उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे औद्योगिक बॉयलरों में ऊर्जा की खपत को कम करने में मदद करते हैं

कई औद्योगिक बॉयलर संयंत्रों में, प्रेरित ड्राफ्ट पंखा ग्रिप गैस प्रणाली में सबसे बड़े निरंतर विद्युत भार में से एक है। उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे इस भार को कम कर सकते हैं, लेकिन केवल बड़ा या नया पंखा स्थापित करने से कम ऊर्जा खपत की गारंटी नहीं होती है। वास्तविक बचत पंखे को वास्तविक वायु प्रवाह, सिस्टम दबाव, ग्रिप गैस तापमान और बॉयलर लोड से मेल खाने से आती है।

एक आम समस्या यह है कि आईडी पंखे का चयन केवल बॉयलर की क्षमता के अनुसार किया जाता है। हालांकि, वास्तविक संचालन में, आवश्यक शुल्क ईंधन के प्रकार, अतिरिक्त हवा, ग्रिप गैस तापमान, धूल कलेक्टर प्रतिरोध, डक्ट कॉन्फ़िगरेशन और बॉयलर लोड के साथ बदलता है। इसलिए उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे का चयन केवल मोटर पावर या पंखे के आकार के बजाय संपूर्ण सिस्टम संचालन स्थितियों से किया जाना चाहिए।

1. वास्तविक फैन इनलेट पर वायु प्रवाह से प्रारंभ करें

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे का चयन करने से पहले, यह निर्धारित करें कि निर्दिष्ट वायु प्रवाह सामान्य परिस्थितियों में दिया गया है या वास्तविक पंखे इनलेट स्थिति में।

तापमान बढ़ने पर ग्रिप गैस का काफी विस्तार होता है। सरल गणना के लिए:

Q₂ = Q₁ × T₂ / T₁

जहां Q बड़ा प्रवाह है और T केल्विन में पूर्ण तापमान है।

उदाहरण के लिए, यदि आवश्यक ग्रिप गैस प्रवाह 20°C पर 30,000 Nm³/h है और पंखे के इनलेट पर गैस का तापमान 180°C है:

Q₂ = 30,000 × 453/293 ≈ 46,350 m³/h

इसका मतलब यह है कि पंखा वास्तव में बताए गए तापमान पर लगभग 46,350 m³/h को संभालता है, यह मानते हुए कि इस प्रारंभिक गणना के लिए दबाव सुधार छोटा है।

पंखे के चयन के लिए सीधे मानक-स्थिति प्रवाह का उपयोग करने से कम आकार की मशीन बन सकती है। उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे को स्पष्ट रूप से परिभाषित गैस स्थितियों का उपयोग करके चुना जाना चाहिए ताकि प्रशंसक वक्र पर ऑपरेटिंग बिंदु सही हो।

2. संपूर्ण सिस्टम दबाव हानि की गणना करें

पंखे की दक्षता गलत तरीके से डिजाइन की गई ग्रिप गैस प्रणाली की भरपाई नहीं कर सकती है।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के लिए, आवश्यक दबाव में सभी प्रमुख प्रतिरोध बिंदु शामिल होने चाहिए:

बॉयलर गैस मार्ग

गरम करनेवाला

एयर प्रीहीटर

चक्रवात

बैग फिल्टर या ईएसपी

रंडी

डक्टवर्क

कोहनी और संक्रमण

डैंपर

चिमनी

विस्तार जोड़ और अन्य घटक

एक व्यावहारिक गणना इस तरह दिख सकती है: कंपोनेंटप्रेशर लॉसबॉयलर और हीट-ट्रांसफर सेक्शन850 PaDuctwork450 PaBag फ़िल्टर1,200 Paडैम्पर और ट्रांज़िशन250 Paचिमनी और आउटलेट350 Paकुल3,100 Paयदि सिस्टम प्रतिरोध को कम करके आंका गया है, तो पंखा आवश्यक वायुप्रवाह तक नहीं पहुंच पाएगा। यदि इसे अत्यधिक अनुमानित किया जाता है, तो पंखा अनावश्यक रूप से उच्च दबाव पर काम कर सकता है और अधिक बिजली की खपत कर सकता है।

