Өнеркәсіптік қазандықтардағы энергияны тұтынуды азайтуға арналған жоғары тиімді қазандық желдеткіштері

Көптеген өнеркәсіптік қазандық қондырғыларында индукцияланған желдеткіш түтін газы жүйесіндегі ең үлкен үздіксіз электр жүктемелерінің бірі болып табылады. Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері бұл жүктемені азайта алады, бірақ жай ғана үлкенірек немесе жаңарақ желдеткіш орнату энергияны аз тұтынуға кепілдік бермейді. Нағыз үнемдеу желдеткішті нақты ауа ағынына, жүйе қысымына, түтін газының температурасына және қазандық жүктемесіне сәйкестендіреді.

Жалпы мәселе - ID желдеткіші тек қазандықтың сыйымдылығына сәйкес таңдалады. Алайда нақты жұмыс кезінде талап етілетін жұмыс мөлшері отын түріне, артық ауаға, түтін газының температурасына, шаң жинағыштың кедергісіне, арна конфигурациясына және қазандық жүктемесіне байланысты өзгереді. Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштерін тек қозғалтқыш қуатына немесе желдеткіш өлшеміне емес, жүйенің толық жұмыс жағдайларынан таңдау керек.

1. Нағыз желдеткіш кірісіндегі ауа ағынынан бастаңыз

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштерін таңдау алдында көрсетілген ауа ағынының қалыпты жағдайда немесе нақты желдеткіш кіріс күйінде берілгенін анықтаңыз.

Температураның жоғарылауымен түтін газы айтарлықтай кеңейеді. Қарапайым есептеу үшін:

Q₂ = Q₁ × T₂ / T₁

мұндағы Q – көлемдік ағын және T – Кельвиндегі абсолютті температура.

Мысалы, егер түтін газының қажетті шығыны 20°C температурада 30 000 Нм³/сағ болса және желдеткіш кірісіндегі газ температурасы 180°C болса:

Q₂ = 30 000 × 453 / 293 ≈ 46 350 м³/сағ

Бұл алдын ала есептеу үшін қысымды түзету шамалы болса, желдеткіш нақты көрсетілген температурада шамамен 46 350 м³/сағ жұмыс істейтінін білдіреді.

Желдеткіш таңдау үшін стандартты жағдайдағы ағынды тікелей пайдалану, сондықтан машинаның өлшемі аз болуы мүмкін. Жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштерін желдеткіш қисығындағы жұмыс нүктесі дұрыс болуы үшін нақты анықталған газ жағдайларын пайдаланып таңдау керек.

2. Толық жүйе қысымының жоғалуын есептеңіз

Желдеткіштің тиімділігі дұрыс жобаланбаған түтін газы жүйесінің орнын толтыра алмайды.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін қажетті қысым барлық негізгі кедергі нүктелерін қамтуы керек:

Қазандық газ өткелдері

Эконайзер

Ауаны алдын ала қыздырғыш

Циклон

Сөмке сүзгісі немесе ESP

Скруббер

Құбырлар

Шынтақ және ауысулар

Амортизаторлар

Мұржа

Компенсаторлар және басқа компоненттер

Практикалық есептеу келесідей болуы мүмкін: Құрамдас қысымның жоғалуыҚазан және жылу тасымалдағыш бөлігі850 ПаТүтік450 ПаБаг сүзгісі1,200 ПаӨндіргіш және өтпелер250 ПаМұржа және шығыс350 ПаБарлығы3,100 ПаЕгер жүйенің кедергісі төмен бағаланса, желдеткіш қажетті ауа ағынына жете алмайды. Егер ол айтарлықтай асыра бағаланса, желдеткіш қажетсіз жоғары қысымда жұмыс істеп, көбірек қуат тұтынуы мүмкін.

Бұл жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштерін әрқашан жүйе кедергісін есептеумен бірге таңдаудың бір себебі.

3. Дампферді негізгі энергия үнемдейтін құрылғы ретінде пайдаланбаңыз

Зауытты тексеру кезінде табуға болатын ең оңай мәселелердің бірі - кіріс немесе шығыс амортизаторы қатты дроссельде тұрған кезде толық жылдамдықпен жұмыс істейтін желдеткіш.

Желдеткіш қысым жасауды жалғастырады, ал демпфер ауа ағынын азайту үшін қосымша қарсылық жасайды. Бұл жасанды қарсылықты жеңу үшін жұмсалған энергия негізінен босқа кетеді.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін айнымалы жылдамдықты басқару көбінесе қазандықтың жұмыс ауқымы кең болған кезде тиімдірек болады.

