Високоефикасни котлови са принудним вентилатором за модерне индустријске котлове

Савремени индустријски котлови су под све већим притиском да смање потрошњу горива уз одржавање стабилног сагоревања и поуздане производње. Вентилатор са принудном промјеном игра важну улогу јер доводи ваздух за сагоревање у пећ и мора да савлада отпор канала, клапни, предгрејача ваздуха, горионика и друге опреме. Високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла треба стога одабрати према стварној радној тачки, а не једноставно бирати већи мотор или вентилатор већег капацитета.

Започните избор вентилатора помоћу функције котла

Први корак је да се утврди колико ваздуха за сагоревање заиста захтева котао. Ово зависи од капацитета котла, врсте горива, дизајна горионика или решетке, захтева за вишком ваздуха и очекиваног радног оптерећења. Котао на гас, котао на биомасу и котао на угаљ неће нужно захтевати исту стратегију протока ваздуха чак и при сличном топлотном капацитету. Приликом одабира високоефикасног вентилатора са принудном промјеном котла, инжењери треба да добију потребан проток ваздуха и притисак при нормалном и максималном оптерећењу котла пре него што упореде моделе вентилатора.

На пример, претпоставимо да индустријски котао захтева 28.000 м³/х ваздуха за сагоревање при пуном оптерећењу. Ако је нормално радно оптерећење само 70–80% пуног капацитета, одабир вентилатора искључиво ради максималног протока ваздуха може створити превелике радне услове током већег дела године. Бољи приступ је да се провери комплетан опсег оптерећења и утврди да ли контрола брзине, улазне водеће лопатице или неки други метод контроле могу држати вентилатор близу његовог ефикасног радног региона.

Израчунајте отпор система пре него што изаберете притисак вентилатора

Притисак вентилатора је још један параметар који се често потцењује у фази куповине. Вентилатор не само да превазилази отпор горионика. Ваздух може проћи кроз улазни екран, филтер, пригушивач, канале, клапне, предгрејач ваздуха, експанзионе секције, ветробран и регистар горионика. Губитак притиска од свих ових компоненти треба да буде укључен у рад вентилатора. Ово је посебно важно када се специфицира високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла за нови котао или пројекат реконструкције.

Размотримо практичан пример где горионик захтева 1.100 Па, предгрејач ваздуха изазива губитак од 650 Па, канали и фитинзи износе 850 Па, а остале компоненте доприносе још 350 Па. Основни отпор система је већ 2.950 Па. Ако је вентилатор изабран за само 2.500 Па, јер се купцу може сматрати само стварни притисак ваздуха након уградње. Одговарајући прорачун губитка притиска стога треба да се заврши пре него што се изабере коначни модел вентилатора.

Температура ваздуха може променити дизајн вентилатора

Вентилатори са принудном промјеном углавном раде са релативно чистим ваздухом за сагоревање, али температура тог ваздуха може значајно да варира када је инсталиран предгрејач ваздуха. Виша улазна температура мења густину ваздуха и може утицати на однос између запреминског протока ваздуха, масеног протока, притиска и снаге. Високоефикасни котао са принудним вентилатором треба да се процени на стварној улазној температури, а не на претпостављеним стандардним атмосферским условима.

На пример, захтев од 30.000 м³/х на 20°Ц није механички идентичан са 30.000 м³/х на 120°Ц. Инжењер треба да потврди стварну радну густину и температуру када проверава перформансе вентилатора и оптерећење мотора. Ако је температура виша од очекиване, распоред лежајева, дизајн вратила, заптивање, подмазивање и хлађење такође могу захтевати ревизију. Обезбеђивање нормалне и максималне температуре ваздуха у РФК-у може спречити да иначе одговарајући вентилатор буде погрешно наведен.

Снага мотора треба да буде резултат избора вентилатора

Снага мотора се нормално треба израчунати након што се утврди проток ваздуха, притисак, густина гаса и ефикасност вентилатора. Поједностављени однос је:

П = К × ΔП / η

где је П снага осовине вентилатора, К је проток ваздуха у м³/с, ΔП је притисак у Па, а η је укупна ефикасност вентилатора.

