Өнеркәсіптік қазандықпен жұмыс істейтін желдеткіш шешімдері түтін газдарын шығарудың тиімділігін арттырады

Өнеркәсіптік қазандықта индукцияланған желдеткіш жиі қарапайым сору құрылғысы ретінде қарастырылады. Іс жүзінде бұл пештің қысымын, түтін газының қозғалысын, жану тұрақтылығын және қосымша қуат тұтынуын басқаратын жабдықтың негізгі бөліктерінің бірі болып табылады. Дұрыс таңдалған өнеркәсіптік қазандық желдеткіші қазандықтың, құбырдың, шаң жинағыштың, скруббердің, мұржаның және басқа төменгі ағынның жабдықтарының кедергісін жеңе отырып, қажетті түтін газының көлемін жылжытуы керек.

Мен жиі көретін қателік - қазандық сыйымдылығына немесе қозғалтқыш қуатына негізделген өнеркәсіптік қазандық желдеткішін таңдау. Мысалы, 10 МВт қазандық белгілі бір желдеткіш өлшемін автоматты түрде қажет етпейді. Нақты жұмыс нүктесі түтін газының көлеміне, газ температурасына, жүйе кедергісіне, отынға, артық ауаға, шаң концентрациясына және пештің шығысындағы қажетті қысымға байланысты.

1. Түтін газының нақты күйінен бастаңыз

Өнеркәсіптік қазандық желдеткішін таңдаудағы бірінші қадам желдеткіш кірісіндегі нақты газ көлемін анықтау болып табылады.

Бұл өте маңызды, өйткені түтін газының температурасы оның тығыздығын айтарлықтай өзгертеді. Стандартты жағдайларда есептелген көлемді түзетусіз желдеткіштің жұмыс көлемі ретінде пайдалану мүмкін емес.

Мысалы, қазандық стандартты жағдайларда 30 000 Нм³/сағ түтін газын шығарады және желдеткіш кірісіндегі газ температурасы 180°C болады делік. Шамамен нақты көлемді мыналар арқылы бағалауға болады:

Q₂ = Q₁ × (T₂ / T₁)

Кельвиндегі температуралар.

Анықтама ретінде 20°C пайдалану:

30 000 × (453 / 293) ≈ 46 350 м³/сағ

Бұл айтарлықтай айырмашылық.

Желдеткіш нақты жұмыс температурасында шамамен 46 350 м³/сағ орнына 30 000 м³/сағ арқылы таңдалса, орнатылған желдеткіш күтілетін ағынды қамтамасыз етпеуі мүмкін.

Өнеркәсіптік қазандықтың индукциялық желдеткіші үшін баға ұсыныстары сәйкес газ температурасы мен қысымымен бірге ауа ағынының Нм³/сағ, См³/сағ немесе нақты м³/сағ түрінде берілгенін көрсетуі керек.

2. Желдеткіш қысымын болжау орнына жүйенің жалпы кедергісін есептеңіз

Желдеткіштің қысымы ауа ағыны сияқты маңызды. Өнеркәсіптік қазандықпен жұмыс істейтін желдеткіш түтін газының толық жолының кедергісін еңсеруі керек. Бұған қазандық газ өткелдері, экономайзерлер, ауаны алдын ала қыздырғыштар, циклондар, қап сүзгілері, ESP, скрубберлер, демпферлер, шынтақтар, кеңейту секциялары, арналар және мұржалар кіруі мүмкін.

Практикалық қысымды есептеуді келесідей ұйымдастыруға болады:

ΔPtotal = ΔPboiler + ΔPduct + Δжабдық + ΔPdamper + ΔPstack

Есептеу газдың жобалық жағдайында орындалуы керек.

Жүйені қарастырыңыз:

Қазандық және жылу беру бөлімі: 850 Па

Құбырлар мен шынтақтар: 450 Па

Сөмке сүзгісі: 1200 Па

Дампфер және өтпелі секциялар: 250 Па

Түтін мұржасы мен шығыс шығыстары: 350 Па

Жалпы есептелген қарсылық:

850 + 450 + 1200 + 250 + 350 = 3100 Па

Содан кейін инженер үлкен пайызды ерікті түрде қоспай, жоба талаптарына негізделген сәйкес дизайн маржасын орнатуы керек.

Сондықтан қуаттылықтары ұқсас екі қазандыққа мүлде басқа өнеркәсіптік қазандықтың желдеткіш үлгілері қажет болуы мүмкін.

3. Шаң тиеуді елемеңіз

Шаң - қазандықтың сору желдеткіші мен таза ауа желдеткіші арасындағы ең үлкен айырмашылықтардың бірі.

