Yüksek Verimli Kazan Motorlu Çekiş Fanları, Endüstriyel Kazanlarda Enerji Tüketiminin Azaltılmasına Yardımcı Olur

Pek çok endüstriyel kazan tesisinde, indüksiyonlu çekiş fanı, baca gazı sistemindeki en büyük sürekli elektrik yüklerinden biridir. Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanlar bu yükü azaltabilir, ancak daha büyük veya daha yeni bir fanın takılması daha düşük enerji tüketimini garanti etmez. Gerçek tasarruf, fanın gerçek hava akışına, sistem basıncına, baca gazı sıcaklığına ve kazan yüküne uygun hale getirilmesiyle sağlanır.

Yaygın bir sorun, ID fanının yalnızca kazan kapasitesine göre seçilmesidir. Ancak gerçek çalışmada gerekli görev, yakıt tipine, fazla havaya, baca gazı sıcaklığına, toz toplayıcı direncine, kanal konfigürasyonuna ve kazan yüküne göre değişir. Bu nedenle, Yüksek Verimli Kazandan Kaynaklanan Çekişli Fanlar, yalnızca motor gücü veya fan boyutundan ziyade tüm sistemin çalışma koşullarına göre seçilmelidir.

1. Gerçek Fan Girişindeki Hava Akışıyla Başlayın

Yüksek Verimli Kazan Üflemeli Çekişli Fanları seçmeden önce, belirtilen hava akışının normal koşullarda mı yoksa gerçek fan giriş koşulunda mı verildiğini belirleyin.

Baca gazı sıcaklık arttıkça önemli ölçüde genişler. Basit bir hesaplama için:

Q₂ = Q₁ × T₂ / T₁

burada Q hacimsel akıştır ve T Kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır.

Örneğin, 20°C'de gerekli baca gazı akışı 30.000 Nm³/h ise ve fan girişindeki gaz sıcaklığı 180°C ise:

Q₂ = 30.000 × 453 / 293 ≈ 46.350 m³/saat

Bu, bu ön hesaplama için basınç düzeltmesinin küçük olduğu varsayıldığında, fanın gerçekte belirtilen sıcaklıkta yaklaşık 46.350 m³/saat kapasiteyi idare ettiği anlamına gelir.

Bu nedenle, fan seçimi için standart koşullu akışın doğrudan kullanılması makinenin boyutunun küçük olmasına neden olabilir. Fan eğrisindeki çalışma noktasının doğru olması için Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanların açıkça tanımlanmış gaz koşulları kullanılarak seçilmesi gerekir.

2. Komple Sistem Basınç Kaybını Hesaplayın

Fan verimliliği, yanlış tasarlanmış bir baca gazı sistemini telafi edemez.

Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanlar için gerekli basınç, tüm ana direnç noktalarını içermelidir:

Kazan gazı geçişleri

Ekonomizer

Hava ön ısıtıcısı

Siklon

Torba filtresi veya ESP

Yıkayıcı

Kanal sistemi

Dirsekler ve geçişler

Damperler

Baca

Genleşme derzleri ve diğer bileşenler

Pratik bir hesaplama şu şekilde olabilir:BileşenBasınç KaybıKazan ve ısı transfer bölümü850 PaKanal çalışması450 PaBag filtre1.200 PaDamper ve geçişler250 PaBaca ve çıkış350 PaToplam3.100 PaSistem direnci hafife alınırsa fan gerekli hava akışına ulaşamayacaktır. Önemli ölçüde fazla tahmin edilirse fan gereksiz derecede yüksek basınçta çalışabilir ve daha fazla güç tüketebilir.

Yüksek Verimli Kazan Uyarılı Çekişli Fanların her zaman sistem direnci hesaplamasıyla birlikte seçilmesinin nedenlerinden biri de budur.

3. Damperi Ana Enerji Tasarruf Cihazı Olarak Kullanmayın

Bir tesis denetimi sırasında bulunması en kolay sorunlardan biri, fanın neredeyse tam hızda çalışırken giriş veya çıkış damperinin aşırı derecede kısılmasıdır.

