औद्योगिक बॉयलर पंखे विश्वसनीय दहन वायुप्रवाह की बढ़ती माँगों के अनुरूप ढल जाते हैं

औद्योगिक बॉयलर सिस्टम की मांग अधिक होती जा रही है क्योंकि संयंत्र ईंधन की खपत, उत्सर्जन और परिचालन लागत को नियंत्रित करते हुए स्थिर दहन बनाए रखने की कोशिश करते हैं। इस माहौल में, औद्योगिक बॉयलर पंखे अब केवल बॉयलर क्षमता या मोटर शक्ति के अनुसार नहीं चुने जाते हैं। वास्तविक पंखे का कर्तव्य दहन वायु आवश्यकताओं, सिस्टम प्रतिरोध, ईंधन विशेषताओं, ऑपरेटिंग तापमान और लोड भिन्नता पर निर्भर करता है।

इंजीनियरों के लिए पहला सवाल यह नहीं होना चाहिए कि "पंखे की मोटर कितने किलोवाट की होनी चाहिए?" यह होना चाहिए "वास्तविक परिचालन बिंदु पर किस वायु प्रवाह और दबाव की आवश्यकता है?" यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि मजबूर ड्राफ्ट (एफडी) पंखे और प्रेरित ड्राफ्ट (आईडी) पंखे दोनों को उपकरण के स्वतंत्र टुकड़ों के रूप में चुने जाने के बजाय पूर्ण बॉयलर सिस्टम से मेल खाना चाहिए। एयरफ्लो और दबाव से शुरू करें, मोटर पावर से नहीं

औद्योगिक बॉयलर पंखे का चयन करते समय, पहले दो बुनियादी पैरामीटर स्थापित किए जाने चाहिए: आवश्यक वायु प्रवाह और आवश्यक दबाव।

एफडी पंखे के लिए, वायु प्रवाह बॉयलर फायरिंग दर, ईंधन प्रकार, बर्नर या ग्रेट डिज़ाइन और आवश्यक अतिरिक्त वायु स्तर से संबंधित है। पंखे के दबाव को एयर इनलेट, फिल्टर, डैम्पर, डक्टवर्क, एयर प्रीहीटर, विंडबॉक्स और बर्नर रजिस्टर से प्रतिरोध को दूर करना होगा।

एक आईडी फैन के लिए, गणना अलग है। पंखे को बॉयलर गैस मार्ग, इकोनोमाइजर, एयर प्रीहीटर, डस्ट कलेक्टर, स्क्रबर, डक्ट्स, डैम्पर्स और चिमनी से प्रतिरोध पर काबू पाते हुए आवश्यक ग्रिप गैस मात्रा निकालनी चाहिए।

इसलिए एक व्यावहारिक विनिर्देश पत्र में कम से कम शामिल होना चाहिए:

आवश्यक वायुप्रवाह: m³/h या CFM

स्थैतिक या कुल दबाव: Pa, kPa, या mmWG

हवा या गैस का तापमान

ईंधन प्रकार

धूल की सघनता

गैस संरचना, जहां लागू हो

परिचालन ऊंचाई

सामान्य एवं अधिकतम भार

पंखे की गति या वीएफडी रेंज

मोटर वोल्टेज और आवृत्ति

स्थापना व्यवस्था

यह दृष्टिकोण एक सामान्य खरीदारी गलती को रोकता है: केवल मौजूदा मोटर रेटिंग के आधार पर पंखे का चयन करना। उदाहरण के लिए, 160 किलोवाट की मोटर, निर्माता को यह नहीं बताती है कि पंखे को वास्तव में कितना वायु प्रवाह या दबाव देना चाहिए।

एफडी फैन और आईडी फैन के अलग-अलग काम हैं

सभी औद्योगिक बॉयलर पंखे समान कार्य नहीं करते हैं।

एक मजबूर ड्राफ्ट पंखा भट्टी को दहन वायु की आपूर्ति करता है। यह आम तौर पर अपेक्षाकृत स्वच्छ परिवेश या पहले से गरम हवा को संभालता है और दहन प्रणाली के सकारात्मक-दबाव पक्ष पर काम करता है।

