Suure tõhususega katelde sundtõmbega ventilaatorilahendused kaasaegsetele tööstuskateldele

Kaasaegsed tööstuslikud katlad on üha suurema surve all, et vähendada kütusekulu, säilitades samal ajal stabiilse põlemise ja usaldusväärse tootmise. Sundtõmbeventilaator mängib olulist rolli, kuna see varustab ahju põlemisõhku ja peab ületama kanalite, siibrite, õhu eelsoojendite, põletite ja muude seadmete takistuse. Suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaator tuleks seetõttu valida tegeliku tööpunkti järgi, mitte lihtsalt valida suurema mootori või suurema võimsusega ventilaatori.

Alustage ventilaatori valimist boileri töörežiimiga

Esimene samm on kindlaks teha, kui palju põlemisõhku boiler tegelikult vajab. See sõltub katla võimsusest, kütuse tüübist, põleti või resti konstruktsioonist, liigse õhu vajadusest ja eeldatavast töökoormusest. Gaasiküttel töötav katel, biomassikatel ja söeküttel töötav katel ei vaja tingimata sama õhuvoolu strateegiat isegi sarnase soojusvõimsuse korral. Suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaatori valimisel peaksid insenerid enne ventilaatorimudelite võrdlemist saavutama vajaliku õhuvoolu ja rõhu katla normaalse ja maksimaalse koormuse juures.

Oletame näiteks, et tööstuslik katel vajab täiskoormusel 28 000 m³/h põlemisõhku. Kui tavaline töökoormus moodustab vaid 70–80% täisvõimsusest, võib ventilaatori valimine ainult maksimaalse õhuvoolu jaoks tekitada suurema osa aastast töötingimusi. Parem lähenemisviis on kontrollida kogu koormusvahemikku ja teha kindlaks, kas kiiruse reguleerimine, sisselaskeava juhtlabad või mõni muu juhtimismeetod suudab hoida ventilaatori tõhusa tööpiirkonna lähedal.

Enne ventilaatori rõhu valimist arvutage süsteemi takistus

Ventilaatori rõhk on teine ​​parameeter, mida ostmise etapis sageli alahinnatakse. Ventilaator ei ületa mitte ainult põleti takistust. Õhk võib läbida sisselaskeava, filtri, summuti, torustiku, siibri, õhu eelsoojendi, paisumissektsiooni, tuulekasti ja põletiregistri. Kõigi nende komponentide rõhukadu tuleks lisada ventilaatori töökoormuse hulka. See on eriti oluline, kui määrate uue katla või moderniseerimisprojekti jaoks kõrge efektiivsusega katla sundtõmbeventilaatori.

Vaatleme praktilist näidet, kus põleti vajab 1100 Pa, õhueelsoojendi põhjustab 650 Pa kadu, kanal ja liitmikud moodustavad 850 Pa ning muud komponendid annavad veel 350 Pa. Süsteemi põhitakistus on juba 2950 Pa. Kui ventilaator on valitud ainult 2500 Pa jaoks, kuna ostja arvestas pärast paigaldamist ainuüksi põleti tegelikku õhurõhku oluliselt madalamaks. Seetõttu tuleks enne lõpliku ventilaatorimudeli valimist lõpule viia korralik rõhukao arvutus.

Õhutemperatuur võib muuta ventilaatori disaini

Sundtõmbeventilaatorid käitlevad üldiselt suhteliselt puhast põlemisõhku, kuid õhu eelsoojendi paigaldamisel võib selle õhu temperatuur oluliselt erineda. Kõrgem sisselasketemperatuur muudab õhu tihedust ja võib mõjutada mahulise õhuvoolu, massivoolu, rõhu ja võimsuse vahelist suhet. Suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaatorit tuleks hinnata pigem tegeliku sisselasketemperatuuri kui oletatava standardse atmosfääritingimuste järgi.

Näiteks nõue 30 000 m³/h temperatuuril 20 °C ei ole mehaaniliselt identne 30 000 m³/h temperatuuril 120 °C. Insener peaks ventilaatori jõudluse ja mootori koormuse kontrollimisel kinnitama tegelikku töötihedust ja temperatuuri. Kui temperatuur on oodatust kõrgem, võib ülevaatamist vajada ka laagrite paigutus, võlli konstruktsioon, tihendus, määrimine ja jahutus. Normaalse ja maksimaalse õhutemperatuuri pakkumine RFQ-s võib takistada muidu sobiva ventilaatori ebaõiget määramist.

Mootori võimsus peaks olema ventilaatori valiku tulemus

Mootori võimsus tuleks tavaliselt arvutada pärast õhuvoolu, rõhu, gaasi tiheduse ja ventilaatori efektiivsuse kindlaksmääramist. Lihtsustatud suhe on järgmine:

P = Q × ΔP / η

kus P on ventilaatori võlli võimsus, Q on õhuvool m³/s, ΔP on rõhk ühikutes Pa ja η on ventilaatori üldine kasutegur.

