बॉयलर सिस्टम के लिए केन्द्रापसारक पंखे औद्योगिक दहन और निकास प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद करते हैं

बॉयलर का प्रदर्शन वायु और ग्रिप गैस प्रणाली की स्थिरता से निकटता से संबंधित है। यदि दहन वायु आपूर्ति अपर्याप्त है या ग्रिप गैस को सुचारू रूप से डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है, तो ऑपरेटरों को अस्थिर लौ की स्थिति, उच्च ईंधन खपत, भट्ठी के दबाव में उतार-चढ़ाव और बढ़े हुए उत्सर्जन दिखाई दे सकते हैं। इन प्रणालियों में, केन्द्रापसारक पंखे आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे नलिकाओं, इकोनॉमाइज़र, एयर प्रीहीटर्स, धूल कलेक्टरों, डैम्पर्स और अन्य बॉयलर उपकरणों से प्रतिरोध को दूर करने के लिए आवश्यक दबाव उत्पन्न कर सकते हैं।

बॉयलर अनुप्रयोगों के लिए, सेंट्रीफ्यूगल पंखे का चयन करना केवल मोटर की शक्ति को बॉयलर की क्षमता से मिलाने का मामला नहीं है। पंखे को वास्तविक गैस तापमान और परिचालन स्थितियों के तहत आवश्यक वायु प्रवाह और दबाव पर काम करना होगा। एक पंखा जो कम प्रतिरोध पर पर्याप्त वायु प्रवाह प्रदान करता है, सिस्टम प्रतिरोध बढ़ने पर आवश्यक भट्टी ड्राफ्ट को बनाए रखने में विफल हो सकता है। इसके विपरीत, अत्यधिक दबाव का चयन करने से अनावश्यक ऊर्जा खपत और अस्थिर नियंत्रण हो सकता है। इसलिए पहला कदम पंखा चुनने से पहले वास्तविक संचालन बिंदु स्थापित करना है।

बॉयलर सिस्टम में सेंट्रीफ्यूगल पंखे की भूमिका को समझना

एक विशिष्ट औद्योगिक बॉयलर कई अलग-अलग कार्यों के लिए पंखे का उपयोग कर सकता है। फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे भट्टी को दहन वायु की आपूर्ति करते हैं, प्रेरित ड्राफ्ट पंखे भट्टी से ग्रिप गैस को हटाते हैं और नकारात्मक दबाव बनाए रखते हैं, जबकि प्राथमिक या द्वितीयक वायु पंखे का उपयोग विशिष्ट दहन प्रणालियों में किया जा सकता है। हालाँकि इन अनुप्रयोगों के अलग-अलग परिचालन कर्तव्य हैं, केन्द्रापसारक पंखे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं क्योंकि उनकी दबाव-उत्पादक क्षमता उन्हें महत्वपूर्ण प्रतिरोध वाले सिस्टम के लिए उपयुक्त बनाती है।

प्रेरित ड्राफ्ट अनुप्रयोग के लिए, पंखे को फर्नेस आउटलेट, संवहन अनुभाग, इकोनोमाइजर, एयर प्रीहीटर, डक्टवर्क, साइक्लोन या बैग फिल्टर, चिमनी और डैम्पर्स के माध्यम से दबाव के नुकसान को दूर करना होगा। यदि चयन के दौरान कुल प्रतिरोध को कम करके आंका जाता है, तो कमीशनिंग के बाद वास्तविक वायु प्रवाह अपेक्षा से काफी कम हो सकता है। यह सबसे आम कारणों में से एक है कि मोटर और इम्पेलर सामान्य रूप से काम करने के बावजूद सेंट्रीफ्यूगल पंखे "खराब प्रदर्शन" कर रहे हैं।

