فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا برای نیروگاه ها و بویلرهای صنعتی

اگر کوره مقدار مناسبی از هوای احتراق را دریافت نکند، دیگ نمی تواند احتراق پایدار را حفظ کند. در بسیاری از سیستم های بویلر صنعتی، فن اجباری وظیفه تامین این هوا و حفظ فشار مورد نیاز مشعل و کوره را بر عهده دارد. فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا بنابراین صرفاً بر اساس قدرت موتور انتخاب نمی شوند. جریان هوا، فشار استاتیک، دمای گاز، ارتفاع، مقاومت سیستم، نوع سوخت و محدوده عملکرد همه باید قبل از نهایی شدن فن در نظر گرفته شوند.

با جریان هوا و فشار شروع کنید، نه با قدرت موتور

یکی از رایج ترین اشتباهات در انتخاب فن دیگ شروع به کار با توان موتور مورد نیاز است. روش بهتر این است که ابتدا حجم و فشار هوای مورد نیاز را تعیین کنید. برای مثال، اگر یک دیگ به 30000 متر مکعب در ساعت هوای احتراق با فشار کلی 3500 Pa نیاز دارد، فن باید حول این نقطه کار انتخاب شود نه اینکه ابتدا موتور 30 ​​کیلووات یا 37 کیلووات انتخاب شود. فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید به جای تکیه بر دریچه گاز دمپر برای جبران یک فن بزرگ، نزدیک به منطقه کارآمد خود تحت بار معمولی کار کنند.

هنگام محاسبه جریان هوای مورد نیاز، مهندسان باید مصرف سوخت دیگ و نیاز هوای اضافی را در نظر بگیرند. یک محاسبه ساده می تواند از نیاز هوای احتراق نظری شروع شود و سپس ضریب هوای اضافی مورد نیاز را اعمال کند. جریان هوای طراحی نهایی نیز باید دارای حاشیه مناسب برای نوسانات عملیاتی باشد. به عنوان مثال، اگر نیاز محاسبه شده 25000 m³/h باشد، انتخاب یک فن برای 40000 m³/h بدون بررسی منحنی واقعی سیستم ممکن است منجر به جریان هوای بیش از حد، جریان موتور بالاتر و مصرف انرژی غیرضروری شود. بنابراین فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید با سیستم احتراق واقعی مطابقت داده شوند تا اینکه فقط از جریان هوا انتخاب شوند.

فشار استاتیک به سیستم کامل هوا بستگی دارد

فشار فن اغلب دست کم گرفته می شود زیرا فقط فشار مشعل مورد نیاز است. در نصب دیگ بخار، هوا از مجرای ورودی، فیلترها، دمپرها، پیش گرمکن هوا، صدا خفه کن ها، خم ها، بخش های انبساط و سیستم مشعل عبور می کند. هر جزء مقاومت ایجاد می کند. فشار مورد نیاز فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید شامل این تلفات در جریان هوای طراحی شود.

یک محاسبه عملی باید هر مقاومت را به طور جداگانه فهرست کند. به عنوان مثال، فرض کنید مشعل به 1200 Pa نیاز دارد، پیش گرمکن هوا باعث تلفات 700 Pa می شود، سیستم مجرای 900 Pa دیگر را به خود اختصاص می دهد، و اجزای دیگر 400 Pa دیگر اضافه می کنند. مقاومت اولیه سیستم در حال حاضر حدود 3200 Pa است. پس از ایجاد حاشیه عملیاتی معقول، فن ممکن است نیاز داشته باشد که جریان هوای طراحی شده 3800-3800 را ارائه دهد. این روش بسیار قابل اعتمادتر از انتخاب یک فن از روی فشار مشعل به تنهایی است.

دما تأثیر مستقیمی بر انتخاب فن دارد

دمای هوای احتراق نیز باید قبل از سفارش فن تعریف شود. اگر فن هوای معمولی محیط را کنترل کند، طراحی نسبتاً ساده است. با این حال، هنگامی که دمای هوا به دلیل پیش گرم شدن هوا یا شرایط فرآیند افزایش می یابد، چگالی گاز کاهش می یابد و عملکرد واقعی فن تغییر می کند. فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید بر اساس دمای ورودی واقعی طراحی شوند، نه صرفاً شرایط استاندارد جوی.

به عنوان مثال، یک فن که 30000 متر مکعب در ساعت هوا را در دمای 20 درجه سانتیگراد مدیریت می کند، چگالی گاز مشابهی را با پنکه ای که با همان حجم در دمای 120 درجه سانتیگراد اداره می کند، تجربه نمی کند. تبدیل فشار، قدرت شفت، آرایش بلبرینگ و نیازهای خنک کننده باید بر این اساس بررسی شود. اگر دما به طور قابل توجهی بالاتر از حد معمول باشد، ممکن است سازنده نیاز به آرایش یاتاقان، طراحی شفت، روش آب بندی یا پیکربندی خنک کننده متفاوتی داشته باشد. ارائه دمای عملیاتی واقعی در مرحله RFQ می تواند بعداً از مشکلات عمده جلوگیری کند.