Oletame, et nõutav õhuvool on 30 000 m³/h, mis võrdub ligikaudu 8,33 m³/s. Kui nõutav rõhk on 3000 Pa ja hinnanguline üldine kasutegur on 75%, on arvestuslik võimsus ligikaudu 33,3 kW. Seejärel tuleks lõplik mootor valida sobiva tehnilise varuga, mis põhineb tegelikel töö- ja käivitustingimustel. See on usaldusväärsem meetod kui päringu, näiteks "30 kW boileri ventilaatori" vastuvõtmine ja ventilaatori määramine ainult mootori võimsuse järgi. Õigesti valitud ülitõhusa katla sundtõmbeventilaatori mootor peaks sobima selle tegeliku tööpunktiga.

Vältige ventilaatori ülemõõtmist

Ülemõõtmine on üks lihtsamaid viise katla ventilaatorisüsteemis tarbetu energiakulu tekitamiseks. Tegelikust vajadusest oluliselt suurem ventilaator võib vajada töötamist osaliselt suletud siibriga. Katel võib siiski saada vajaliku koguse õhku, kuid osa ventilaatori survevõimest raisatakse üle juhtseadme.

Praktiline lahendus on võrrelda projekteerimispunkti eeldatava tööpunktiga. Näiteks kui boiler vajab tavaliselt 24 000 m³/h 2800 Pa juures, kuid valitud ventilaator annab loomulikult sama kiirusega 32 000 m³/h, peavad tehnikud õhuvoolu pidevalt drosseldama. Selle asemel asetaks parem suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaatori valik tavalise tööpunkti ventilaatori tõhusale piirkonnale lähemale, säilitades samas piisava reservi katla maksimaalse koormuse jaoks.

Muutuva kiirusega juhtimine võib vähendada osakoormusega energiatarbimist

Katla koormus muutub päeva jooksul, mistõttu ventilaator ei pea tingimata pidevalt täiskiirusel töötama. Sobiva muutuva sagedusega ajamiga saab ventilaatori kiirust reguleerida vastavalt põlemisõhu nõudlusele. Tsentrifugaalventilaatorite puhul on õhuvool ligikaudu võrdeline kiirusega, rõhk muutub ligikaudu kiiruse ruuduga ja võimsus muutub ligikaudu kiiruse kuubikuga.

Näiteks ventilaatori kiiruse vähendamine 80%-ni vähendab teoreetiliselt ventilaatori võimsusvajadust umbes 51%-ni võrreldavates tingimustes. Tegelik sääst sõltub süsteemi takistusest ja juhtimisstrateegiast, kuid kuupseos näitab, miks võib kiiruse reguleerimine olla väärtuslik. Kui kõrge kasuteguriga katla sundtõmbeventilaator on ühendatud sobiva juhtimissüsteemiga, suudab ventilaator paremini reageerida katla koormusele, selle asemel et tekitada pidevalt ülerõhku ja raisata seda läbi siibri.

Praktiline juhtum: ventilaatori liigse võimsuse vähendamine

Mõelge katlale, mis töötab suurema osa tootmisajast ligikaudu 70% koormusega. Algne FD ventilaator valiti kiiruseks 40 000 m³/h 4000 Pa juures, tegelikuks tööks oli aga vaja umbes 27 000 m³/h 3000 Pa juures. Operaator juhtis õhuvoolu peamiselt läbi siibri ja mootor jätkas töötamist nimipöörete lähedal.

Esimene samm ei tohiks olla mootori väljavahetamine. Tehnikud peaksid registreerima õhuvoolu, ventilaatori rõhku, mootori voolu, ventilaatori kiirust, siibri asendit ja katla koormust mitmes tööpunktis. Kui andmed kinnitavad, et ventilaator töötab pidevalt kaugel nõutavast tööpunktist, võib sobivalt sobitatud suure tõhususega katla sundtõmbeventilaator koos muutuva kiirusega juhtimisega pakkuda paremat lahendust. Potentsiaalset paranemist tuleks seejärel kontrollida, võrreldes eeldatava säästu asemel kWh-tarbimist töötunni kohta enne ja pärast muudatust.

Ventilaatori efektiivsus ei ole ainus jõudluse näitaja

Kõrge kataloogi efektiivsusega ventilaator ei ole automaatselt kõige tõhusam lahendus iga katla jaoks. Süsteemi tööpunkt on sama oluline. Ventilaatoril võib olla suurepärane maksimaalne efektiivsus ühe õhuvoolu ja rõhu juures, kuid see toimib halvasti, kui tegelik boiler töötab sellest punktist kaugel.