Претпоставимо да је потребан проток ваздуха 30.000 м³/х, што је приближно 8,33 м³/с. Ако је потребан притисак 3000 Па и процењена укупна ефикасност је 75%, израчуната снага је приближно 33,3 кВ. Коначни мотор би тада требало да буде изабран са одговарајућом инжењерском маргином на основу стварног рада и услова покретања. Ово је поузданији метод од примања захтева као што је „вентилатор котла од 30 кВ“ и покушаја да се вентилатор одреди само из снаге мотора. Правилно одабран високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла треба да има мотор усклађен са његовом стварном радном тачком.

Избегавајте превелику величину вентилатора

Предимензионирање је један од најлакших начина за стварање непотребне потрошње енергије у систему вентилатора котла. Вентилатор који је знатно већи од стварног захтева можда ће морати да ради са делимично затвореним клапном. Котао и даље може да прима потребну количину ваздуха, али део могућности притиска вентилатора се губи преко контролног уређаја.

Практично решење је поређење пројектне тачке са очекиваном радном тачком. На пример, ако котао нормално треба 24.000 м³/х на 2.800 Па, али одабрани вентилатор природно испоручује 32.000 м³/х при истој брзини, техничари ће можда морати непрекидно да гасе проток ваздуха. Уместо тога, бољи избор високоефикасног вентилатора са принудном промјеном котла би поставио нормалну радну тачку ближе ефикасном региону вентилатора док би и даље одржавао довољну резерву за максимално оптерећење котла.

Контрола променљиве брзине може да смањи потрошњу енергије делимичног оптерећења

Оптерећење котла се мења током дана, тако да вентилатор не мора нужно да ради пуном брзином непрекидно. Са одговарајућим променљивим фреквентним погоном, брзина вентилатора се може подесити према захтевима ваздуха за сагоревање. Код центрифугалних вентилатора, проток ваздуха је приближно пропорционалан брзини, притисак се мења приближно са квадратом брзине, а снага се мења приближно са коцком брзине.

На пример, смањење брзине вентилатора на 80% теоретски смањује потребу за снагом вентилатора на око 51% у упоредивим условима. Стварна уштеда зависи од отпора система и стратегије управљања, али кубни однос показује зашто контрола брзине може бити драгоцена. Када је високоефикасни котловски вентилатор упарен са одговарајућим контролним системом, вентилатор може ближе да реагује на оптерећење котла уместо да константно ствара вишак притиска и троши га кроз клапну.

Практични случај: Смањење прекомерне снаге вентилатора

Замислите бојлер који ради са приближно 70% оптерећења током већег дела времена производње. Оригинални ФД вентилатор је изабран за 40.000 м³/х на 4.000 Па, док је стварни рад захтевао приближно 27.000 м³/х на 3.000 Па. Оператер је контролисао проток ваздуха углавном кроз клапне, а мотор је наставио да ради близу номиналне брзине.

Први корак не би требало да буде замена мотора. Техничари треба да евидентирају проток ваздуха, притисак вентилатора, струју мотора, брзину вентилатора, положај клапне и оптерећење котла на неколико радних тачака. Ако подаци потврђују да вентилатор константно ради далеко од захтеване радне тачке, боље решење може бити правилно усклађен високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла са контролом променљиве брзине. Потенцијално побољшање би онда требало да буде верификовано упоређивањем потрошње кВх по радном сату пре и после модификације, а не ослањањем на процењене уштеде.

Ефикасност вентилатора није једини показатељ учинка

Вентилатор са високом каталошком ефикасношћу није аутоматски најефикасније решење за сваки котао. Једнако је важна и радна тачка система. Вентилатор може имати одличну вршну ефикасност при једном протоку ваздуха и притиску, али лоше функционише ако стварни котао ради далеко од те тачке.