Биомасса қазандығы, көмірмен жұмыс істейтін қазандық, қалдық қазандық және газбен жұмыс істейтін қазандық өте әртүрлі шаң сипаттамаларына ие болуы мүмкін. Ұшатын күл бірте-бірте жұмыс дөңгелегін тоздыруы мүмкін, ал пышақтарда жабысқақ бөлшектер жиналуы мүмкін.

Дөңгелектердің жиналуы басқа проблеманы тудырады: теңгерімсіздік.

Мысалы, үлкен дөңгелекте бірнеше жүз грамм материал біркелкі емес жиналса, массаның таралуы өзгереді. Алынған орталықтан тепкіш күш айналу жылдамдығымен тез өседі.

Осы себепті шаңды түтін газымен жұмыс істейтін өнеркәсіптік қазандық желдеткіші келесі себептер бойынша мерзімді түрде тексерілуі керек:

Дөңгелектегі күлдің жиналуы

Пышақ эрозиясы

Ең озық киім

Білік жағдайы

Подшипник температурасы

Діріл

Қаптама депозиттері

Кеңейту буынының ағуы

Бірнеше ай жұмыс істегеннен кейін діріл бірте-бірте өссе, қозғалтқышты ауыстыру әдетте бірінші орындалатын нәрсе емес. Алдымен жұмыс дөңгелегі мен жұмыс жағдайларын тексеру керек.

4. Желдеткіштің тиімділігі жұмыс нүктесімен тығыз байланысты

Үлкен желдеткіш автоматты түрде тиімдірек желдеткіш дегенді білдірмейді. Өнеркәсіптік қазандық индукциялық желдеткіш оның өнімділік қисығы бойынша қажетті жұмыс нүктесіне жақын жұмыс істеуі керек. Егер нақты жүйе 3000 Па үшін 40 000 м³/сағ қажет болса, бірақ таңдалған желдеткіш мүлдем басқа жұмыс нүктесінің айналасында жобаланса, жүйе ауа ағынын басқару үшін демпферлерге қатты сенуі мүмкін.

Амортизатор қарсылықты қосу арқылы ағынды азайтады. Желдеткіш әлі де қысым жасайды, бірақ бұл қысымның бір бөлігі демпфер арқылы жай ғана таралады.

Қазандықтың үздіксіз жұмысы үшін бұл жиі айнымалы жүктемені басқарудың тиімсіз әдісі болып табылады.

Айнымалы жылдамдықты басқару жұмыс ауқымы оны негіздеген кезде жақсы тәсілді қамтамасыз етеді. Желдеткіштердің жақындық заңдары салыстырмалы жағдайларда мынаны көрсетеді:

Q ∝ N

ΔP ∝ N²

P ∝ N³

Сондықтан желдеткіш жылдамдығын азайту тек ауа ағынын азайтуға қарағанда қуатты әлдеқайда көп азайтуға әкелуі мүмкін.

Мысалы, жылдамдықты бастапқы жылдамдықтың 80% дейін төмендету шамамен береді:

Қуат коэффициенті = 0,8³ = 0,512

Желдеткіштің теориялық қуаты жұмыс жағдайлары қолданыстағы желдеткіш заңы ауқымында қалады деп есептегенде, бастапқы мәннің шамамен 51% құрайды.

Нақты үнемдеу жүйе қисығына, қозғалтқыштың тиімділігіне, VFD жоғалтуларына және жұмыс нүктесіне байланысты, сондықтан бұл кепілдік берілген 49% азайту емес, инженерлік бағалау ретінде қарастырылуы керек.

5. VFD басқаруы ішінара жүктеме жұмысын жақсарта алады

Көптеген қазандықтар 100% жүктемеде үздіксіз жұмыс істемейді.

Өндірістің азайған кезеңдерінде қажетті түтін газының көлемі азаяды. Өнеркәсіптік қазандықтың сору желдеткіші демпфер ағынды басқарған кезде толық жылдамдықпен жұмысын жалғастырса, электр қуаты қажетсіз жоғары болуы мүмкін.

Жақсырақ басқару стратегиясы пештің немесе түтін газының статикалық қысымын өлшеу және желдеткіш жылдамдығын қажетті жобаға сәйкес реттеу болып табылады.

Әдеттегі басқару реті:

Қазандықтың жүктемесі → Тарту қысымы сенсоры → PID контроллері → VFD → ID Желдеткіш жылдамдығы

Басқару мақсаты жай ғана «максималды сору» болмауы керек. Шамадан тыс теріс қысым пешке қосымша ауа енгізуі немесе жану жағдайларына әсер етуі мүмкін.

Мақсат - ең үлкен теріс қысым емес, бақыланатын теріс қысым.

VFD негізіндегі ID желдеткішін басқару стратегиясы сонымен қатар желдеткіш жылдамдығын қажетті түтін құбырының қысымына сәйкестендіру және қажетсіз ауа ағыны мен электр шығындарын азайту тәсілі ретінде қазандық қолданбаларында құжатталған.