गणना में तापमान को भी शामिल करना होगा। गर्म ग्रिप गैस का घनत्व परिवेशी वायु की तुलना में कम होता है, इसलिए तापमान के साथ वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह, द्रव्यमान प्रवाह, दबाव और पंखे की शक्ति के बीच संबंध बदलता है। उदाहरण के लिए, 180°C के लिए डिज़ाइन की गई ग्रिप गैस प्रणाली को 20°C एयर-हैंडलिंग प्रणाली के समान घनत्व मान्यताओं का उपयोग नहीं करना चाहिए। केन्द्रापसारक पंखे का चयन करते समय, इंजीनियर को गैस तापमान, ऊंचाई, नमी की मात्रा, गैस संरचना और यह पुष्टि करनी चाहिए कि क्या बताया गया दबाव स्थिर दबाव है या कुल दबाव है।

वायु प्रवाह और दबाव की गणना एक साथ की जानी चाहिए

पंखे के चयन के दौरान एक व्यावहारिक गलती केवल आवश्यक वायु प्रवाह प्रदान करना है। उदाहरण के लिए, "20,000 m³/h पंखा" जैसी विशिष्टता केन्द्रापसारक पंखे का चयन करने के लिए पर्याप्त नहीं है। कई पंखे मॉडल 20,000 m³/h प्रदान कर सकते हैं, लेकिन उनकी दबाव क्षमताएं काफी भिन्न हो सकती हैं।

एक अधिक उपयोगी विशिष्टता कुछ इस प्रकार होगी:

वायुप्रवाह: 20,000 m³/h

आवश्यक दबाव: 2,500 Pa

गैस का तापमान: 180°C

मध्यम: बॉयलर ग्रिप गैस

परिचालन ऊंचाई: 500 मीटर

धूल सांद्रता: प्रक्रिया के अनुसार निर्दिष्ट

आवश्यक परिचालन घंटे: निरंतर

मोटर आपूर्ति: संयंत्र विद्युत प्रणाली के अनुसार

इन मापदंडों के साथ, पंखा निर्माता पंखे के प्रदर्शन वक्र के विरुद्ध ऑपरेटिंग बिंदु का मूल्यांकन कर सकता है। चयनित केन्द्रापसारक पंखे को अधिमानतः बायीं या दायीं ओर के बजाय वक्र के एक स्थिर क्षेत्र में संचालित करना चाहिए। एक उचित ऑपरेटिंग मार्जिन पर भी विचार किया जा सकता है, लेकिन केवल एक बड़ा दबाव मार्जिन जोड़ना एक अच्छा इंजीनियरिंग अभ्यास नहीं है क्योंकि यह मोटर शक्ति और थ्रॉटलिंग घाटे को बढ़ा सकता है।

बॉयलर चालू होने के बाद पंखे का दबाव क्यों बदल सकता है?

एक बॉयलर सिस्टम शायद ही कभी ठीक उसी तरह काम करता है जैसा उसने मूल डिज़ाइन गणना के दौरान किया था। फिल्टर धूल जमा करते हैं, गर्मी हस्तांतरण सतहें खराब हो जाती हैं, डैम्पर्स को समायोजित किया जाता है, डक्टवर्क को संशोधित किया जा सकता है, और ईंधन की विशेषताएं बदल सकती हैं। इनमें से प्रत्येक कारक सिस्टम प्रतिरोध को प्रभावित कर सकता है।

एक प्रेरित ड्राफ्ट प्रणाली पर विचार करें जो मूल रूप से 3,000 Pa पर 25,000 m³/h के लिए डिज़ाइन की गई थी। कई महीनों के ऑपरेशन के बाद, धूल लोड होने के कारण बैग फ़िल्टर अंतर दबाव बढ़ जाता है। पंखे की गति अपरिवर्तित रहती है, लेकिन सिस्टम प्रतिरोध ऊपर की ओर बढ़ता है। इसलिए केन्द्रापसारक पंखे का संचालन बिंदु पंखे के वक्र के साथ बदल जाता है, जिससे संभावित रूप से वायु प्रवाह कम हो जाता है।

