Kazan Cebri Çekişli Fanlar Endüstriyel Tesislerde Stabil Yanma Havası Beslemesini Destekler

Endüstriyel bir kazanda yanma stabilitesi brülörün kendisinden daha fazlasına bağlıdır. Kazan yükü değişse bile yanma sisteminin gerekli basınçta doğru miktarda hava alması gerekir. Kazan Cebri Taslak Fanları, ortamdaki veya önceden ısıtılmış havayı brülöre, rüzgar kutusuna, ızgaraya veya fırına doğru iterek bu yanma havasını sağlar. Dengeli çekişli sistemlerde, basınçlı çekişli fan, kazandaki hava akışını kontrol etmek için indüklenmiş çekişli fanla birlikte çalışır.

Yanma Havası Temini Neden Önemlidir?

Mevcut oksijen yetersizse yakıt verimli bir şekilde yanamaz. Aynı zamanda sadece daha fazla hava sağlamak da bir çözüm değildir. Fazla hava, ısıyı emer ve ek ısıyı bacadan dışarı taşır, bu da kazan verimliliğini azaltabilir. Bu nedenle Kazan Cebri Çekişli Fanların mümkün olan maksimum hava hacmini üretmek yerine, tüm çalışma aralığı boyunca yeterli hava akışını sağlaması gerekir.

Örneğin, %60 ile %100 yük arasında çalışan bir biyokütle kazanını düşünün. Fan, kazan yükünden bağımsız olarak tam hıza yakın çalışıyorsa, sistem düşük yükte aşırı yanma havası alabilir. Daha iyi yaklaşım, sistem tasarımına bağlı olarak bir giriş damperini, giriş kılavuz kanadını veya VFD'yi kullanarak gerçek yakıt talebine göre hava akışını kontrol etmektir. Kazan dairesi değişken hız kontrolü üzerine yapılan araştırmalar, fanın çalışması, fazla hava ve kazan verimliliği arasındaki ilişkiyi de göstermiştir. 

Fanı Yalnızca Motor Gücünden Seçmeyin

Kazan fanını değiştirirken en sık yapılan hatalardan biri, 30 kW, 45 kW veya 75 kW motor istemek ve fan üreticisinin her şeyi bu rakamdan belirlemesini beklemektir. Motor gücü, birincil seçim parametresi değil, fan seçim sürecinin bir çıktısıdır.

Kazan Cebri Çekişli Fanlar için temel bilgiler şunları içermelidir:

m³/h veya CFM gibi gerekli hava akışı

Gerekli statik basınç veya toplam basınç

Hava giriş sıcaklığı

Yakıt türü

Kazan kapasitesi

Çalışma yüksekliği

Beklenen yük aralığı

Kanal ve ekipman basınç kayıpları

Brülör veya ızgara direnci

Takılıysa hava ön ısıtıcısı basınç düşüşü

Kontrol yöntemi

Motor voltajı ve frekansı

Fan kurulum düzeni

Dönüş yönü ve çıkış konumu

Basınç gereksinimi tüm hava yolundan hesaplanmalıdır. Kanallar, dirsekler, damperler, filtreler, hava ön ısıtıcıları, rüzgar kutuları, brülör kayıtları ve diğer bileşenlerin tümü dirence katkıda bulunur. 

Fan Seçimine Pratik Bir Örnek

Endüstriyel bir kazanın, tasarım çalışma koşulu altında 2.200 Pa statik basınçta 18.000 m³/saat yanma havasına ihtiyaç duyduğunu varsayalım. Fan sadece “18.000 m³/h fan” olarak seçilmemelidir.

İlk olarak mühendis, gerekli gerçek çalışma hava akışının 18.000 m³/saat olup olmadığını veya gerekli tasarım marjını zaten içerip içermediğini doğrulamalıdır. Daha sonra fan girişi ile fırın arasındaki basınç kayıplarının hesaplanması gerekir.

Örneğin:

Hava kanalı kaybı: 300 Pa

Damper kaybı: 180 Pa

Hava ön ısıtıcı kaybı: 450 Pa

Rüzgar kutusu ve brülör kaybı: 700 Pa

Diğer sistem kayıpları: 350 Pa

Gerekli marj: proje tasarımına göre ayrıca değerlendirilir

Daha sonra fan seçimi, yalnızca hava akışına göre değil, ortaya çıkan çalışma noktasına göre kontrol edilmelidir. Bu, özellikle Kazan Cebri Çekişli Fanların mevcut bir ünitenin yerine kullanılması durumunda önemlidir, çünkü kanal sistemi veya brülörde yapılan değişiklikler gerçek çalışma noktasını değiştirebilir.

Fan Basıncı ve Hava Akışı Kazana Uygun Olmalıdır

Bir fan, düşük basınçta büyük bir hava akışı üretebilir ve yine de gerekli havayı fırına iletemez. Tersine, aşırı basıncın seçilmesi gereksiz kısma ve daha yüksek çalışma gücü ile sonuçlanabilir.

