बिजली संयंत्रों और औद्योगिक बॉयलरों के लिए उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फ़ोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे

यदि भट्टी को सही मात्रा में दहन वायु नहीं मिलती है तो बॉयलर स्थिर दहन बनाए नहीं रख सकता है। कई औद्योगिक बॉयलर प्रणालियों में, मजबूर ड्राफ्ट पंखा इस हवा की आपूर्ति करने और बर्नर और भट्टी के लिए आवश्यक दबाव बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है। इसलिए हाई-परफॉर्मेंस बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे का चयन केवल मोटर पावर के अनुसार नहीं किया जाता है। पंखे को अंतिम रूप देने से पहले वायु प्रवाह, स्थैतिक दबाव, गैस तापमान, ऊंचाई, सिस्टम प्रतिरोध, ईंधन प्रकार और ऑपरेटिंग रेंज सभी पर विचार किया जाना चाहिए।

एयरफ्लो और दबाव से शुरू करें, मोटर पावर से नहीं

बॉयलर पंखे के चयन में सबसे आम गलतियों में से एक आवश्यक मोटर शक्ति से शुरू करना है। बेहतर तरीका यह है कि पहले आवश्यक वायु मात्रा और दबाव निर्धारित किया जाए। उदाहरण के लिए, यदि किसी बॉयलर को 3,500 Pa के कुल दबाव पर 30,000 m³/h दहन वायु की आवश्यकता होती है, तो पहले 30 किलोवाट या 37 किलोवाट की मोटर चुनने के बजाय इस ऑपरेटिंग बिंदु के आसपास पंखे का चयन किया जाना चाहिए। उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे को बड़े आकार के पंखे की भरपाई के लिए डैम्पर थ्रॉटलिंग पर निर्भर रहने के बजाय सामान्य लोड के तहत अपने कुशल क्षेत्र के करीब संचालित करना चाहिए।

आवश्यक वायु प्रवाह की गणना करते समय, इंजीनियरों को बॉयलर की ईंधन खपत और अतिरिक्त हवा की आवश्यकता पर विचार करना चाहिए। एक सरलीकृत गणना सैद्धांतिक दहन वायु आवश्यकता से शुरू हो सकती है और फिर आवश्यक अतिरिक्त-वायु गुणांक लागू कर सकती है। अंतिम डिज़ाइन एयरफ़्लो में ऑपरेटिंग उतार-चढ़ाव के लिए उचित मार्जिन भी शामिल होना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि गणना की गई आवश्यकता 25,000 m³/h है, तो वास्तविक सिस्टम वक्र की जांच किए बिना 40,000 m³/h के लिए एक पंखे का चयन करने से अत्यधिक वायु प्रवाह, उच्च मोटर प्रवाह और अनावश्यक ऊर्जा खपत हो सकती है। इसलिए हाई-परफॉर्मेंस बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे को केवल एयरफ्लो से चुनने के बजाय वास्तविक दहन प्रणाली से मेल खाना चाहिए।

स्थैतिक दबाव संपूर्ण वायु प्रणाली पर निर्भर करता है

पंखे के दबाव को अक्सर कम करके आंका जाता है क्योंकि केवल बर्नर दबाव की आवश्यकता पर विचार किया जाता है। वास्तविक बॉयलर इंस्टॉलेशन में, हवा इनलेट डक्ट, फिल्टर, डैम्पर्स, एयर प्रीहीटर, साइलेंसर, बेंड्स, एक्सपेंशन सेक्शन और बर्नर सिस्टम से होकर गुजरती है। प्रत्येक घटक प्रतिरोध उत्पन्न करता है। हाई-परफॉर्मेंस बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे की दबाव आवश्यकता में डिज़ाइन एयरफ्लो में इन नुकसानों को शामिल किया जाना चाहिए।

एक व्यावहारिक गणना में प्रत्येक प्रतिरोध को अलग से सूचीबद्ध किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, मान लें कि बर्नर को 1,200 Pa की आवश्यकता होती है, एयर प्रीहीटर से 700 Pa का नुकसान होता है, डक्ट सिस्टम में 900 Pa का नुकसान होता है, और अन्य घटक अतिरिक्त 400 Pa जोड़ते हैं। बुनियादी प्रणाली प्रतिरोध पहले से ही लगभग 3,200 Pa है। उचित ऑपरेटिंग मार्जिन की अनुमति देने के बाद, पंखे को डिज़ाइन एयरफ्लो पर लगभग 3,500-3,800 Pa देने की आवश्यकता हो सकती है। यह विधि अकेले बर्नर दबाव से पंखा चुनने की तुलना में कहीं अधिक विश्वसनीय है।