यही एक कारण है कि उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे को हमेशा सिस्टम प्रतिरोध गणना के साथ चुना जाना चाहिए।

3. डैम्पर को मुख्य ऊर्जा-बचत उपकरण के रूप में उपयोग न करें

किसी संयंत्र के निरीक्षण के दौरान पाई जाने वाली सबसे आसान समस्याओं में से एक पंखा है जो लगभग पूरी गति से चल रहा है, जबकि इसके इनलेट या आउटलेट डैम्पर का जोर से गला घोंट दिया गया है।

पंखा दबाव उत्पन्न करना जारी रखता है, जबकि डैम्पर वायु प्रवाह को कम करने के लिए अतिरिक्त प्रतिरोध बनाता है। इस कृत्रिम प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा काफी हद तक बर्बाद हो जाती है।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के लिए, जब बॉयलर में व्यापक ऑपरेटिंग रेंज होती है तो चर-गति नियंत्रण अक्सर अधिक प्रभावी होता है।

फैन एफ़िनिटी कानून एक उपयोगी पहला अनुमान प्रदान करते हैं:

Q₂ / Q₁ = N₂ / N₁

P₂ / P₁ ≈ (N₂ / N₁)³

उदाहरण के लिए, यदि पंखे की गति 100% से घटाकर 80% कर दी जाए:

P₂ / P₁ ≈ 0.8³ = 0.512

तुलनीय परिचालन स्थितियों के तहत सैद्धांतिक पंखे की शक्ति मूल मूल्य का लगभग 51% हो जाती है।

वास्तविक संयंत्र बचत सिस्टम वक्र, मोटर दक्षता, वीएफडी दक्षता और नए ऑपरेटिंग बिंदु पर निर्भर करेगी। फिर भी, घन संबंध बताता है कि गति नियंत्रण थ्रॉटलिंग की तुलना में अधिक प्रभावी क्यों हो सकता है।

4. फर्नेस प्रेशर को नियंत्रण लक्ष्य के रूप में उपयोग करें

वीएफडी स्थापित करना अपने आप में पर्याप्त नहीं है।

यदि पंखा आवश्यकता से अधिक तेज चलता है तो खराब कॉन्फ़िगर किया गया वीएफडी अभी भी ऊर्जा बर्बाद कर सकता है। नियंत्रण प्रणाली को वास्तविक भट्ठी ड्राफ्ट आवश्यकता का जवाब देना चाहिए।

एक विशिष्ट व्यवस्था है:

फर्नेस प्रेशर सेंसर → पीआईडी ​​नियंत्रक → वीएफडी → आईडी फैन मोटर

उदाहरण के लिए, यदि आवश्यक भट्ठी का दबाव -50 Pa है और मापा दबाव -80 Pa है, तो नियंत्रण प्रणाली को पंखे को पूरी गति से चालू रखने की अनुमति देने के बजाय धीरे-धीरे पंखे की गति को कम करना चाहिए।

बॉयलर निर्माता की दहन आवश्यकताओं के अनुसार लक्ष्य दबाव स्थापित किया जाना चाहिए। अत्यधिक नकारात्मक दबाव स्वचालित रूप से बेहतर नहीं होता है।

उचित रूप से कॉन्फ़िगर किए गए उच्च दक्षता बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के साथ, उद्देश्य वर्तमान बॉयलर लोड के लिए आवश्यक ग्रिप गैस की मात्रा को स्थानांतरित करते हुए स्थिर भट्टी दबाव बनाए रखना है।

5. इम्पेलर को साफ रखें

इम्पेलर की स्थिति का पंखे के प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है।

बायोमास, कोयला, अपशिष्ट-चालित और अन्य धूल भरे बॉयलर अनुप्रयोगों में, ब्लेड पर राख जमा हो सकती है। यदि जमाव असमान है, तो यह घूमने वाली असेंबली के द्रव्यमान वितरण को बदल देता है और कंपन पैदा कर सकता है।