एक प्रेरित ड्राफ्ट पंखा निकास पक्ष पर काम करता है। यह आवश्यक भट्ठी ड्राफ्ट को बनाए रखने में मदद करते हुए बॉयलर और डाउनस्ट्रीम उपकरण के माध्यम से ग्रिप गैस खींचता है। ईंधन और प्रक्रिया के आधार पर, गैस में राख, धूल, नमी, संक्षारक यौगिक और अन्य दूषित पदार्थ हो सकते हैं।

यह अंतर सीधे पंखे के निर्माण को प्रभावित करता है।

उदाहरण के लिए, गैस से चलने वाले बॉयलर के लिए एफडी पंखे को मुख्य रूप से स्थिर वायु प्रवाह, कुशल संचालन और सटीक नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है। बायोमास या कोयले से चलने वाले बॉयलर के लिए एक आईडी पंखे को घर्षण, धूल संचय, उच्च तापमान गैस, शाफ्ट कूलिंग, बीयरिंग व्यवस्था और प्ररित करनेवाला पहनने पर अतिरिक्त विचार की आवश्यकता हो सकती है।

इसलिए, किसी निर्माता को केवल यह बताना कि "मुझे 20-टन बॉयलर के लिए बॉयलर पंखे की आवश्यकता है" उपकरण का सही ढंग से चयन करने के लिए पर्याप्त जानकारी नहीं है।

सिस्टम प्रतिरोध अक्सर अंतिम पंखे का आकार निर्धारित करता है

औद्योगिक बॉयलर पंखे को निर्दिष्ट करते समय सबसे महत्वपूर्ण व्यावहारिक बिंदुओं में से एक यह है कि पंखा अकेले बॉयलर के विरुद्ध काम नहीं करता है। यह संपूर्ण वायु या ग्रिप-गैस प्रणाली के प्रतिरोध के विरुद्ध काम करता है।

एफडी प्रणाली के लिए, दबाव हानि निम्न से हो सकती है:

एयर इनलेट → फिल्टर → साइलेंसर → डक्ट → डैम्पर → एयर प्रीहीटर → विंडबॉक्स → बर्नर

एक आईडी प्रणाली के लिए, मार्ग हो सकता है:

बॉयलर → इकोनोमाइजर → डस्ट कलेक्टर → स्क्रबर → डक्ट → आईडी फैन → चिमनी

प्रत्येक घटक दबाव हानि में योगदान देता है। एक गंदा बैग फिल्टर या आंशिक रूप से अवरुद्ध डक्ट पंखे के अंदर होने वाली किसी भी यांत्रिक समस्या के बिना सिस्टम प्रतिरोध को काफी बढ़ा सकता है।

यही कारण है कि तकनीशियनों को पंखा बदलने से पहले वर्तमान ऑपरेटिंग डेटा की तुलना मूल कमीशनिंग डेटा से करनी चाहिए। यदि हवा का प्रवाह कम होने और दबाव बढ़ने पर पंखे की गति लगभग स्थिर रहती है, तो यह मानने से पहले कि पंखे ने अपना प्रदर्शन खो दिया है, बढ़े हुए सिस्टम प्रतिरोध की जांच की जानी चाहिए। 

अतिरिक्त वायु एक अन्य महत्वपूर्ण नियंत्रण बिंदु है

दहन के लिए पर्याप्त हवा की आवश्यकता होती है, लेकिन केवल अधिक हवा की आपूर्ति करने से बॉयलर के प्रदर्शन में स्वचालित रूप से सुधार नहीं होता है।

दहन के लिए आवश्यक हवा की सैद्धांतिक मात्रा ईंधन पर निर्भर करती है। वास्तविक संचालन में, अतिरिक्त हवा की आपूर्ति की जाती है क्योंकि सही ईंधन-वायु मिश्रण हासिल करना मुश्किल होता है। इसे अतिरिक्त वायु के रूप में जाना जाता है।

व्यावहारिक समस्या तब प्रकट होती है जब बॉयलर आंशिक लोड पर संचालित होता है। यदि पंखा पूरी गति से चलता रहता है और वायु प्रवाह को मुख्य रूप से एक डैम्पर को बंद करके नियंत्रित किया जाता है, तो पंखा पर्याप्त विद्युत ऊर्जा का उपभोग कर सकता है, जबकि इसके उपलब्ध वायु प्रवाह का अधिकांश भाग प्रतिबंधित हो रहा है।