पंखे के चयन पर तापमान का सीधा प्रभाव पड़ता है

पंखे का ऑर्डर देने से पहले दहन वायु तापमान को भी परिभाषित करना होगा। यदि पंखा सामान्य परिवेशी वायु को संभालता है, तो डिज़ाइन अपेक्षाकृत सीधा है। हालाँकि, जब हवा के पहले से गर्म होने या प्रक्रिया की स्थिति के कारण हवा का तापमान बढ़ता है, तो गैस घनत्व कम हो जाता है और पंखे का वास्तविक परिचालन प्रदर्शन बदल जाता है। उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फ़ोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे को वास्तविक इनलेट तापमान के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए, न कि केवल मानक वायुमंडलीय स्थिति के अनुसार।

उदाहरण के लिए, 20°C पर 30,000 m³/h हवा संभालने वाला एक पंखा 120°C पर समान मात्रा संभालने वाले पंखे के समान गैस घनत्व का अनुभव नहीं करता है। दबाव रूपांतरण, शाफ्ट शक्ति, असर व्यवस्था और शीतलन आवश्यकताओं की तदनुसार जाँच की जानी चाहिए। यदि तापमान सामान्य से काफी अधिक है, तो निर्माता को एक अलग असर व्यवस्था, शाफ्ट डिजाइन, सीलिंग विधि या शीतलन कॉन्फ़िगरेशन पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है। आरएफक्यू चरण में वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान प्रदान करने से बाद में बड़ी समस्याओं को रोका जा सकता है।

पंखे का नियंत्रण पंखे के चयन जितना ही महत्वपूर्ण है

बॉयलर का लोड पूरे दिन शायद ही कभी स्थिर रहता है। जब बॉयलर आंशिक लोड पर चल रहा हो तो पूरी गति से चलने वाला पंखा काफी ऊर्जा बर्बाद कर सकता है। इस कारण से, उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे अक्सर चर-आवृत्ति ड्राइव या अन्य नियंत्रण प्रणालियों के साथ संचालित होते हैं जो बॉयलर की मांग का पालन करने के लिए वायु प्रवाह की अनुमति देते हैं।

केन्द्रापसारक प्रशंसकों के लिए, आत्मीयता कानून एक उपयोगी संदर्भ प्रदान करते हैं। लगभग, हवा का प्रवाह पंखे की गति के साथ बदलता रहता है, दबाव गति के वर्ग के साथ बदलता रहता है, और शक्ति गति के घन के साथ बदलती रहती है। इसका मतलब है कि पंखे की गति कम करने से बिजली की खपत काफी कम हो सकती है। उदाहरण के लिए, यदि कोई पंखा अपनी मूल गति के 80% पर चलता है, तो उसकी सैद्धांतिक बिजली की आवश्यकता तुलनीय परिस्थितियों में मूल मूल्य के लगभग 51% तक गिर सकती है। वास्तविक परिणाम सिस्टम वक्र और ऑपरेटिंग बिंदु पर निर्भर करता है, लेकिन सिद्धांत बताता है कि क्यों गति नियंत्रण एक डैम्पर को लगातार थ्रॉटल करने की तुलना में अधिक कुशल हो सकता है।

एक व्यावहारिक उदाहरण: बॉयलर एफडी फैन सिस्टम में सुधार

एक औद्योगिक बॉयलर पर विचार करें जो मूल रूप से 4,000 Pa पर 35,000 m³/h के लिए डिज़ाइन किए गए पंखे से सुसज्जित है। सामान्य उत्पादन के दौरान, हालांकि, बॉयलर को केवल लगभग 27,000 m³/h की आवश्यकता होती है। ऑपरेटर मुख्य रूप से इनलेट डैम्पर के माध्यम से वायु प्रवाह को नियंत्रित कर रहे थे, जबकि मोटर पूरी गति से चल रही थी। परिणामस्वरुप लोड परिवर्तन के दौरान आवश्यकता से अधिक बिजली की खपत और अस्थिर वायुप्रवाह हुआ।