एक साधारण रखरखाव निरीक्षण में शामिल होना चाहिए:

पंखे को बंद कर दें और पौधे को पृथक करने की प्रक्रिया का पालन करें।

प्रवेश द्वार के माध्यम से प्ररित करनेवाला का निरीक्षण करें।

ब्लेड के दोनों किनारों पर राख जमा होने की जाँच करें।

कटाव के लिए अग्रणी किनारों का निरीक्षण करें।

दरारों या विरूपण की जाँच करें।

ऐसा करना सुरक्षित होने पर असेंबली को मैन्युअल रूप से घुमाएँ।

सफाई के बाद बीयरिंग की स्थिति और शाफ्ट संरेखण की जाँच करें।

एक पंखा जो मूल रूप से सुचारू रूप से चलता है लेकिन कई महीनों में कंपन बढ़ता है, उसे तुरंत मोटर पर दोष नहीं देना चाहिए।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के लिए, डिज़ाइन किए गए प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए प्ररित करनेवाला के वायुगतिकीय आकार और द्रव्यमान संतुलन को बनाए रखना आवश्यक है।

6. उच्च तापमान से पंखे की परिचालन स्थिति में परिवर्तन होता है

तापमान गैस घनत्व और यांत्रिक डिज़ाइन दोनों को प्रभावित करता है।

जब ग्रिप गैस का तापमान बढ़ता है, तो इसका घनत्व कम हो जाता है। इसलिए समान द्रव्यमान प्रवाह के लिए वास्तविक आयतन प्रवाह बढ़ता है।

उच्च तापमान भी प्रभावित कर सकता है:

दस्ता विस्तार

सहन तापमान

स्नेहक जीवन

युग्मन संरेखण

आवरण विस्तार

सील

मोटर ठंडा करना

पंखे की सामग्री का चयन

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखों के लिए, पंखे के निर्माण को अंतिम रूप देने से पहले अधिकतम निरंतर गैस तापमान निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

महत्वपूर्ण तापमान भिन्नता वाले अनुप्रयोगों के लिए, स्थापना के दौरान थर्मल विस्तार पर विचार किया जाना चाहिए। शटडाउन के दौरान सही दिखने वाला कोल्ड एलाइनमेंट उपकरण के ऑपरेटिंग तापमान पर पहुंचने के बाद बदल सकता है।

7. पंखे की गति बढ़ाने से पहले फ़िल्टर दबाव ड्रॉप की जाँच करें

गंदे बैग फिल्टर को अक्सर गलती से छोटा पंखा समझ लिया जाता है।

मान लीजिए कि एक औद्योगिक बॉयलर मूल रूप से 900 पीए के बैग-फ़िल्टर दबाव ड्रॉप के साथ संचालित होता है। महीनों के संचालन के बाद, धूल लोड होने या खराब सफाई प्रदर्शन के कारण दबाव ड्रॉप 1,500 पीए तक बढ़ जाता है।

प्रशंसक को अब एक अतिरिक्त चीज़ पर काबू पाना होगा:

1,500 - 900 = 600 पा

यदि क्षतिपूर्ति के लिए पंखे की गति बढ़ा दी जाए, तो मोटर शक्ति में काफी वृद्धि हो सकती है।

उच्च दक्षता बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे की गति बढ़ाने से पहले, तकनीशियनों को धूल कलेक्टर से पहले और बाद में दबाव मापना चाहिए।

यदि दबाव ड्रॉप असामान्य रूप से बढ़ गया है, तो निरीक्षण करें:

फिल्टर बैग

पल्स-जेट सफाई

धूल निर्वहन प्रणाली

हॉपर रुकावट

हवा का रिसाव

विभेदक-दबाव सेंसर

उच्च-प्रतिरोध घटक को ठीक करना पंखे को संशोधित करने की तुलना में अधिक किफायती हो सकता है।

8. व्यावहारिक मामला: आंशिक लोड पर आईडी फैन पावर को कम करना

निम्नलिखित के साथ संचालित होने वाले बायोमास बॉयलर पर विचार करें:

भाप क्षमता: लगभग 12 टन/घंटा

परिचालन स्थिति में ग्रिप गैस का प्रवाह: लगभग 42,000 m³/h

फैन इनलेट तापमान: 165°C

आवश्यक पंखे का दबाव: लगभग 2,800 Pa

मोटर शक्ति: 75 किलोवाट

पंखे की गति: लगभग 1,480 आरपीएम

मौजूदा नियंत्रण: इनलेट डैम्पर

विशिष्ट बॉयलर लोड: 60-90%

सामान्य उत्पादन के दौरान, ऑपरेटरों ने देखा कि बॉयलर आउटपुट में गिरावट होने पर भी आईडी फैन मोटर का करंट अपेक्षाकृत अधिक रहा।

पहले निरीक्षण में कोई गंभीर असर समस्या नहीं पाई गई, और प्ररित करनेवाला संरचनात्मक रूप से स्वीकार्य था।

अगला कदम पंखे की गति, डैम्पर की स्थिति, भट्ठी के दबाव और बॉयलर लोड की तुलना करना था।

लगभग 65% बॉयलर लोड पर, पंखा अभी भी पूरी गति से चल रहा था जबकि इनलेट डैम्पर काफी हद तक बंद था। इसलिए सिस्टम मुख्य रूप से थ्रॉटलिंग के माध्यम से वायु प्रवाह को नियंत्रित कर रहा था।

समाधान एक वीएफडी स्थापित करना और नियंत्रण तर्क को बदलना था ताकि पंखे की गति भट्टी के दबाव और बॉयलर लोड पर प्रतिक्रिया दे सके।

चालू होने के बाद, पंखे को कम-लोड अवधि के दौरान अधिकतम गति के करीब संचालित करने की आवश्यकता नहीं रह गई। सटीक ऊर्जा बचत अंतिम परिचालन बिंदु और संयंत्र उत्पादन अनुसूची पर निर्भर करती है, लेकिन संशोधन ने अनावश्यक प्रशंसक संचालन को कम कर दिया और अधिक स्थिर ड्राफ्ट नियंत्रण प्रदान किया।

यह मामला एक महत्वपूर्ण बिंदु को दर्शाता है: उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे केवल पंखे के हार्डवेयर के बारे में नहीं हैं। नियंत्रण रणनीति ऊर्जा खपत पर उतना ही प्रभाव डाल सकती है।

9. मोटर करंट की निगरानी करें, लेकिन केवल करंट से पंखे का निदान न करें

मोटर करंट उपयोगी है, लेकिन इसे पूर्ण निदान के बजाय एक ऑपरेटिंग पैरामीटर के रूप में माना जाना चाहिए।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के लिए, ऑपरेटरों को ट्रेंड करना चाहिए:

मोटर करंट

मोटर शक्ति

पंखे की गति

भट्ठी का दबाव

फैन इनलेट दबाव

पंखे का आउटलेट दबाव

ग्रिप गैस का तापमान

कंपन

सहन तापमान

विभेदक दबाव फ़िल्टर करें

उदाहरण के लिए, यदि मोटर करंट बढ़ता है जबकि वायु प्रवाह अपरिवर्तित रहता है, तो जांच करें कि क्या सिस्टम प्रतिरोध बढ़ गया है।

यदि करंट और कंपन एक साथ बढ़ते हैं, तो प्ररित करनेवाला, बीयरिंग, युग्मन और संरेखण का निरीक्षण करें।

यदि भट्ठी का दबाव अपर्याप्त होने पर करंट कम हो जाता है, तो जांचें कि क्या पंखे की गति, डैम्पर स्थिति, डक्ट रिसाव, या प्ररित करनेवाला की स्थिति बदल गई है।

रुझान डेटा रखरखाव दौरे के दौरान ली गई एकल रीडिंग की तुलना में कहीं अधिक उपयोगी है।