Из тог разлога, инжењери би требало да испитају криву перформанси вентилатора заједно са кривом отпора система. Пресек ових кривих представља приближну радну тачку. Изабрани високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла би идеално требало да ради унутар стабилног и ефикасног дела криве перформанси у нормалним условима, уз одржавање довољног капацитета за максималну потражњу котла.

Инсталација може утицати на ефикасност у стварном свету

Чак и правилно одабран вентилатор може лоше радити ако се инсталацијом не рукује правилно. Улазна турбуленција, оштра колена близу улаза вентилатора, недовољна равна дужина канала, цурење ваздуха, неправилна ротација, лоше поравнање, лабави завртњи на основу и прекомерне вибрације могу утицати на перформансе.

Током пуштања у рад, техничари прво треба да провере смер ротације, а затим да забележе проток ваздуха, притисак, струју мотора, температуру лежаја, вибрације и брзину вентилатора. Ова мерења пружају корисну основу. Ако је струја мотора неочекивано висока, узрок може бити превелик проток ваздуха, превелико оптерећење система, неправилна ротација, механички проблеми или радна тачка која се разликује од оригиналног дизајна. Квалитет уградње је стога суштински део добијања очекиваних перформанси од високоефикасног вентилатора са принудном вуцом.

Одржавање треба да се фокусира на оперативне трендове

Вентилатори са принудном струјом обично раде са чистијим ваздухом од вентилатора са индукованим вуком, али и даље захтевају редовну проверу. Температуру лежаја, вибрације, подмазивање, стање спојнице, поравнање вратила, стање радног кола и темељних вијака треба пратити у складу са радним окружењем и планом одржавања.

Праћење тренда је корисније од чекања на неуспех. На пример, ако се вибрација повећа са 2,5 мм/с на 4,0 мм/с током неколико месеци, техничари би требало да истраже разлог пре него што стање постане критично. Могући узроци укључују неравнотежу радног кола, пропадање лежаја, неусклађеност спојнице, олабављене завртње или наслаге на ротирајућем склопу. Редовно праћење може значајно побољшати поузданост високоефикасног вентилатора за принудну промену котла у континуираном индустријском раду.

Које информације треба дати за цитат навијача?

За нови пројекат, корисни РФК треба да садржи најмање потребан проток ваздуха, статички или укупни притисак, улазну температуру, врсту горива, капацитет котла, опсег радног оптерећења, надморску висину, напон и фреквенцију мотора, метод управљања, распоред инсталације и смер ротације. Ако вентилатор замењује постојећу јединицу, постојећа натписна плочица вентилатора, подаци о перформансама, информације о мотору, димензије канала и стварна радна мерења су такође драгоцени.

Ако је једина доступна информација снага мотора — на пример, „потребан је вентилатор од 160 кВ“ — избор је још увек непотпун. Неколико различитих вентилатора би потенцијално могло да користи мотор од 160 кВ док има потпуно различите карактеристике протока ваздуха и притиска. Произвођач стога треба да затражи стварну радну тачку пре него што потврди високоефикасни вентилатор са принудном промјеном котла.

Финал Такеаваи

Побољшање ефикасности вентилатора котла није само ствар куповине вентилатора веће ефикасности. Право побољшање долази од усклађивања протока ваздуха, притиска, температуре, брзине вентилатора, снаге мотора и начина управљања стварним радним условима котла. Вентилатор одговарајуће величине такође смањује потребу за непотребним пригушивањем клапне и обезбеђује бољу контролу током промене оптерећења.

За савремене индустријске котлове, високоефикасни котао са принудним вентилатором треба да се третира као део комплетног система ваздуха за сагоревање, а не као изоловани део ротирајуће опреме. Правилним израчунавањем отпора система, провером стварне радне тачке, употребом одговарајуће контроле брзине и праћењем перформанси након пуштања у рад, постројења могу постићи стабилније сагоревање, мању потрошњу електричне енергије и поузданији дугорочни рад.