Fan basınç oluşturmaya devam ederken damper, hava akışını azaltmak için ek direnç oluşturur. Bu yapay direncin üstesinden gelmek için kullanılan enerji büyük ölçüde boşa gidiyor.

Yüksek Verimli Kazan Endüksiyonlu Çekişli Fanlar için, kazanın geniş bir çalışma aralığına sahip olması durumunda değişken hız kontrolü genellikle daha etkilidir.

Hayran yakınlığı yasaları yararlı bir ilk tahmin sağlar:

Q₂ / Q₁ = N₂ / N₁

P₂ / P₁ ≈ (N₂ / N₁)³

Örneğin fan hızı %100'den %80'e düşürülürse:

P₂ / P₁ ≈ 0,8³ = 0,512

Teorik fan gücü, karşılaştırılabilir çalışma koşulları altında orijinal değerin yaklaşık %51'i olur.

Gerçek tesis tasarrufları sistem eğrisine, motor verimliliğine, VFD verimliliğine ve yeni çalışma noktasına bağlı olacaktır. Yine de kübik ilişki, hız kontrolünün neden kısmaktan çok daha etkili olabileceğini açıklıyor.

4. Fırın Basıncını Kontrol Hedefi Olarak Kullanın

Bir VFD'nin kurulması tek başına yeterli değildir.

Kötü yapılandırılmış bir VFD, fan gerekenden daha hızlı çalışırsa yine de enerji israfına neden olabilir. Kontrol sistemi gerçek fırın taslak gereksinimlerine yanıt vermelidir.

Tipik bir düzenleme şöyledir:

Fırın basınç sensörü → PID kontrol cihazı → VFD → ID fan motoru

Örneğin gerekli fırın basıncı -50 Pa ve ölçülen basınç -80 Pa ise fanın tam hızda çalışmaya devam etmesine izin vermek yerine kontrol sisteminin fan hızını kademeli olarak düşürmesi gerekir.

Hedef basınç, kazan üreticisinin yanma gereksinimlerine göre belirlenmelidir. Aşırı negatif basınç otomatik olarak daha iyi değildir.

Uygun şekilde yapılandırılmış Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanlar ile amaç, yalnızca mevcut kazan yükünün gerektirdiği miktarda baca gazını hareket ettirirken sabit fırın basıncını korumaktır.

5. Pervaneyi Temiz Tutun

Pervane durumunun fan performansı üzerinde doğrudan etkisi vardır.

Biyokütle, kömür, atık yakıtlı ve diğer tozlu kazan uygulamalarında, bıçakların üzerinde kül birikebilir. Tortu eşit değilse döner düzeneğin kütle dağılımını değiştirir ve titreşime neden olabilir.

Basit bir bakım incelemesi şunları içermelidir:

Fanı kilitleyin ve tesisin izolasyon prosedürünü izleyin.

Pervaneyi erişim açıklığından inceleyin.

Bıçakların her iki tarafında kül birikmesi olup olmadığını kontrol edin.

Ön kenarları erozyon açısından inceleyin.

Çatlak veya deformasyon olup olmadığını kontrol edin.

Güvenli olduğunda düzeneği manuel olarak döndürün.

Temizledikten sonra yatağın durumunu ve mil hizalamasını kontrol edin.

Başlangıçta sorunsuz çalışan ancak birkaç ay içinde artan titreşim geliştiren bir fanın suçu hemen motora atılmamalıdır.

Yüksek Verimli Kazandan Kaynaklanan Çekişli Fanlar için, pervanenin aerodinamik şeklinin ve kütle dengesinin korunması, tasarlanan performansın korunması açısından çok önemlidir.

6. Yüksek Sıcaklık Fan Çalışma Koşullarını Değiştirir

Sıcaklık hem gaz yoğunluğunu hem de mekanik tasarımı etkiler.

Baca gazı sıcaklığı arttığında yoğunluğu azalır. Dolayısıyla gerçek hacimsel akış aynı kütle akışı için artar.

Yüksek sıcaklık aşağıdakileri de etkileyebilir:

Şaft genişletme

Rulman sıcaklığı

Yağlayıcı ömrü

Kaplin hizalaması

Gövde genişletme

Sızdırmazlık

Motor soğutma

Fan malzemesi seçimi

Yüksek Verimli Kazan Endüksiyonlu Çekişli Fanlar için, fan konstrüksiyonu tamamlanmadan önce maksimum sürekli gaz sıcaklığı belirtilmelidir.