परिवर्तनीय-गति नियंत्रण इस समस्या को कम कर सकता है। बॉयलर-हाउस फैन नियंत्रण पर शोध से पता चला है कि केवल डैम्पर्स पर निर्भर रहने के बजाय पंखे की गति के माध्यम से वायु प्रवाह को नियंत्रित करने से पार्ट-लोड ऑपरेशन के दौरान पर्याप्त ऊर्जा बचत हो सकती है।

इस कारण से, आधुनिक औद्योगिक बॉयलर पंखे तेजी से वीएफडी नियंत्रण के साथ निर्दिष्ट किए जाते हैं जब बॉयलर में व्यापक लोड रेंज होती है।

हालाँकि, कुंजी केवल वीएफडी स्थापित करना नहीं है। नियंत्रण प्रणाली को पंखे की गति को ईंधन प्रवाह, भट्ठी के दबाव, दहन आवश्यकताओं और परिचालन सीमाओं के साथ समन्वयित करना चाहिए। पंखे की गति में अनियंत्रित वृद्धि अत्यधिक वायुप्रवाह, अनावश्यक बिजली की खपत या अस्थिर भट्ठी की स्थिति पैदा कर सकती है।

एक व्यावहारिक उदाहरण: बायोमास बॉयलर फैन चयन

एक बायोमास बॉयलर पर विचार करें जहां संयंत्र मूल रूप से मौजूदा केन्द्रापसारक पंखे का उपयोग करता था। ऑपरेटर ने बताया कि जब भी बॉयलर अधिकतम लोड के करीब पहुंचता है तो दहन अस्थिर हो जाता है।

पहली प्रतिक्रिया अपर्याप्त प्रशंसक क्षमता पर संदेह करना था।

पंखे को तुरंत बदलने के बजाय, रखरखाव टीम ने रिकॉर्ड किया:

फैन आरपीएम

वायु प्रवाह

पंखे का दबाव

मोटर करंट

भट्ठी का दबाव

ईंधन फ़ीड दर

हवा का तापमान

डम्पर स्थिति

माप से पता चला कि पंखा पहले से ही अपनी निर्धारित गति के करीब चल रहा था। हालाँकि, वास्तविक वायुप्रवाह मूल डिज़ाइन मान से कम था।

इसके बाद टीम ने वायु पथ का निरीक्षण किया और एयर प्रीहीटर और आंशिक रूप से प्रतिबंधित डक्ट अनुभागों में अत्यधिक प्रतिरोध पाया।

यह महत्वपूर्ण था: समस्या यह नहीं थी कि औद्योगिक बॉयलर पंखे बहुत छोटे थे। सिस्टम मौजूदा पंखे को उसके इच्छित संचालन बिंदु तक पहुंचने से रोक रहा था।

प्रतिबंधों को ठीक किए जाने के बाद, मोटर या पंखे को बदले बिना वायु प्रवाह में वृद्धि हुई।

इस प्रकार के निदान से केवल एक बड़ा पंखा स्थापित करने की तुलना में काफी अधिक पैसा बचाया जा सकता है।

तापमान और गैस घनत्व को नजरअंदाज न करें

फ़्लू-गैस पक्ष के लिए औद्योगिक बॉयलर पंखे का चयन करते समय तापमान विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

जैसे-जैसे गैस का तापमान बढ़ता है, गैस का घनत्व कम होता जाता है। इसलिए, गर्म ग्रिप गैस को संभालने वाले पंखे को हमेशा उसी मात्रा और दबाव मान का उपयोग करके सीधे नहीं चुना जा सकता है जो परिवेशी वायु पर लागू होता है।

उदाहरण के लिए, 180°C फ़्लू गैस को संभालने वाला एक आईडी पंखा और 20°C परिवेशी वायु को संभालने वाला एक FD पंखे में पूरी तरह से अलग घनत्व की स्थिति हो सकती है, भले ही उनके वॉल्यूमेट्रिक वायुप्रवाह मान समान दिखाई देते हों।

इसलिए निर्माता को "उच्च तापमान अनुप्रयोग" जैसे सामान्य कथन के बजाय वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान प्राप्त करना चाहिए।

एक आईडी पंखे के लिए, इंजीनियरों को आम तौर पर निम्नलिखित प्रदान करना चाहिए:

सामान्य तापमान + अधिकतम तापमान + निर्दिष्ट तापमान पर वायु प्रवाह + दबाव का आधार

यदि स्टार्टअप और शटडाउन के दौरान तापमान में काफी अंतर हो सकता है, तो उन स्थितियों पर भी विचार किया जाना चाहिए।