इस स्थिति में, मोटर का आकार बढ़ाना आवश्यक रूप से सही समाधान नहीं है। रखरखाव टीम को पहले फ़िल्टर अंतर दबाव, डैम्पर स्थिति, पंखे के इनलेट और आउटलेट दबाव, पंखे की गति, मोटर करंट और वास्तविक वायु प्रवाह को मापना चाहिए। यदि फ़िल्टर प्रतिरोध मूल डिज़ाइन मान से काफी अधिक है, तो फ़िल्टर को साफ करने या बदलने से पंखे को संशोधित किए बिना प्रदर्शन बहाल किया जा सकता है।

बॉयलर प्रशंसकों के लिए व्यावहारिक कमीशनिंग प्रक्रिया

कमीशनिंग के दौरान, ऑपरेटरों को मोटर करंट और कंपन से अधिक रिकॉर्ड करना चाहिए। केन्द्रापसारक प्रशंसकों के लिए, एक उपयोगी कमीशनिंग रिकॉर्ड में पंखे की गति, इनलेट दबाव, आउटलेट दबाव, वायु प्रवाह, गैस तापमान, असर तापमान, मोटर वर्तमान और डैम्पर स्थिति शामिल होनी चाहिए।

माप क्रम को सरल रखा जा सकता है:

पुष्टि करें कि प्ररित करनेवाला सही दिशा में घूमता है।

जांचें कि इनलेट और आउटलेट डैम्पर्स सही चालू स्थिति में हैं।

अनुमोदित संचालन प्रक्रिया के अनुसार पंखा चालू करें।

मोटर करंट की निगरानी करते हुए धीरे-धीरे डैम्पर को घुमाएँ।

कई स्थिर परिचालन बिंदुओं पर वायु प्रवाह और दबाव को मापें।

निर्माता के प्रदर्शन वक्र के साथ मापे गए मानों की तुलना करें।

सिस्टम के स्थिर स्थिति में पहुंचने के बाद कंपन और तापमान रिकॉर्ड करें।

यह प्रक्रिया ऑपरेटरों को भविष्य में समस्या निवारण के लिए आधार रेखा प्रदान करती है। यदि वही केन्द्रापसारक पंखे कई महीनों के बाद कंपन या मोटर करंट में क्रमिक वृद्धि दिखाते हैं, तो मूल कमीशनिंग डेटा व्यक्तिपरक टिप्पणियों पर भरोसा करने के बजाय एक उपयोगी संदर्भ प्रदान करता है।

केस स्टडी: इंड्यूस्ड ड्राफ्ट फैन सिस्टम में सुधार

एक व्यावहारिक उदाहरण बायोमास से चलने वाले औद्योगिक बॉयलर में देखा जा सकता है। बॉयलर की प्रेरित ड्राफ्ट प्रणाली मूल रूप से लगभग 30,000 m³/h ग्रिप गैस के लिए डिज़ाइन की गई थी। प्रारंभिक ऑपरेशन के दौरान, भट्टी का ड्राफ्ट स्थिर था। हालाँकि, कई महीनों के बाद, ऑपरेटरों ने देखा कि जब बॉयलर पूर्ण लोड के करीब पहुँच गया तो भट्टी के दबाव को नियंत्रित करना कठिन हो गया।

पहली धारणा यह थी कि केन्द्रापसारक पंखे की क्षमता अपर्याप्त थी। पंखे को तुरंत बदलने के बजाय, रखरखाव टीम ने सिस्टम को चरण दर चरण मापा।

परिणामों से पता चला कि पंखे की गति मूल मूल्य के करीब थी, मोटर करंट अपेक्षित सीमा के भीतर था, और कंपन में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं हुई थी। हालाँकि, डाउनस्ट्रीम धूल-संग्रह उपकरण में दबाव ड्रॉप कमीशनिंग मूल्य से काफी अधिक था।