Желдеткіштердің жақындығы туралы заңдар пайдалы бірінші бағалауды қамтамасыз етеді:

Q₂ / Q₁ = N₂ / N₁

P₂ / P₁ ≈ (N₂ / N₁)³

Мысалы, желдеткіш жылдамдығы 100%-дан 80%-ға дейін төмендесе:

P₂ / P₁ ≈ 0,8³ = 0,512

Салыстырмалы жұмыс жағдайында желдеткіштің теориялық қуаты бастапқы мәннің шамамен 51% құрайды.

Нақты зауыт үнемдеу жүйе қисығына, қозғалтқыштың тиімділігіне, VFD тиімділігіне және жаңа жұмыс нүктесіне байланысты болады. Дегенмен, текше қатынасы жылдамдықты басқарудың дроссельден гөрі неге тиімдірек болуы мүмкін екенін түсіндіреді.

4. Пештің қысымын бақылау нысанасы ретінде пайдаланыңыз

VFD орнату өздігінен жеткіліксіз.

Нашар конфигурацияланған VFD желдеткіш қажеттен жылдамырақ жұмыс істесе, әлі де энергияны ысырап етуі мүмкін. Басқару жүйесі пештің нақты жобасының талаптарына жауап беруі керек.

Типтік тәртіп:

Пеш қысымының сенсоры → PID контроллері → VFD → ID желдеткіш қозғалтқышы

Мысалы, егер пештің қажетті қысымы -50 Па және өлшенген қысым -80 Па болса, басқару жүйесі желдеткіштің толық жылдамдықпен жұмысын жалғастыруына мүмкіндік бермей, желдеткіштің жылдамдығын біртіндеп төмендетуі керек.

Мақсатты қысым қазандық өндірушісінің жану талаптарына сәйкес орнатылуы керек. Шамадан тыс теріс қысым автоматты түрде жақсы емес.

Тиісті конфигурацияланған жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштерінің мақсаты қазандықтың ағымдағы жүктемесіне қажетті түтін газының мөлшерін ғана жылжыту кезінде пештің тұрақты қысымын сақтау болып табылады.

5. Дөңгелекті таза ұстаңыз

Доңғалақтың күйі желдеткіштің жұмысына тікелей әсер етеді.

Биомассада, көмірде, қалдықпен жұмыс істейтін және басқа да шаңды қазандық қолданбаларында күл пышақтарда жиналуы мүмкін. Егер шөгінді біркелкі болмаса, ол айналмалы жинақтың массалық таралуын өзгертеді және діріл тудыруы мүмкін.

Қарапайым техникалық қызмет көрсету тексеруі мыналарды қамтуы керек:

Желдеткішті жабыңыз және зауытты оқшаулау процедурасын орындаңыз.

Дөңгелекті кіру саңылауы арқылы тексеріңіз.

Пышақтардың екі жағында күлдің жиналуын тексеріңіз.

Алдыңғы жиектерді эрозияға тексеріңіз.

Жарықтар немесе деформация бар-жоғын тексеріңіз.

Қауіпсіз болғанда жинақты қолмен бұраңыз.

Тазалаудан кейін мойынтіректердің күйін және біліктің туралануын тексеріңіз.

Бастапқыда бірқалыпты жұмыс істеген, бірақ бірнеше ай бойы дірілді жоғарылататын желдеткішті бірден моторға кінәлауға болмайды.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін жұмыс дөңгелегінің аэродинамикалық пішіні мен массалық тепе-теңдігін сақтау жобаланған өнімділікті сақтау үшін маңызды.

6. Жоғары температура желдеткіштің жұмыс жағдайларын өзгертеді

Температура газдың тығыздығына да, механикалық дизайнға да әсер етеді.

Түтін газының температурасы жоғарылағанда оның тығыздығы төмендейді. Нақты көлемдік ағын осылайша бірдей массалық ағын үшін артады.

Жоғары температура да әсер етуі мүмкін:

Біліктің кеңеюі

Подшипник температурасы

Майлаудың қызмет ету мерзімі

Муфтаны туралау

Корпустың кеңеюі

Тығыздау

Моторды салқындату

Желдеткіш материалды таңдау

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін газдың максималды үздіксіз температурасын желдеткіш құрылысын аяқтамас бұрын анықтау керек.

Температураның айтарлықтай ауытқуы бар қолданбалар үшін орнату кезінде термиялық кеңеюді ескеру қажет. Өшіру кезінде дұрыс болып көрінетін суық туралау жабдық жұмыс температурасына жеткеннен кейін өзгеруі мүмкін.