کنترل فن به اندازه انتخاب فن مهم است

بار دیگ بخار به ندرت در طول روز ثابت می ماند. یک فن با سرعت کامل در حالی که دیگ بخار با بار جزئی کار می کند می تواند انرژی قابل توجهی را هدر دهد. به همین دلیل، فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا اغلب با درایوهای فرکانس متغیر یا سایر سیستم های کنترلی کار می کنند که به جریان هوا اجازه می دهد تا تقاضای دیگ بخار را دنبال کند.

برای فن های گریز از مرکز، قوانین میل ترکیبی مرجع مفیدی است. تقریباً جریان هوا با سرعت فن، فشار با مجذور سرعت و توان با مکعب سرعت تغییر می‌کند. این بدان معناست که کاهش سرعت فن می تواند مصرف برق را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به عنوان مثال، اگر یک فن با 80 درصد سرعت اولیه خود کار کند، توان تئوری مورد نیاز آن می تواند در شرایط مشابه به حدود 51 درصد از مقدار اولیه کاهش یابد. نتیجه واقعی به منحنی سیستم و نقطه عملکرد بستگی دارد، اما این اصل توضیح می دهد که چرا کنترل سرعت می تواند بسیار کارآمدتر از فشار دادن مداوم یک دمپر باشد.

یک مثال عملی: بهبود سیستم فن FD بویلر

دیگ صنعتی را در نظر بگیرید که در اصل مجهز به یک فن طراحی شده برای 35000 m³/h با سرعت 4000 Pa بود. با این حال، در طول تولید معمولی، دیگ فقط به حدود 27000 m³/h نیاز داشت. اپراتورها جریان هوا را عمدتاً از طریق دمپر ورودی کنترل می کردند، در حالی که موتور نزدیک به سرعت کامل کار می کرد. نتیجه مصرف انرژی بیشتر از حد لازم و جریان هوای ناپایدار در طول تغییرات بار بود.

برای این نوع کاربرد، فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید بر اساس محدوده عملیاتی واقعی ارزیابی شوند تا حداکثر بار ممکن. یک انتخاب تجدید نظر شده می تواند نقطه عملیاتی معمولی را هدف قرار دهد در حالی که ظرفیت کافی برای حداکثر تقاضای دیگ بخار را حفظ می کند. اگر سیستم کنترل اجازه عملکرد با سرعت متغیر را بدهد، با کاهش بار دیگ، فن می تواند سرعت را کاهش دهد. قبل از انجام تغییر، تکنسین ها باید جریان هوا، فشار فن، جریان موتور، سرعت فن و بار دیگ بخار را در چندین شرایط عملیاتی ثبت کنند. این اندازه‌گیری‌ها خط پایه مورد نیاز برای تأیید اینکه آیا پیکربندی جدید واقعاً عملکرد را بهبود می‌بخشد ارائه می‌کند.

انتخاب موتور باید از وظیفه فن پیروی کند

هنگامی که جریان هوا، فشار، دما، چگالی گاز و راندمان فن مشخص شد، توان شفت را می توان با استفاده از رابطه بین جریان هوا، فشار و راندمان تخمین زد. یک محاسبه ساده به این صورت است:

قدرت فن ≈ Q × ΔP / η

که در آن Q جریان هوا بر حسب m³/s است، ΔP فشار بر حسب Pa است و η نشان دهنده کارایی کلی فن است.

به عنوان مثال، در 30000 m³/h جریان هوا تقریباً 8.33 m³/s است. اگر فشار مورد نیاز 3500 Pa و راندمان کلی 75٪ باشد، توان تخمینی فن تقریباً 38.9 کیلو وات است. موتور نباید دقیقاً با این مقدار محاسبه شده انتخاب شود. معمولاً یک حاشیه خدمات مناسب مورد نیاز است، در حالی که از بزرگی بیش از حد جلوگیری می شود. به همین دلیل است که فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید همراه با موتور انتخاب شوند نه اینکه فن و موتور را به عنوان اجزای مستقل در نظر بگیرند.

پروانه و ماده انتخاب ماده در عملیات مداوم

یک فن بادکش اجباری دیگ ممکن است هوای نسبتاً تمیز را تحمل کند، اما شرایط کار همچنان می‌تواند بر پروانه تأثیر بگذارد. گرد و غبار، رطوبت، خوردگی، دمای بالا و چرخه حرارتی مکرر می تواند عمر مفید را کاهش دهد. بنابراین قطر پروانه، پروفیل تیغه، زاویه تیغه، سرعت چرخش و ضخامت مواد باید با توجه به نقطه کار در نظر گرفته شود.