धूल कलेक्टर का निरीक्षण किया गया और पाया गया कि गंदे फिल्टर तत्वों के कारण दबाव में अत्यधिक कमी हुई है। फ़िल्टर तत्वों को साफ़ करने और सिस्टम प्रतिरोध मूल डिज़ाइन स्थिति के करीब लौटने के बाद, प्रेरित ड्राफ्ट पंखे ने आवश्यक वायु प्रवाह को पुनः प्राप्त कर लिया और भट्ठी का दबाव फिर से स्थिर हो गया।

इस मामले से महत्वपूर्ण सबक यह है कि केन्द्रापसारक प्रशंसकों को सिस्टम से स्वतंत्र रूप से नहीं आंका जाना चाहिए। एक पंखा, डक्ट, फिल्टर, डैम्पर और चिमनी एक वायुगतिकीय प्रणाली बनाते हैं। प्रतिरोध के वास्तविक स्रोत की पहचान किए बिना पंखे को बदलने से अंतर्निहित समस्या का समाधान हुए बिना परियोजना लागत बढ़ सकती है।

मोटर पावर पंखे के प्रदर्शन के समान नहीं है

एक और आम ग़लतफ़हमी यह है कि बड़ी मोटर का मतलब स्वचालित रूप से अधिक शक्तिशाली पंखा होता है। मोटर शक्ति कहानी का केवल एक हिस्सा बताती है। सेंट्रीफ्यूगल पंखे का वास्तविक प्रदर्शन प्ररित करनेवाला व्यास, प्ररित करनेवाला चौड़ाई, ब्लेड ज्यामिति, घूर्णी गति, गैस घनत्व, सिस्टम प्रतिरोध और वायुगतिकीय दक्षता पर निर्भर करता है।

गति में परिवर्तन का मूल्यांकन करते समय फैन एफ़िनिटी नियम उपयोगी होते हैं। तुलनीय परिस्थितियों में:

वायुप्रवाह लगभग पंखे की गति के समानुपाती होता है।

दबाव लगभग पंखे की गति के वर्ग के समानुपाती होता है।

शक्ति लगभग पंखे की गति के घन के समानुपाती होती है।

इसका मतलब है कि गति में अपेक्षाकृत छोटी वृद्धि से बिजली की मांग में पर्याप्त वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, समान गैस घनत्व और समान परिचालन स्थितियों को मानते हुए, पंखे की गति को 10% बढ़ाने से सैद्धांतिक बिजली की मांग मूल मूल्य से लगभग 1.33 गुना तक बढ़ सकती है।

इस कारण से, गलत तरीके से डिजाइन किए गए या तेजी से प्रतिरोधी सिस्टम की भरपाई के लिए सेंट्रीफ्यूगल पंखे की तेज गति को स्थायी समाधान के रूप में नहीं माना जाना चाहिए। विद्युत भार, प्ररित करनेवाला तनाव, शाफ्ट गति, असर की स्थिति और स्वीकार्य संचालन सीमा सभी की जाँच की जानी चाहिए।

धूल और उच्च तापमान के लिए अलग-अलग पंखे डिज़ाइन की आवश्यकता होती है

बॉयलर फ़्लू गैस में राख, धूल, संक्षारक यौगिक और नमी हो सकती है। ये स्थितियां सेंट्रीफ्यूगल पंखे के यांत्रिक डिज़ाइन को प्रभावित करती हैं।

धूल भरी गैस के लिए, एक महत्वपूर्ण विचार प्ररित करनेवाला घिसाव है। उच्च-वेग वाले कण धीरे-धीरे ब्लेड की सतहों को नष्ट कर सकते हैं, खासकर अग्रणी किनारे के आसपास। यदि बॉयलर अपघर्षक ईंधन जलाता है, तो पंखे को पहनने के लिए प्रतिरोधी सामग्री या प्रतिस्थापन योग्य पहनने वाली प्लेटों की आवश्यकता हो सकती है।

उच्च तापमान वाली सेवा समस्याओं का एक और सेट पैदा करती है। शाफ्ट विस्तार, असर तापमान, स्नेहक चयन, थर्मल इन्सुलेशन और शीतलन व्यवस्था पर विचार किया जाना चाहिए। डिज़ाइन के आधार पर, असर व्यवस्था को गर्म गैस पथ से अलग करने की आवश्यकता हो सकती है।