7. Желдеткіш жылдамдығын арттырмас бұрын сүзгі қысымының төмендеуін тексеріңіз

Лас сөмке сүзгісі жиі кішігірім желдеткішпен қателеседі.

Өнеркәсіптік қазандық бастапқыда қап-сүзгі қысымының төмендеуімен 900 Па жұмыс істеді делік. Бір айлар жұмыс істегеннен кейін қысымның төмендеуі шаңның жүктелуіне немесе тазалаудың нашар жұмысына байланысты 1500 Па дейін көтеріледі.

Желдеткіш енді қосымшаны жеңуі керек:

1500 - 900 = 600 Па

Желдеткіш жылдамдығын өтеу үшін арттырылса, қозғалтқыш қуаты айтарлықтай артуы мүмкін.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштерінің жылдамдығын арттырмас бұрын техниктер шаң жинағыштың алдындағы және кейінгі қысымды өлшеуі керек.

Егер қысымның төмендеуі әдеттен тыс жоғарыласа, мыналарды тексеріңіз:

Сүзгі сөмкелері

Импульстік ағынды тазалау

Шаңды шығару жүйесі

Бункердің бітелуі

Ауаның ағуы

Дифференциалды қысым датчигі

Жоғары қарсылық құрамдас бөлігін бекіту желдеткішті өзгертуден гөрі үнемді болуы мүмкін.

8. Практикалық жағдай: ішінара жүктеме кезінде ID желдеткіш қуатын азайту

Мыналармен жұмыс істейтін биомасса қазандығын қарастырайық:

Бу сыйымдылығы: шамамен 12 т/сағ

Жұмыс жағдайындағы түтін газының шығыны: шамамен 42 000 м³/сағ

Желдеткіш кіріс температурасы: 165°C

Желдеткіштің қажетті қысымы: шамамен 2800 Па

Мотор қуаты: 75 кВт

Желдеткіш жылдамдығы: шамамен 1480 айн/мин

Қолданыстағы басқару: кіріс демпфері

Қазандықтың әдеттегі жүктемесі: 60–90%

Қалыпты өндіріс кезінде операторлар идентификатор желдеткіш қозғалтқышының тогы қазандықтың өнімділігі төмендеген кезде де салыстырмалы түрде жоғары болып қалатынын байқады.

Бірінші тексеру мойынтіректерде күрделі ақауларды анықтаған жоқ және жұмыс дөңгелегі құрылымдық жағынан қолайлы болды.

Келесі қадам желдеткіштің жылдамдығын, амортизатордың орнын, пештің қысымын және қазандық жүктемесін салыстыру болды.

Қазандықтың шамамен 65% жүктемесінде желдеткіш әлі де толық жылдамдыққа жақын жұмыс істеп тұрды, ал кіріс демпфері айтарлықтай жабылды. Сондықтан жүйе ауа ағынын негізінен дроссель арқылы басқарды.

Шешім VFD орнату және желдеткіш жылдамдығы пештің қысымы мен қазандық жүктемесіне жауап беретіндей басқару логикасын өзгерту болды.

Іске қосқаннан кейін желдеткіш аз жүктеме кезінде максималды жылдамдыққа жақын жұмыс істеуді қажет етпейді. Нақты энергияны үнемдеу соңғы жұмыс нүктесіне және зауыттың өндіріс кестесіне байланысты, бірақ модификация желдеткіштің қажетсіз жұмысын азайтып, тұрақты ағынды бақылауды қамтамасыз етті.

Бұл жағдай маңызды мәселені көрсетеді: жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштері желдеткіш аппаратурасына ғана қатысты емес. Басқару стратегиясы энергияны тұтынуға бірдей әсер етуі мүмкін.

9. Мотор тогын бақылаңыз, бірақ желдеткішті тек токтан диагностикалауға болмайды

Қозғалтқыш тогы пайдалы, бірақ оны толық диагноз емес, бір жұмыс параметрі ретінде қарастырған жөн.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін операторлар келесі бағытты ұстануы керек:

Қозғалтқыш тогы

Мотор қуаты

Желдеткіш жылдамдығы

Пештің қысымы

Желдеткіш кіріс қысымы

Желдеткіш шығысындағы қысым

Түтін газының температурасы

Діріл

Подшипник температурасы

Сүзгі дифференциалды қысымы

Мысалы, ауа ағыны өзгеріссіз қалған кезде қозғалтқыш тогы көбейсе, жүйе кедергісінің артқанын тексеріңіз.