6. Практикалық жағдай: Шамадан тыс қуат тұтынуды азайту

Келесі жұмыс жағдайлары бар биомасса қазандығын қарастырыңыз:

Қазандықтың өнімділігі: шамамен 12 т/сағ бу

Түтін газының шығыны: 42 000 м³/сағ

Желдеткіш кіріс температурасы: 165°C

Қажетті жалпы қысым: шамамен 2800 Па

Қолданыстағы қозғалтқыш: 75 кВт

Қолданыстағы желдеткіш жылдамдығы: 1480 айн/мин

Басқару әдісі: кіріс демпфері

Жұмыс жүктемесі: әдетте 60–90%

Зауыт қазандық өндірісі максималды қуаттан төмен болса да, желдеткіш қозғалтқышы жиі номиналды токқа жақын жұмыс істейтінін хабарлады.

Бірінші тексеру мойынтіректің анық ақауын анықтаған жоқ. Доңғалақ құрылымдық жағынан да қолайлы болды.

Мәселе бақылау әдісіне байланысты болды.

Қазандықтың шамамен 65% жүктемесінде желдеткіш әлі толық жылдамдыққа жақын жұмыс істеп тұрды, ал кіріс демпфері айтарлықтай жабылды. Осылайша, желдеткіш жүйе талап етілетіннен көп қысым шығарды, ал демпфер сол қысымның бір бөлігін қосымша қарсылыққа айналдырды.

Ұсынылған модификация VFD орнату және идентификатор желдеткішін пештің тартылу қысымына сәйкес басқару болды.

Іске қосудан кейін желдеткіш жылдамдығы максималды жылдамдыққа жақын емес, қазандық жүктемесі мен тартылу қысымына сәйкес келетіндей жұмыс тәртібі өзгертілді.

Бұл жағдайдан маңызды сабақ - желдеткішті үлкенірек немесе қуаттырақ үлгіге ауыстыру мәселені шешпес еді. Қолданыстағы өнеркәсіптік қазандық желдеткішінің қуаты жеткілікті болды; мәселе бақылау стратегиясы болды.

7. Жоғары температура ыстыққа төзімді дөңгелекті қажет етеді

Температура - өнеркәсіптік қазандықтың сору желдеткішін таңдамас бұрын растау қажет тағы бір параметр.

Түтін газының температурасы жоғарылағанда газдың тығыздығы төмендейді. Бірдей массалық ағында нақты көлемдік ағын үлкенірек болады.

Жоғары температура да әсер етеді:

Біліктердің термиялық кеңеюі

Мойынтіректердің орналасуы

Майлау

Корпустың кеңеюі

Материалды таңдау

Іліністің орналасуы

Мотордың орналасуы

Салқындату талаптары

Тығыздау тәртібі

Температурасы жоғары қолданбалар үшін желдеткіш құрылымы стандартты желдеткішті таңдап, ыстық газды өңдей алады деп есептемей, нақты кіріс температурасына сәйкес жобалануы керек.

Іске қосу мен қалыпты жұмыс арасында температура айтарлықтай өзгерсе, білік, мойынтірек және муфтаны туралау кезінде термиялық кеңеюді де ескеру қажет.

8. Идентификатор желдеткіші жобаны сақтай алмаған кезде нені тексеру керек

Өнеркәсіптік қазандық желдеткіші пештің қажетті теріс қысымын ұстай алмаса, желдеткіштің өлшемі төмен деп бірден ойламаңыз.

Ақаулықтарды жоюдың практикалық тізбегі:

1-қадам — Желдеткіштің нақты жылдамдығын тексеріңіз

Қозғалтқыш жиілігін, айналу жылдамдығын және VFD шығысын растаңыз.

2-қадам — Амортизатордың орнын тексеріңіз

Егер амортизатор толығымен ашық болса және тартылу жеткіліксіз болса, желдеткіштің өлшемі аз болуы немесе жүйенің кедергісі жоғарылауы мүмкін.

Егер амортизатор қатты дроссельде болса, мәселе оның орнына шамадан тыс желдеткіш сыйымдылығы немесе дұрыс емес басқару стратегиясы болуы мүмкін.

3-қадам — Негізгі жабдыққа дейін және одан кейінгі қысымды өлшеңіз

Қысымның төмендеуін тексеріңіз:

Қазандық

Эконайзер

Ауаны алдын ала қыздырғыш

Циклон

Сөмке сүзгісі

Скруббер

Негізгі түтік

Амортизатор

Лас сөмке сүзгісі жүйенің кедергісін айтарлықтай арттыруы мүмкін.