برای کاربردهایی که شامل ذرات ساینده یا هوای خورنده است، فولاد کربن استاندارد ممکن است همیشه بهترین راه حل نباشد. بسته به محیط کار، پروانه ممکن است به ساختار مقاوم در برابر سایش، مواد مقاوم در برابر خوردگی، پوشش محافظ یا طراحی سفارشی دیگر نیاز داشته باشد. برای فن‌های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا، انتخاب مواد باید بر اساس ترکیب واقعی گاز و دمای عملیاتی باشد نه صرفاً انتخاب قوی‌ترین ماده.

راه اندازی باید بیش از یک چک چرخشی باشد

پس از نصب، راه اندازی باید به صورت سیستماتیک انجام شود. ابتدا فونداسیون، انکر بولت ها، تراز شفت، کوپلینگ، روغن کاری، وضعیت بلبرینگ، اتصالات الکتریکی و جهت چرخش را بررسی کنید. سپس فن باید در شرایط عملیاتی کنترل شده راه اندازی شود در حالی که تکنسین ها لرزش، دمای بلبرینگ، جریان موتور، جریان هوا و فشار را کنترل می کنند.

یک روش میدانی مفید این است که به جای انجام تنها یک اندازه گیری، داده های فن را در چندین نقطه بار ثبت کنید. به عنوان مثال، اندازه گیری ها را می توان در حدود 50٪، 75٪، و 100٪ بار دیگ ثبت کرد. این یک مرجع عملیاتی برای عیب یابی آینده ایجاد می کند. اگر ارتعاش یا جریان موتور به تدریج طی چند هفته افزایش یابد، تکنسین ها می توانند قرائت های جدید را با داده های اولیه راه اندازی مقایسه کنند. فن‌های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا تنها زمانی که داده‌های نصب و راه‌اندازی پس از راه‌اندازی نظارت می‌شوند، در درازمدت قابل اعتماد هستند.

مشکلات رایج معمولاً بیرون از فن شروع می شوند

هنگامی که یک فن FD بویلر نتواند به جریان هوای مورد انتظار خود برسد، تعویض فن نباید اولین پاسخ باشد. مشکل واقعی ممکن است مسدود شدن فیلتر، مقاومت بیش از حد مجرای، موقعیت نادرست دمپر، رسوب در پیش گرمکن هوا، مقاومت مشعل، لغزش تسمه، چرخش نادرست فن، یا تغییر در شرایط عملکرد دیگ باشد.

به عنوان مثال، اگر سرعت فن و جریان موتور نرمال بماند اما جریان هوا کاهش یافته است، تکنسین ها ابتدا باید مقاومت فعلی سیستم را با داده های راه اندازی اولیه مقایسه کنند. اگر افت فشار در فیلتر یا پیش گرمکن هوا به میزان قابل توجهی افزایش یافته باشد، سیستم - نه لزوماً فن - جریان هوا را محدود می کند. این روش تشخیصی می‌تواند از تعویض غیرضروری فن جلوگیری کند و به حفظ عملکرد مورد انتظار فن‌های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا کمک می‌کند.

انتخاب فن مناسب برای نیروگاه یا بویلر صنعتی

برای یک پروژه دیگ بخار جدید، RFQ باید اطلاعات کافی را در اختیار سازنده قرار دهد تا یک انتخاب مبتنی بر مهندسی انجام دهد. حداقل، داده های مورد نیاز باید شامل جریان هوا، فشار استاتیک یا کل، دمای ورودی، ترکیب گاز، ارتفاع، فرکانس کاری، منبع تغذیه، سرعت فن، ترتیب نصب، جهت چرخش و روش کنترل ترجیحی باشد.

برای یک پروژه سفارشی، ارائه ظرفیت دیگ بخار، نوع سوخت، اطلاعات مشعل، طرح کانال، افت فشار پیش گرمکن هوا و محدوده عملیاتی مورد انتظار نیز مفید است. با این پارامترها، سازنده می تواند منحنی فن، قدرت موتور، طراحی پروانه، آرایش بلبرینگ، مواد و روش کنترل را با هم ارزیابی کند. این رویکرد مهندسی صحیح برای مشخص کردن فن‌های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا برای خدمات صنعتی است.

غذای آماده نهایی

فن دیگ بخار با کارایی بالا با یک موتور بزرگ یا حداکثر جریان هوا بالا تعریف نمی شود. عملکرد واقعی آن با میزان دقت فن با شرایط عملکرد واقعی دیگ تعیین می شود. محاسبات صحیح جریان هوا و فشار، انتخاب مناسب دما و مواد، کنترل سرعت کارآمد، اندازه مناسب موتور و راه اندازی منظم، همگی به عملکرد قابل اعتماد کمک می کنند.

برای نیروگاه ها و بویلرهای صنعتی، فن های بادکش اجباری بویلر با کارایی بالا باید در نهایت به عنوان بخشی از سیستم کامل هوای احتراق در نظر گرفته شوند. هنگامی که فن از داده های عملیاتی واقعی به جای یک پارامتر اسمی واحد انتخاب می شود، می توان به احتراق پایدارتر، مصرف انرژی غیر ضروری کمتر و قابلیت اطمینان طولانی مدت تجهیزات بهتر دست یافت.