सामग्री का चयन भी केवल तापमान के बजाय वास्तविक गैस संरचना पर आधारित होना चाहिए। यदि सल्फर यौगिक, क्लोराइड, नमी, या अन्य संक्षारक घटक मौजूद हैं, तो मानक कार्बन स्टील पर्याप्त सेवा जीवन प्रदान नहीं कर सकता है। ऐसी स्थितियों में, सेंट्रीफ्यूगल पंखे की निर्माण सामग्री और सतह सुरक्षा का चयन वास्तविक ऑपरेटिंग वातावरण के अनुसार किया जाना चाहिए।

असामान्य कंपन का निदान

कंपन पंखे की स्थिति के सबसे उपयोगी संकेतकों में से एक है। हालाँकि, केवल यह देखना कि पंखा हिल रहा है, कारण की पहचान करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

केन्द्रापसारक प्रशंसकों के लिए, रखरखाव कर्मियों को पहले यह निर्धारित करना चाहिए कि कंपन घूर्णी गति से जुड़ा है या नहीं। सामान्य कारणों में प्ररित करनेवाला असंतुलन, ब्लेड पर सामग्री का संचय, शाफ्ट का गलत संरेखण, ढीला फाउंडेशन बोल्ट, बीयरिंग का खराब होना, युग्मन समस्याएं और संरचनात्मक अनुनाद शामिल हैं।

बॉयलर अनुप्रयोगों में, प्ररित करनेवाला पर राख संचय विशेष ध्यान देने योग्य है। यहां तक ​​कि अपेक्षाकृत कम मात्रा में असमान निर्माण भी गतिशील असंतुलन पैदा कर सकता है। पंखे की गति बढ़ने पर कंपन खराब हो सकता है।

एक व्यावहारिक रखरखाव प्रक्रिया क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर और अक्षीय दिशाओं में ड्राइव-एंड और नॉन-ड्राइव-एंड बीयरिंग पर कंपन रिकॉर्ड करना है। रीडिंग की तुलना पिछले रिकॉर्ड से की जानी चाहिए। स्थापित आधार रेखा से अचानक परिवर्तन अक्सर एक अलग मूल्य की तुलना में अधिक सार्थक होता है।

प्ररित करनेवाला को संतुलित करने से पहले, तकनीशियनों को दरारें, विरूपण, जंग और सामग्री निर्माण के लिए प्ररित करनेवाला का भी निरीक्षण करना चाहिए। यांत्रिक दोषों को दूर करने के बाद लागू संतुलन आवश्यकताओं के अनुसार गतिशील संतुलन किया जाना चाहिए।

ऊर्जा दक्षता में सुधार कैसे करें

केन्द्रापसारक पंखे संचालित करते समय ऊर्जा की खपत एक और प्रमुख विचार है। लगातार चलने वाले बॉयलर प्लांट में, पंखे की शक्ति में अपेक्षाकृत छोटी कमी भी सार्थक वार्षिक बचत उत्पन्न कर सकती है।

पहला कदम यह निर्धारित करना है कि पंखा आवश्यक वायु प्रवाह पर चल रहा है या नहीं। यदि प्रक्रिया में 80% डिज़ाइन वायुप्रवाह की आवश्यकता होती है लेकिन पंखा लगातार 100% आपूर्ति करता है, तो अतिरिक्त वायुप्रवाह परिहार्य ऊर्जा खपत का प्रतिनिधित्व कर सकता है।

जब बॉयलर लोड में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है तो परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव उपयोगी हो सकती है। मुख्य रूप से थ्रॉटल्ड डैम्पर के माध्यम से वायु प्रवाह को नियंत्रित करने के बजाय, पंखे की गति को आवश्यक परिचालन स्थिति से मेल खाने के लिए समायोजित किया जा सकता है। चूँकि पंखे की शक्ति गति के घन के साथ लगभग बदलती रहती है, गति कम करने से पर्याप्त ऊर्जा बचत हो सकती है।