Ток пен діріл бірге өссе, жұмыс дөңгелегін, мойынтіректерді, муфтаны және туралауды тексеріңіз.

Пештің қысымы жеткіліксіз болған кезде ток азайса, желдеткіш жылдамдығының, демпфердің күйінің, арнаның ағуының немесе жұмыс дөңгелегінің күйінің өзгергенін тексеріңіз.

Тренд деректері техникалық қызмет көрсету сапары кезінде алынған бір оқуға қарағанда әлдеқайда пайдалы.

10. Желдеткіштің шамадан тыс мөлшеріне жол бермеңіз

Шамадан тыс өлшем - тиімсіз жұмыстың тағы бір кең таралған көзі.

Шамадан тыс ауа ағыны мен қысыммен таңдалған желдеткіш жұмыс уақытының көп бөлігін жоспарланған жобалық нүктеден алыс өткізуі мүмкін. Операторлар амортизаторларды жабу немесе жылдамдықты азайту арқылы өтейді.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштерін таңдағанда, кем дегенде үш жұмыс жағдайын анықтаңыз:

Минималды жүктеме → Қалыпты жүктеме → Максималды жүктеме

Желдеткіш күтілетін жұмыс ауқымында тұрақты жұмысты қамтамасыз етуі керек.

Егер қазандық әдетте 60–90% қуатта жұмыс істесе, желдеткішті тек төтенше теориялық максимум шамасында таңдау жылдың көп бөлігінде тиімсіз жұмыс нүктесін тудыруы мүмкін.

Мақсат - ең үлкен жанкүйер емес. Бұл дұрыс желдеткіш.

11. Практикалық техникалық қызмет көрсету кестесі

Энергия тиімділігі іске қосылғаннан кейін аяқталмайды.

Тиімділігі жоғары қазандық желдеткіштері үшін жай күйге негізделген техникалық қызмет көрсету бағдарламасы өнімділіктің нашарлауын болдырмайды.

Күнделікті немесе ауысымдық тексерулер:

Қозғалтқыш тогы

Подшипник температурасы

Пештің қысымы

Қалыпты шу

Діріл көрсеткіші

Апталық тексерулер:

Желдеткіш және мотор жағдайы

Амортизатордың жұмысы

Түтіктің ағуы

Сүзгі дифференциалды қысымы

Ай сайынғы немесе жоспарланған өшіру тексерулері:

Доңғалақ шөгінділері

Пышақ эрозиясы

Қосылу жағдайы

Білік жағдайы

Іргетас болттары

Жылдық немесе күрделі жөндеу:

Қажет болған кезде динамикалық теңгерім

Мойынтіректерді тексеру

Сәйкестікті тексеру

Дөңгелектерді егжей-тегжейлі тексеру

Іске қосу деректерімен өнімділікті салыстыру

Нақты аралық отынға, шаң концентрациясына, жұмыс уақытына және өндіруші ұсыныстарына сәйкес реттелуі керек.

Қорытынды

Жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштері қазандықтың қосалқы қуатын тұтынуды азайта алады, бірақ тиімділік жоғары тиімді қозғалтқышты таңдаудан гөрі дұрыс инженериядан басталады.

Ең маңызды қадамдар қарапайым: түтін газының нақты көлемін есептеңіз, жүйенің жалпы кедергісін анықтаңыз, нақты жұмыс нүктесінің айналасындағы желдеткішті таңдаңыз, пештің тартылуына сәйкес жылдамдықты реттеңіз, жұмыс дөңгелегін таза ұстаңыз және тек қозғалтқыштың токына қарамай, бүкіл жүйені бақылаңыз.

Қолданыстағы қазандықтар үшін энергияны үнемдеудің ең жылдам мүмкіндіктері көбінесе ішінара жүктемеде жұмыс істеуде, амортизатордың шамадан тыс дроссельінде, лас сүзгілерде, түтіктердің ағуында және жұмыс дөңгелегінің ластануында кездеседі.

Жақсы жобаланған жоғары тиімділіктегі қазандық желдеткіштері жүйесі қажетсіз қысым мен ауа ағынын болдырмай, қажетті ағынды сенімді түрде жеткізуі керек. Ұзақ мерзімді перспективада желдеткішті дұрыс таңдаудың, жүйеге техникалық қызмет көрсетудің және интеллектуалды басқарудың үйлесімі қарапайым қазандық шығару жүйесін тиімді жүйеге айналдырады.