Sel põhjusel peaksid insenerid uurima ventilaatori jõudluse kõverat koos süsteemi takistuse kõveraga. Nende kõverate lõikepunkt tähistab ligikaudset tööpunkti. Valitud suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaator peaks ideaaljuhul töötama normaalsetes tingimustes jõudluskõvera stabiilses ja tõhusas osas, säilitades samas piisava võimsuse katla maksimaalseks nõudluseks.

Paigaldamine võib mõjutada tegelikku tõhusust

Isegi õigesti valitud ventilaator võib halvasti töötada, kui paigaldust ei käsitseta õigesti. Sisselaske turbulents, teravad põlved ventilaatori sisselaskeava lähedal, ebapiisav sirge kanali pikkus, õhuleke, vale pöörlemine, halb joondus, lahtised vundamendipoldid ja liigne vibratsioon võivad kõik jõudlust mõjutada.

Kasutuselevõtu ajal peaksid tehnikud esmalt kontrollima pöörlemissuunda ja seejärel registreerima õhuvoolu, rõhu, mootori voolu, laagri temperatuuri, vibratsiooni ja ventilaatori kiiruse. Need mõõtmised annavad kasuliku lähtetaseme. Kui mootori vool on ootamatult kõrge, võib põhjuseks olla liigne õhuvool, süsteemi liigne koormus, vale pöörlemine, mehaanilised probleemid või algsest konstruktsioonist erinev tööpunkt. Paigalduskvaliteet on seetõttu ülitõhusa katla sundventilaatori eeldatava jõudluse saavutamise oluline osa.

Hooldus peaks keskenduma tegevussuundadele

Sundtõmbeventilaatorid töötavad tavaliselt puhtama õhuga kui indutseeritud tõmbeventilaatorid, kuid need nõuavad siiski regulaarset kontrolli. Laagrite temperatuuri, vibratsiooni, määrimist, siduri seisukorda, võlli joondamist, tiiviku seisukorda ja vundamendi polte tuleks jälgida vastavalt töökeskkonnale ja hoolduskavale.

Trendi jälgimine on kasulikum kui rikke ootamine. Näiteks kui vibratsioon tõuseb mitme kuu jooksul 2,5 mm/s-lt 4,0 mm/s-ni, peaksid tehnikud enne kriitiliseks muutumist põhjust uurima. Võimalikud põhjused on tiiviku tasakaalustamatus, laagrite halvenemine, haakeseadise vale joondamine, lõdvenenud poldid või sadestused pöörleval sõlmel. Regulaarne jälgimine võib märkimisväärselt parandada suure tõhususega katla sundtõmbeventilaatori töökindlust pidevas tööstuslikus töös.

Millist teavet tuleks fännipakkumise jaoks esitada?

Uue projekti puhul peaks kasulik RFQ sisaldama vähemalt nõutavat õhuvoolu, staatilist või kogurõhku, sisselasketemperatuuri, kütuse tüüpi, katla võimsust, töökoormuse vahemikku, kõrgust merepinnast, mootori pinget ja sagedust, juhtimismeetodit, paigalduskorraldust ja pöörlemissuunda. Kui ventilaator asendab olemasolevat seadet, on väärtuslikud ka olemasoleva ventilaatori nimesilt, jõudlusandmed, mootoriteave, kanali mõõtmed ja tegelikud töömõõtmised.

Kui ainsaks saadaolevaks teabeks on mootori võimsus – näiteks "vaja on 160 kW ventilaatorit" -, on valik endiselt puudulik. Mitmed erinevad ventilaatorid võivad potentsiaalselt kasutada 160 kW mootorit, kuid neil on täiesti erinevad õhuvoolu ja rõhu omadused. Seetõttu peaks tootja küsima tegelikku tööpunkti enne suure tõhususega katla sundtõmbeventilaatori kinnitamist.

Lõplik Takeaway

Katla ventilaatori efektiivsuse parandamine ei seisne lihtsalt kõrgema kasuteguriga ventilaatori ostmises. Tõeline paranemine tuleneb õhuvoolu, rõhu, temperatuuri, ventilaatori kiiruse, mootori võimsuse ja juhtimismeetodi sobitamisest katla tegelike töötingimustega. Õige suurusega ventilaator vähendab ka vajadust siibri tarbetu drosseliga ja tagab parema juhitavuse koormuse muutmise ajal.

Kaasaegsete tööstuskatelde puhul tuleks suure kasuteguriga katla sundtõmbeventilaatorit käsitleda pigem täieliku põlemisõhusüsteemi osana kui isoleeritud pöörleva seadmena. Süsteemi takistuse korrektse arvutamise, tegeliku tööpunkti kontrollimise, sobiva kiiruse reguleerimise ja jõudluse jälgimise abil pärast kasutuselevõttu saavad tehased saavutada stabiilsema põlemise, väiksema elektritarbimise ja usaldusväärsema pikaajalise töö.