इस प्रकार के अनुप्रयोग के लिए, उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फ़ोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे का मूल्यांकन अधिकतम संभव लोड के बजाय वास्तविक ऑपरेटिंग रेंज के विरुद्ध किया जाना चाहिए। एक संशोधित चयन चरम बॉयलर मांग के लिए पर्याप्त क्षमता बनाए रखते हुए सामान्य परिचालन बिंदु को लक्षित कर सकता है। यदि नियंत्रण प्रणाली परिवर्तनीय-गति संचालन की अनुमति देती है, तो बॉयलर लोड कम होने पर पंखा गति कम कर सकता है। परिवर्तन करने से पहले, तकनीशियनों को कई परिचालन स्थितियों में वायु प्रवाह, पंखे का दबाव, मोटर करंट, पंखे की गति और बॉयलर लोड को रिकॉर्ड करना चाहिए। ये माप यह सत्यापित करने के लिए आवश्यक आधार रेखा प्रदान करते हैं कि नया कॉन्फ़िगरेशन वास्तव में प्रदर्शन में सुधार करता है या नहीं।

मोटर चयन को फैन ड्यूटी का पालन करना चाहिए

एक बार जब वायु प्रवाह, दबाव, तापमान, गैस घनत्व और पंखे की दक्षता ज्ञात हो जाती है, तो वायु प्रवाह, दबाव और दक्षता के बीच संबंध का उपयोग करके शाफ्ट शक्ति का अनुमान लगाया जा सकता है। एक सरलीकृत गणना है:

पंखे की शक्ति ≈ Q × ΔP / η

जहां Q m³/s में वायुप्रवाह है, ΔP Pa में दबाव है, और η समग्र प्रशंसक दक्षता का प्रतिनिधित्व करता है।

उदाहरण के लिए, 30,000 m³/h पर, वायुप्रवाह लगभग 8.33 m³/s है। यदि आवश्यक दबाव 3,500 Pa है और समग्र दक्षता 75% है, तो अनुमानित पंखे की शक्ति लगभग 38.9 किलोवाट है। मोटर का चयन ठीक इसी परिकलित मूल्य पर नहीं किया जाना चाहिए। अत्यधिक बड़े आकार से बचते हुए सामान्यतः एक उपयुक्त सेवा मार्जिन की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि पंखे और मोटर को स्वतंत्र घटकों के रूप में मानने के बजाय मोटर के साथ हाई-परफॉर्मेंस बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे का चयन किया जाना चाहिए।

सतत संचालन में प्ररित करनेवाला और सामग्री का चयन मायने रखता है

एक बॉयलर मजबूर ड्राफ्ट पंखा अपेक्षाकृत स्वच्छ हवा को संभाल सकता है, लेकिन परिचालन की स्थिति अभी भी प्ररित करनेवाला को प्रभावित कर सकती है। धूल, नमी, संक्षारण, उच्च तापमान और बार-बार थर्मल साइक्लिंग से सेवा जीवन कम हो सकता है। इसलिए प्ररित करनेवाला व्यास, ब्लेड प्रोफ़ाइल, ब्लेड कोण, घूर्णी गति और सामग्री की मोटाई को कर्तव्य बिंदु के अनुसार माना जाना चाहिए।

अपघर्षक कणों या संक्षारक वायु से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए, मानक कार्बन स्टील हमेशा सबसे अच्छा समाधान नहीं हो सकता है। ऑपरेटिंग वातावरण के आधार पर, प्ररित करनेवाला को पहनने के लिए प्रतिरोधी निर्माण, संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री, सुरक्षात्मक कोटिंग, या अन्य अनुकूलित डिज़ाइन की आवश्यकता हो सकती है। उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे के लिए, सामग्री का चयन केवल सबसे मजबूत दिखने वाली सामग्री को चुनने के बजाय वास्तविक गैस संरचना और ऑपरेटिंग तापमान पर आधारित होना चाहिए।

कमीशनिंग में रोटेशन चेक से अधिक शामिल होना चाहिए

स्थापना के बाद, कमीशनिंग व्यवस्थित रूप से की जानी चाहिए। सबसे पहले नींव, एंकर बोल्ट, शाफ्ट संरेखण, युग्मन, स्नेहन, असर की स्थिति, विद्युत कनेक्शन और रोटेशन दिशा की जांच करें। फिर पंखे को नियंत्रित परिचालन स्थिति में चालू किया जाना चाहिए, जबकि तकनीशियन कंपन, असर तापमान, मोटर करंट, वायु प्रवाह और दबाव की निगरानी करते हैं।

एक उपयोगी फ़ील्ड प्रक्रिया केवल एक माप लेने के बजाय कई लोड बिंदुओं पर प्रशंसक डेटा रिकॉर्ड करना है। उदाहरण के लिए, माप लगभग 50%, 75% और 100% बॉयलर लोड पर दर्ज किया जा सकता है। यह भविष्य में समस्या निवारण के लिए एक ऑपरेटिंग संदर्भ बनाता है। यदि कंपन या मोटर करंट कई हफ्तों में धीरे-धीरे बढ़ता है, तो तकनीशियन नई रीडिंग की तुलना मूल कमीशनिंग डेटा से कर सकते हैं। हाई-परफॉर्मेंस बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे लंबी अवधि में तभी विश्वसनीय प्रदर्शन करते हैं, जब कमीशनिंग के बाद इंस्टॉलेशन और ऑपरेटिंग डेटा की निगरानी की जाती है।