हालाँकि, वीएफडी स्थापना को स्वचालित ऊर्जा-बचत उपाय के रूप में नहीं माना जाना चाहिए। वास्तविक सिस्टम वक्र, न्यूनतम आवश्यक वायु प्रवाह, मोटर विशेषताएँ, पंखे संचालन रेंज और प्रक्रिया नियंत्रण आवश्यकताओं का मूल्यांकन पहले किया जाना चाहिए। उचित रूप से लागू किया गया, गति नियंत्रण केन्द्रापसारक पंखे को बॉयलर लोड बदलने के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकता है। पंखे की विशिष्टता में क्या शामिल होना चाहिए? बॉयलर केन्द्रापसारक पंखे के लिए कोटेशन का अनुरोध करते समय, संपूर्ण परिचालन जानकारी प्रदान करने से अनुपयुक्त मॉडल का चयन करने का जोखिम काफी कम हो सकता है।

कम से कम, तकनीकी विनिर्देश में शामिल होना चाहिए:

आवश्यक वायुप्रवाह

स्थैतिक या पूर्ण दबाव

गैस का तापमान

गैस संरचना

धूल की सघनता

गैस घनत्व या परिचालन दबाव

स्थापना ऊंचाई

पंखे की गति या अधिकतम स्वीकार्य गति

मोटर वोल्टेज और आवृत्ति

संचालन विधा

घूर्णन दिशा

पंखे की व्यवस्था

सामग्री आवश्यकताएँ

असर व्यवस्था

शोर आवश्यकताएँ, यदि लागू हो

कंपन और संतुलन आवश्यकताएँ

यदि अनुप्रयोग में उच्च तापमान वाली ग्रिप गैस शामिल है, तो आपूर्तिकर्ता को यह भी पता होना चाहिए कि क्या बताया गया वायु प्रवाह वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान या मानक स्थितियों पर आधारित है। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि Nm³/h में मान और वास्तविक m³/h में मान विनिमेय नहीं हैं।

अंतिम विचार

बॉयलर निकास प्रणाली का प्रदर्शन पंखे से कहीं अधिक पर निर्भर करता है। सही वायुगतिकीय चयन, उपयुक्त सामग्री, उचित स्थापना, कमीशनिंग माप और स्थिति-आधारित रखरखाव सभी विश्वसनीय संचालन में योगदान करते हैं। अच्छी तरह से चयनित केन्द्रापसारक पंखे दहन नियंत्रण और कुशल ग्रिप गैस हटाने का समर्थन करते हुए स्थिर वायु प्रवाह और दबाव प्रदान कर सकते हैं।

केन्द्रापसारक पंखे चुनने या बदलने वाले इंजीनियरों के लिए, सबसे महत्वपूर्ण प्रारंभिक बिंदु वास्तविक ऑपरेटिंग बिंदु है: वायु प्रवाह, दबाव, तापमान, गैस संरचना और सिस्टम प्रतिरोध। एक बार ये पैरामीटर स्थापित हो जाने के बाद, पंखे के प्रदर्शन वक्र, प्ररित करनेवाला डिजाइन, मोटर शक्ति, सामग्री चयन और नियंत्रण विधि का व्यवस्थित रूप से मूल्यांकन किया जा सकता है।

बॉयलर अनुप्रयोगों में, सबसे सस्ता पंखा शायद ही कभी अपनी सेवा अवधि के दौरान सबसे कम लागत वाला समाधान होता है। एक पंखा जो अपने इच्छित कर्तव्य बिंदु के करीब संचालित होता है, वास्तविक गैस की स्थिति का सामना करता है, और अत्यधिक डाउनटाइम के बिना बनाए रखा जा सकता है, आमतौर पर बेहतर दीर्घकालिक मूल्य प्रदान करेगा।