Önemli sıcaklık değişimi olan uygulamalar için kurulum sırasında termal genleşme dikkate alınmalıdır. Kapatma sırasında doğru görünen soğuk hizalama, ekipman çalışma sıcaklığına ulaştıktan sonra değişebilir.

7. Fan Hızını Artırmadan Önce Filtre Basınç Düşüşünü Kontrol Edin

Kirli torba filtresi genellikle küçük boyutlu bir fanla karıştırılır.

Endüstriyel bir kazanın başlangıçta 900 Pa'lık bir torba filtre basınç düşüşüyle ​​çalıştığını varsayalım. Aylarca çalıştıktan sonra, toz yüklemesi veya zayıf temizleme performansı nedeniyle basınç düşüşü 1.500 Pa'ya yükselir.

Taraftarın artık ek bir sorunun üstesinden gelmesi gerekiyor:

1.500 - 900 = 600 Pa

Bunu telafi etmek için fan hızı artırılırsa motor gücü önemli ölçüde artabilir.

Yüksek Verimli Kazan Endüksiyonlu Çekişli Fanların hızını artırmadan önce teknisyenler, toz toplayıcıdan önceki ve sonraki basıncı ölçmelidir.

Basınç düşüşü anormal derecede arttıysa aşağıdakileri kontrol edin:

Filtre torbaları

Darbe püskürtmeli temizleme

Toz boşaltma sistemi

Hazne tıkanıklığı

Hava kaçağı

Fark basınç sensörü

Yüksek dirençli bileşenin sabitlenmesi, fanın değiştirilmesinden daha ekonomik olabilir.

8. Pratik Durum: Kısmi Yükte ID Fan Gücünün Azaltılması

Aşağıdakilerle çalışan bir biyokütle kazanını düşünün:

Buhar kapasitesi: yaklaşık 12 ton/saat

Çalışma durumunda baca gazı akışı: yaklaşık 42.000 m³/h

Fan giriş sıcaklığı: 165°C

Gerekli fan basıncı: yaklaşık 2.800 Pa

Motor gücü: 75 kW

Fan hızı: yaklaşık 1.480 rpm

Mevcut kontrol: giriş damperi

Tipik kazan yükü: %60–90

Normal üretim sırasında operatörler, kazan çıkışı düştüğünde bile ID fan motoru akımının nispeten yüksek kaldığını fark etti.

İlk incelemede ciddi bir yatak sorunu bulunmadı ve pervane yapısal olarak kabul edilebilirdi.

Bir sonraki adım fan hızını, damper konumunu, fırın basıncını ve kazan yükünü karşılaştırmaktı.

Yaklaşık %65 kazan yükünde, giriş klapesi önemli ölçüde kapalıyken fan hala tam hıza yakın çalışıyordu. Bu nedenle sistem hava akışını esas olarak kısma yoluyla kontrol ediyordu.

Çözüm, bir VFD kurmak ve fan hızının fırın basıncına ve kazan yüküne yanıt vermesini sağlayacak şekilde kontrol mantığını değiştirmekti.

Devreye almanın ardından fanın düşük yüklü dönemlerde maksimum hıza yakın çalışmasına artık gerek kalmadı. Kesin enerji tasarrufu, nihai çalışma noktasına ve tesis üretim programına bağlıdır, ancak değişiklik, gereksiz fan çalışmasını azalttı ve daha istikrarlı çekiş kontrolü sağladı.

Bu durum önemli bir noktayı göstermektedir: Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanlar yalnızca fan donanımıyla ilgili değildir. Kontrol stratejisinin de enerji tüketimi üzerinde etkisi olabilir.

9. Motor Akımını İzleyin, Ancak Fanı Yalnızca Akımdan Teşhis Etmeyin

Motor akımı faydalıdır ancak tam bir teşhis yerine tek bir çalışma parametresi olarak ele alınmalıdır.