4-қадам — Дөңгелекті тексеріңіз

Күлдің жиналуын, эрозияны, жарықтарды, деформацияны және пышақ зақымдалуын іздеңіз.

5-қадам — Діріл мен мойынтіректерді тексеріңіз

Дірілдің жоғарылауы теңгерімсіздікті, тураланбауды, мойынтіректердің тозғанын, борпылдақтығын немесе жұмыс дөңгелегінің жиналуын көрсетуі мүмкін.

6-қадам — Нақты деректерді бастапқы дизайн нүктесімен салыстырыңыз

Жазба:

Ауа шығыны

Статикалық қысым

Желдеткіш жылдамдығы

Қозғалтқыш тогы

Мотор қуаты

Газ температурасы

Пештің қысымы

Діріл

Бұл деректер жай ғана «желдеткіш сору әлсіз» деп айтудан әлдеқайда пайдалы.

9. Неліктен өнеркәсіптік қазандықтың желдеткішінің шамадан тыс ұлғаюы да проблема болуы мүмкін

Шамадан тыс өлшемдер кейде қауіпсіз нұсқа ретінде қарастырылады, өйткені инженерлер «көбірек сыйымдылық жақсырақ» деп есептейді.

Бұл әрқашан жақсы емес.

Өнеркәсіптік қазандықтың желдеткіші айтарлықтай үлкен болса, жүйе агрессивті демпферді дроссельді қажет етуі мүмкін. Бұл қысымның жоғалуын арттырады және электр энергиясын тұтынуды арттырады.

Шамадан тыс тартылу да болжанған жану жағдайларын бұзуы мүмкін.

Желдеткішті таңдаудан бұрын қалыпты жұмыс нүктесін, максималды жұмыс нүктесін, ең аз күтілетін жүктемені және болашақ жұмыс талаптарын орнату жақсы әдіс болып табылады.

Мысалы, егер қазандық әдетте 60% және 90% жүктемеде жұмыс істесе, желдеткішті тек төтенше теориялық максимумға негізделген таңдау машинаның жұмыс істеу мерзімінің көп бөлігін өзінің ең жақсы тиімділік аймағынан алыс өткізуіне әкелуі мүмкін.

10. Ең жақсы желдеткіш - бүкіл жүйеге сәйкес келетін желдеткіш

Өнеркәсіптік қазандық желдеткішінің өнімділігін қазандықты шығару жүйесінен бөлек бағалау мүмкін емес.

Техникалық тұрғыдан дұрыс желдеткіш таңдау мыналарды ескеруі керек:

Қазан → Жылу тасымалдағыш жабдық → Шаң жинағыш → Канал → Желдеткіш → Түтін мұржасы

Жаңа қап сүзгісі кейінірек орнатылса, оның қысымының төмендеуі бар желдеткіштің жұмыс нүктесін өзгертуі мүмкін. Сол сияқты, скрубберді қосу, отынды өзгерту, қазандықтың сыйымдылығын арттыру немесе дымоходы өзгерту қажет желдеткіш жұмысын өзгертуі мүмкін.

Сондықтан желдеткішті таңдау ескі желдеткіш үлгісіне сәйкес келмей, жүйенің толық кедергісіне негізделуі керек.

Қорытынды

Өнеркәсіптік қазандықтың тиімді желдеткіші жай ғана жоғары қуатты центрифугалық желдеткіш емес. Оның нақты өнімділігі ауа ағынының, қысымның, температураның, шаңның жүктелуінің, жұмыс дөңгелегі конструкциясының, басқару әдісінің және жүйе кедергісінің дұрыс сәйкестендірілуіне байланысты.

Жаңа қондырғылар үшін желдеткішті таңдау алдында түтін газының нақты көлемін және жалпы қысымның жоғалуын есептеңіз. Ауыстыру жобалары үшін бар желдеткіштің өлшемі аз екенін шешпес бұрын жұмыс деректерін жинаңыз. Айнымалы жүктемелі қазандықтар үшін толығымен демпферлерге сенудің орнына VFD бақылауын бағалаңыз.

Практикалық жұмыста ең үлкен табыстар көбінесе салыстырмалы түрде қарапайым әрекеттерден келеді: жұмыс дөңгелегін тазалау, жүйенің шамадан тыс кедергісін түзету, арнаның ағып кетуін жөндеу, пештің дұрыс тартылуын сақтау және желдеткіш жылдамдығын қазандықтың нақты жүктемесіне сәйкес келтіру.

Мақсат - өнеркәсіптік қазандықпен жұмыс істейтін желдеткіштің жұмысын күшейту емес. Мұндағы мақсат – қазандықтың ең аз ақылға қонымды энергия тұтынуы және толық жүктеме ауқымында тұрақты жұмыс істеуі арқылы дәл қазандықты қамтамасыз ету.