Bu nedenle fan performans eğrisi önemlidir. Tasarım noktası, fan eğrisinin uygun bir bölgesinde, kazanın normal çalışması için yeterli kontrol aralığına sahip olmalıdır.

Kazan Cebri Çekişli Fanlar için normalde en az üç çalışma noktasını kontrol ederim:

Minimum kararlı kazan yükü

Normal çalışma yükü

Maksimum sürekli yük

Kazan normalde %70-90 yükte çalışıyorsa fanın yalnızca teorik olarak %100 noktası için optimize edilmemesi gerekir. Gerçek çalışma aralığı önemlidir çünkü yanma havası talebi yakıt girişine göre değişir.

VFD Kontrolü Yararlı Olabilir, Ancak Otomatik Olarak En İyi Çözüm Değildir

Fan hızı kazan yüküne göre ayarlanabildiğinden, Kazan Cebri Çekişli Fanlar için genellikle değişken frekanslı sürücüler dikkate alınır. Santrifüj fanlar için fan yasaları, hız değişikliklerinin etkisini anlamak için yararlı bir temel sağlar: hava akışı yaklaşık olarak hızla değişir, basınç yaklaşık olarak hızın karesiyle değişir ve güç yaklaşık olarak hızın küpüyle değişir.

Bu, hızdaki nispeten küçük bir azalmanın, fan gücünde anlamlı bir azalmaya neden olabileceği anlamına gelir.

Ancak VFD seçiminde motor, minimum çalışma hızı, kontrol tepkisi, başlatma gereksinimleri, harmonik hususlar ve gerekli hava akışı kontrol stratejisi de dikkate alınmalıdır. Bir VFD, daha verimli göründüğü için basitçe eklenmemelidir. Kazan kontrol sisteminin tamamının dikkate alınması gerekir. Fan Küçük Boyutta Olursa Ne Olur? Düşük boyutlu bir Kazan Cebri Çekiş Fanı, düşük yükte çalışma sırasında kabul edilebilir görünebilir, ancak kazan tam yüke yaklaştığında bir darboğaz haline gelebilir.

Tipik semptomlar şunları içerir:

Fan maksimum hıza yakın çalışıyor

Gerekli hava akışının sağlanamaması

Düşük fırın oksijeni

Kararsız yanma

Artan CO

Azaltılmış buhar üretimi

Daha yüksek yakıt tüketimi

Hava sistemi boyunca aşırı basınç düşüşü

Damper tamamen açık kalıyor

Ancak fanı değiştirmeden önce teknisyenler sorunun aslında fan kapasitesinden kaynaklandığını doğrulamalıdır. Kirli bir filtre, tıkalı bir kanal, yanlış konumlandırılmış damper, kirli hava ön ısıtıcısı veya değiştirilmiş bir brülör, sistem direncini artırabilir ve gereğinden küçük bir fan gibi görünen belirtiler yaratabilir.

Vaka Örneği: Yetersiz Hava Akışına Sahip Biyokütle Kazanı

Orijinal olarak yaklaşık 15.000 m³/saat yanma havası için tasarlanmış bir biyokütle kazanını düşünün. Birkaç yıl çalıştıktan sonra tesis daha ıslak biyokütle yakıtına dönüştü.

Operatör, kazanın yüksek yükte önceki yanma durumunu artık koruyamayacağını fark etti. İlk varsayım, FD fanının çok küçük hale geldiği yönündeydi.

Saha incelemesinde üç önemli durum tespit edildi:

Fan hâlâ yaklaşık orijinal tasarım hızına ulaşıyordu.

Giriş damperi neredeyse tamamen açıktı

Yeni yakıt önemli ölçüde daha fazla nem içeriyordu.

Bu nedenle mühendislik ekibi, fanı değiştirmeye karar vermeden önce yanma havası ihtiyacını ve sistem basıncını kontrol etti. Bu önemlidir çünkü yakıtın değiştirilmesi gerekli yanma koşullarını değiştirebilir; sadece fan boyutunu artırmak, altta yatan süreç sorununu çözmeyebilir.

Nihai fan seçimi, eski motor gücü yerine revize edilen hava akışı ve basınç gereksinimlerine dayanıyordu.

FD Fan ve ID Fan Birlikte Değerlendirilmeli

Dengeli çekişli bir kazanda, FD fanı yanma havası sağlarken, ID fanı baca gazını uzaklaştırır ve gerekli fırın basıncının korunmasına yardımcı olur. Bu iki fan farklı görevleri yerine getirir ancak aynı yanma sürecini doğrudan etkiler.

FD tarafı sistemin çıkarabileceğinden çok daha fazla hava sağlarsa fırın basıncı artabilir. ID tarafı gelen yanma havasına göre çok güçlü bir şekilde çekerse aşırı negatif basınç gelişebilir.