Yüksek Verimli Kazandan Kaynaklanan Çekişli Fanlar için operatörler aşağıdakileri izlemelidir:

Motor akımı

Motor gücü

Fan hızı

Fırın basıncı

Fan giriş basıncı

Fan çıkış basıncı

Baca gazı sıcaklığı

Titreşim

Rulman sıcaklığı

Filtre fark basıncı

Örneğin, hava akışı değişmeden kalırken motor akımı artarsa ​​sistem direncinin artıp artmadığını araştırın.

Akım ve titreşim birlikte artarsa ​​pervaneyi, yatakları, kaplini ve hizalamayı kontrol edin.

Fırın basıncı yetersiz hale gelirken akım düşerse fan hızının, damper konumunun, kanal sızıntısının veya pervane durumunun değişip değişmediğini kontrol edin.

Trend verileri, bakım ziyareti sırasında alınan tek bir okumadan çok daha faydalıdır.

10. Fanı Aşırı Boyutlandırmaktan Kaçının

Aşırı boyutlandırma, verimsiz çalışmanın bir başka yaygın kaynağıdır.

Aşırı hava akışı ve basıncıyla seçilen bir fan, çalışma süresinin büyük bir kısmını tasarım noktasından uzakta geçirebilir. Operatörler daha sonra damperleri kapatarak veya hızı azaltarak bu durumu telafi eder.

Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanları seçerken en az üç çalışma koşulunu tanımlayın:

Minimum yük → Normal yük → Maksimum yük

Fan, beklenen çalışma aralığında kararlı çalışma sağlamalıdır.

Kazan normalde %60-90 kapasiteyle çalışıyorsa, fanın yalnızca aşırı teorik maksimum değer civarında seçilmesi yılın büyük bölümünde verimsiz bir çalışma noktasına neden olabilir.

Amaç en büyük hayran değil. Doğru fandır.

11. Pratik Bir Bakım Programı

Enerji verimliliği devreye alma sonrasında bitmiyor.

Yüksek Verimli Kazana Bağlı Çekişli Fanlar için, duruma dayalı basit bir bakım programı performans bozulmasını önleyebilir.

Günlük veya vardiya kontrolleri:

Motor akımı

Rulman sıcaklığı

Fırın basıncı

Anormal gürültü

Titreşim göstergesi

Haftalık kontroller:

Fan ve motorun durumu

Damperin çalışması

Kanal kaçağı

Filtre fark basıncı

Aylık veya planlı kapatma kontrolleri:

Çark birikintileri

Bıçak erozyonu

Kaplin durumu

Şaft durumu

Temel cıvataları

Yıllık veya büyük bakım:

Gerektiğinde dinamik dengeleme

Rulman muayenesi

Hizalama doğrulaması

Ayrıntılı pervane muayenesi

Devreye alma verileriyle performans karşılaştırması

Kesin aralık, yakıta, toz konsantrasyonuna, çalışma saatlerine ve üreticinin tavsiyelerine göre ayarlanmalıdır.

Çözüm

Yüksek Verimli Kazandan Kaynaklanan Çekiş Fanları, kazanın yardımcı güç tüketimini azaltabilir, ancak verimlilik, yalnızca yüksek verimli bir motor seçmek yerine doğru mühendislikle başlar.

En önemli adımlar basittir: gerçek baca gazı hacmini hesaplamak, toplam sistem direncini belirlemek, fanı gerçek çalışma noktası etrafında seçmek, fırın çekişine göre hızı kontrol etmek, pervaneyi temiz tutmak ve yalnızca motor akımına bakmak yerine tüm sistemi izlemek.

Mevcut kazanlar için en hızlı enerji tasarrufu fırsatları çoğunlukla kısmi yükte çalışma, aşırı damper kısılması, kirli filtreler, kanal sızıntısı ve pervane kirlenmesinde bulunur.

İyi tasarlanmış bir Yüksek Verimli Kazan Uyarılı Çekişli Fan sistemi, gereksiz basınç ve hava akışını önlerken gerekli çekişi güvenilir bir şekilde sağlamalıdır. Uzun vadede, doğru fan seçimi, sistem bakımı ve akıllı kontrolün birleşimi, sıradan bir kombi egzoz sistemini verimli bir sisteme dönüştüren şeydir.