка, минимално очекувано оптоварување и идни работни барања пред да се избере вентилаторот.

На пример, ако котелот вообичаено работи помеѓу 60% и 90% оптоварување, изборот на вентилатор само врз основа на екстремен теоретски максимум може да резултира со машина која го поминува поголемиот дел од својот работен век подалеку од својот регион со најдобра ефикасност.

10. Најдобар навивач е оној што одговара на целиот систем

Перформансите на вентилаторот на индустриски бојлер не може да се оценуваат одделно од системот за издувни гасови на котелот.

Технички правилниот избор на навивачи треба да земе предвид:

Котел → Опрема за пренос на топлина → Собирач за прашина → Канали → Идентификатор → Оџак

Ако подоцна се инсталира нов филтер за вреќи, неговиот пад на притисокот може да ја промени работната точка на постоечкиот вентилатор. Слично на тоа, додавањето на чистач, менувањето гориво, зголемувањето на капацитетот на котелот или менувањето на оџакот може да ја промени потребната работа на вентилаторот.

Ова е причината зошто изборот на вентилатор треба да се заснова на целосниот отпор на системот наместо едноставно да одговара на стариот модел на вентилатор.

Заклучок

Ефикасниот индустриски бојлер индуциран вентилатор не е едноставно центрифугален вентилатор со висока моќност. Неговите реални перформанси зависат од тоа дали протокот на воздух, притисокот, температурата, оптоварувањето на прав, дизајнот на работното коло, методот на контрола и отпорноста на системот се правилно усогласени.

За нови инсталации, пресметајте го вистинскиот волумен на димните гасови и вкупната загуба на притисокот пред да го изберете вентилаторот. За проекти за замена, собирајте оперативни податоци пред да одлучите дека постоечкиот вентилатор е помал. За котли со променливо оптоварување, проценете ја VFD контролата наместо целосно да се потпирате на амортизерите.

Во практичното работење, најголемите придобивки често доаѓаат од релативно едноставни дејства: чистење на работното коло, корекција на прекумерната отпорност на системот, поправка на истекување на каналот, одржување на правилен нацрт на печката и усогласување на брзината на вентилаторот со вистинското оптоварување на котелот.

Целта не е да се направи посилно да работи вентилаторот на индустриски бојлер. Целта е да се направи да го испорача токму она што му треба на котелот - со најниска разумна потрошувачка на енергија и стабилна работа во целиот опсег на оптоварување.