Bu nedenle Kazan Cebri Çekişli Fanları değiştirirken mevcut ID fan çalışmasının da kontrol edilmesinde fayda vardır. Yeni FD fanı, izole edilmiş bir ekipman parçası olarak değerlendirilmek yerine, tüm çekiş kontrol sisteminin çalışma aralığına uymalıdır.

Hava Sıcaklığı Fan Seçimini de Etkiliyor

Kazan Cebri Çekişli Fanlar seçilmeden önce yanma havasının sıcaklığı belirtilmelidir.

Fan ortam havasını kullanıyorsa yoğunluk, havanın bir hava ön ısıtıcısından geçtiği sistemden farklıdır. Hava sıcaklığı arttıkça yoğunluğu azalır ve bu da hacimsel akış, kütle akışı, basınç ve fan gücü arasındaki ilişkiyi etkiler.

Örneğin, iki sistem de büyük ölçüde farklı hava sıcaklıklarında çalışırken kağıt üzerinde 20.000 m³/saat gösterebilir. Bu nedenle mühendislik hesaplamasının hacim sayısını çalışma koşullarından bağımsız olarak ele almak yerine gerçek çalışma sıcaklığı ve basınç temelini oluşturması gerekir.

Bu, özellikle hava ön ısıtıcıları veya diğer ısı geri kazanım ekipmanlarını kullanan kazanlarda önem kazanmaktadır.

Atlanmaması Gereken Bakım Kontrolleri

Doğru seçilmiş bir fan bile bakım sorunları nedeniyle performansını kaybedebilir. Kazan Cebri Çekişli Fanlar için rutin muayene; pervaneyi, yatakları, şaftı, kaplini, motor akımını, titreşimi, giriş durumunu, damper konumunu ve kanal sistemini içermelidir.

Fan hızı değişmeden kalırken hava akışı yavaş yavaş azalırsa, hızı hemen artırmayın. İlk kontrol:

Giriş filtresi tıkanıklığı

Damper açıklığı

Kanal tıkanıklığı

Pervane kirlenmesi

Rulman durumu

Kayış veya bağlantı durumu

Fan dönüşü

Sistem basıncı

Brülör veya rüzgar kutusu direnci

Toz veya birikintilerle kirlenmiş bir pervane aerodinamik durumu değiştirebilir ve dengesizliği artırabilir. Telafi etmek için hızın arttırılması, orijinal sorunu çözmeden mekanik yükü arttırabilir. Fan Üreticisine Hangi Bilgiler Gönderilmelidir? Kazan Cebri Çekişli Fanları içeren bir RFQ için, yararlı bir teknik sorgulama, kazan kapasitesinden çok daha fazlasını içermelidir.

Pratik bir RFQ şunları içerebilir:

Kazan kapasitesi: 20 TPH

Yakıt: Biyokütle / kömür / doğal gaz / petrol

Gerekli hava akışı: 18.000 m³/saat

Gerekli basınç: 2.200 Pa

Hava sıcaklığı: 40°C

Yükseklik: 35 m

Çalışma frekansı: 50 Hz

Motor voltajı: 415 V

Kontrol: VFD

Kurulum: Kapalı

Rotasyon: Onaylanacak

Çıkış yönü: Onaylanacak

Mevcut fan değiştiriliyorsa fotoğraflar, isim plakası bilgileri, fan eğrisi, motor verileri, kanal boyutları ve gerçek çalışma ölçümleri de son derece faydalıdır.

Çalışma verileri ne kadar eksiksiz olursa, yalnızca nominal hava akışına dayalı olarak katalogdan bir model seçmek yerine, gerçek kazan görevine uygun Kazan Cebri Çekişli Fanları seçmek o kadar kolay olur.

Son Hususlar

Kazan Cebri Çekişli Fanların temel amacı basittir: Kazanın gerektirdiği basınçta yanma sistemine stabil, kontrol edilebilir hava sağlamak. Mühendisliğin zorluğu, fan gücünü, fırın basıncını, yanma koşullarını ve mekanik güvenilirliği kontrol altında tutarken hava akışını tüm çalışma aralığı boyunca kullanılabilir hale getirmektir.

Yeni bir kazan projesi için fanın hava tarafı direnç hesabının tamamından seçilmesi gerekmektedir. Değiştirme projesi için, sorunun yetersiz fan kapasitesi mi, artan sistem direnci mi yoksa yanma koşullarındaki değişiklik mi olduğuna karar vermeden önce gerçek çalışma verileri orijinal fan eğrisiyle karşılaştırılmalıdır.

Bu nedenle, iyi seçilmiş bir Kazan Fanı, yalnızca yüksek hava akışlı bir fan değildir. Kazanın yakıtına, yanma sistemine, basınç kayıplarına, çalışma sıcaklığına, kontrol yöntemine ve beklenen yük aralığına uygun bir bileşendir. Fan gücünü gereksiz yere harcamadan kazanın istikrarlı yanmayı sürdürmesini sağlayan şey budur.