10. पंखे को ज़्यादा बड़ा करने से बचें

ओवरसाइज़िंग अकुशल संचालन का एक और सामान्य स्रोत है।

अत्यधिक वायु प्रवाह और दबाव के साथ चुना गया पंखा अपना अधिकांश परिचालन समय इच्छित डिज़ाइन बिंदु से दूर बिता सकता है। इसके बाद ऑपरेटर डैम्पर्स को बंद करके या गति कम करके क्षतिपूर्ति करते हैं।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे का चयन करते समय, कम से कम तीन परिचालन स्थितियाँ परिभाषित करें:

न्यूनतम भार → सामान्य भार → अधिकतम भार

पंखे को अपेक्षित ऑपरेटिंग रेंज में स्थिर संचालन प्रदान करना चाहिए।

यदि बॉयलर सामान्य रूप से 60-90% क्षमता पर काम करता है, तो केवल चरम सैद्धांतिक अधिकतम के आसपास पंखे का चयन करने से वर्ष के अधिकांश समय में एक अकुशल संचालन बिंदु उत्पन्न हो सकता है।

उद्देश्य सबसे बड़ा प्रशंसक नहीं है. यह सही पंखा है.

11. एक व्यावहारिक रखरखाव अनुसूची

कमीशनिंग के बाद ऊर्जा दक्षता समाप्त नहीं होती है।

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट प्रशंसकों के लिए, एक सरल स्थिति-आधारित रखरखाव कार्यक्रम प्रदर्शन में गिरावट को रोक सकता है।

दैनिक या पाली जाँच:

मोटर करंट

सहन तापमान

भट्ठी का दबाव

असामान्य शोर

कंपन संकेत

साप्ताहिक जाँच:

पंखे और मोटर की स्थिति

डम्पर ऑपरेशन

डक्ट लीकेज

विभेदक दबाव फ़िल्टर करें

मासिक या नियोजित शटडाउन जाँच:

प्ररित करनेवाला जमा

ब्लेड का क्षरण

युग्मन की स्थिति

शाफ्ट की स्थिति

फाउंडेशन बोल्ट

वार्षिक या प्रमुख रखरखाव:

आवश्यकता पड़ने पर गतिशील संतुलन

बीयरिंग निरीक्षण

संरेखण सत्यापन

विस्तृत प्ररित करनेवाला निरीक्षण

कमीशनिंग डेटा के विरुद्ध प्रदर्शन तुलना

सटीक अंतराल को ईंधन, धूल की सघनता, संचालन के घंटे और निर्माता की सिफारिशों के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

उच्च दक्षता वाले बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे बॉयलर की सहायक बिजली की खपत को कम कर सकते हैं, लेकिन दक्षता केवल उच्च दक्षता वाली मोटर का चयन करने के बजाय सही इंजीनियरिंग से शुरू होती है।

सबसे महत्वपूर्ण कदम सीधे हैं: वास्तविक ग्रिप गैस की मात्रा की गणना करें, कुल सिस्टम प्रतिरोध निर्धारित करें, वास्तविक ऑपरेटिंग बिंदु के आसपास पंखे का चयन करें, भट्ठी के ड्राफ्ट के अनुसार गति को नियंत्रित करें, प्ररित करनेवाला को साफ रखें, और केवल मोटर करंट को देखने के बजाय पूरे सिस्टम की निगरानी करें।

मौजूदा बॉयलरों के लिए, सबसे तेज़ ऊर्जा-बचत के अवसर अक्सर आंशिक-लोड ऑपरेशन, अत्यधिक डैम्पर थ्रॉटलिंग, गंदे फिल्टर, डक्ट लीकेज और इम्पेलर फाउलिंग में पाए जाते हैं।

एक अच्छी तरह से डिजाइन की गई उच्च दक्षता बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे प्रणाली को अनावश्यक दबाव और वायु प्रवाह से बचते हुए विश्वसनीय रूप से आवश्यक ड्राफ्ट वितरित करना चाहिए। लंबे समय में, सही पंखे का चयन, सिस्टम रखरखाव और बुद्धिमान नियंत्रण का संयोजन एक साधारण बॉयलर निकास प्रणाली को एक कुशल में बदल देता है।