आम समस्याएं आमतौर पर पंखे के बाहर शुरू होती हैं

जब बॉयलर एफडी पंखा अपने अपेक्षित वायु प्रवाह को प्राप्त करने में विफल रहता है, तो पंखे को बदलना पहली प्रतिक्रिया नहीं होनी चाहिए। वास्तविक समस्या अवरुद्ध फिल्टर, अत्यधिक डक्ट प्रतिरोध, गलत डैम्पर स्थिति, एयर प्रीहीटर में खराबी, बर्नर प्रतिरोध, बेल्ट स्लिप, गलत पंखे का घूमना, या बॉयलर परिचालन स्थितियों में बदलाव हो सकती है।

उदाहरण के लिए, यदि पंखे की गति और मोटर करंट सामान्य रहता है लेकिन वायु प्रवाह कम हो गया है, तो तकनीशियनों को पहले मौजूदा सिस्टम प्रतिरोध की तुलना मूल कमीशनिंग डेटा से करनी चाहिए। यदि फिल्टर या एयर प्रीहीटर पर दबाव काफी बढ़ गया है, तो सिस्टम - जरूरी नहीं कि पंखा - वायु प्रवाह को प्रतिबंधित कर रहा हो। यह नैदानिक ​​दृष्टिकोण अनावश्यक प्रशंसक प्रतिस्थापन को रोक सकता है और उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट प्रशंसकों के अपेक्षित प्रदर्शन को बनाए रखने में मदद करता है।

पावर प्लांट या औद्योगिक बॉयलर के लिए सही पंखे का चयन करना

एक नए बॉयलर प्रोजेक्ट के लिए, आरएफक्यू को निर्माता को इंजीनियरिंग-आधारित चयन करने के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान करनी चाहिए। कम से कम, आवश्यक डेटा में वायु प्रवाह, स्थैतिक या कुल दबाव, इनलेट तापमान, गैस संरचना, ऊंचाई, ऑपरेटिंग आवृत्ति, बिजली आपूर्ति, पंखे की गति आवश्यकताएं, स्थापना व्यवस्था, रोटेशन दिशा और पसंदीदा नियंत्रण विधि शामिल होनी चाहिए।

एक अनुकूलित परियोजना के लिए, बॉयलर क्षमता, ईंधन प्रकार, बर्नर जानकारी, डक्ट लेआउट, एयर प्रीहीटर दबाव हानि और अपेक्षित ऑपरेटिंग रेंज प्रदान करना भी उपयोगी है। इन मापदंडों के साथ, निर्माता पंखे के वक्र, मोटर शक्ति, प्ररित करनेवाला डिजाइन, असर व्यवस्था, सामग्री और नियंत्रण विधि का एक साथ मूल्यांकन कर सकता है। औद्योगिक सेवा की मांग के लिए उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे को निर्दिष्ट करने के लिए यह सही इंजीनियरिंग दृष्टिकोण है।

अंतिम टेकअवे

एक उच्च-प्रदर्शन बॉयलर पंखे को बड़ी मोटर या उच्च अधिकतम वायु प्रवाह द्वारा परिभाषित नहीं किया जाता है। इसका वास्तविक प्रदर्शन इस बात से निर्धारित होता है कि पंखा बॉयलर की वास्तविक परिचालन स्थितियों से कितना सटीक रूप से मेल खाता है। सही वायु प्रवाह और दबाव की गणना, उचित तापमान और सामग्री का चयन, कुशल गति नियंत्रण, उपयुक्त मोटर आकार और अनुशासित कमीशनिंग सभी विश्वसनीय संचालन में योगदान करते हैं।

बिजली संयंत्रों और औद्योगिक बॉयलरों के लिए, उच्च-प्रदर्शन बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट पंखे को अंततः पूर्ण दहन-वायु प्रणाली के हिस्से के रूप में माना जाना चाहिए। जब पंखे को एकल नाममात्र पैरामीटर के बजाय वास्तविक ऑपरेटिंग डेटा से चुना जाता है, तो अधिक स्थिर दहन, कम अनावश्यक ऊर्जा खपत और बेहतर दीर्घकालिक उपकरण विश्वसनीयता प्राप्त करना संभव है।