तापमान, धूल की सघनता, नमी और संक्षारक गैस संरचना अतिरिक्त रूप से सामग्री चयन और यांत्रिक डिजाइन को प्रभावित कर सकती है। 

प्रशंसक चयन में वास्तविक संचालन बिंदु शामिल होना चाहिए

औद्योगिक बॉयलर पंखे का मूल्यांकन करते समय पंखे की नेमप्लेट की तुलना में पंखा वक्र अधिक उपयोगी होता है।

मान लीजिए डिज़ाइन कर्तव्य है:

वायु प्रवाह: 30,000 m³/h

स्थैतिक दबाव: 2,500 Pa

गैस का तापमान: 150°C

परिचालन गति: 1,450 आरपीएम

निर्माता को यह सत्यापित करना चाहिए कि यह कर्तव्य बिंदु प्रस्तावित पंखे के प्रदर्शन वक्र पर कहाँ बैठता है।

यदि चयनित पंखा सैद्धांतिक रूप से 30,000 m³/h का उत्पादन कर सकता है, लेकिन केवल 2,500 Pa से काफी कम दबाव पर, तो पंखा वास्तविक सिस्टम आवश्यकता को पूरा नहीं करेगा।

इसके विपरीत, अत्यधिक बड़े पंखे का चयन करने से सिस्टम अनावश्यक थ्रॉटलिंग की ओर बढ़ सकता है। नियंत्रण विधि और संचालन बिंदु के आधार पर मोटर आवश्यकता से अधिक बिजली की खपत भी कर सकती है।

इसलिए लक्ष्य सबसे बड़े उपलब्ध पंखे का चयन करना नहीं है। लक्ष्य उचित ऑपरेटिंग मार्जिन की अनुमति देते हुए सामान्य ऑपरेटिंग बिंदु को प्रशंसक वक्र के उपयुक्त क्षेत्र में रखना है।

डस्टी बॉयलर अनुप्रयोगों में इम्पेलर डिज़ाइन मायने रखता है

इम्पेलर एक अन्य क्षेत्र है जहां औद्योगिक बॉयलर पंखे को एप्लिकेशन-विशिष्ट इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है।

स्वच्छ दहन वायु अपेक्षाकृत सरल प्ररित करनेवाला चयन की अनुमति देती है। अपघर्षक राख युक्त ग्रिप गैस भिन्न होती है।

यदि धूल लगातार प्ररित करनेवाला पर प्रभाव डालती है, तो ब्लेड के अग्रणी किनारे धीरे-धीरे खराब हो सकते हैं। सामग्री का निर्माण भी असंतुलन पैदा कर सकता है। कुछ बायोमास अनुप्रयोगों में, नमी और राख की विशेषताओं के कारण चिपचिपा जमा अपेक्षा से अधिक तेजी से जमा हो सकता है।

इसलिए एक व्यावहारिक रखरखाव निरीक्षण में शामिल होना चाहिए:

पंखा बंद करें और अलग कर दें।

पहनने के लिए प्ररित करनेवाला का निरीक्षण करें।

ब्लेडों पर असमान जमाव की जाँच करें।

शाफ्ट और बियरिंग की स्थिति को मापें या सत्यापित करें।

कपलिंग या बेल्ट ड्राइव का निरीक्षण करें।

नींव और एंकर बोल्ट की जाँच करें।

यदि महत्वपूर्ण असंतुलन की पहचान की जाती है तो संतुलन बनाएं।

गंभीर घिसाव वाले अनुप्रयोगों के लिए, पंखे के डिज़ाइन को केवल मोटे मानक ब्लेडों पर निर्भर रहने के बजाय घिसाव-प्रतिरोधी निर्माण या प्रतिस्थापन योग्य घिसे-पिटे घटकों की आवश्यकता हो सकती है।

ऊर्जा दक्षता में सुधार कैसे करें

औद्योगिक बॉयलर पंखे के प्रारंभिक चयन के दौरान ऊर्जा दक्षता पर विचार किया जाना चाहिए, न कि पंखा स्थापित होने के बाद।

तीन क्षेत्र विशेष ध्यान देने योग्य हैं।

सबसे पहले, अनावश्यक दबाव से बचें.

यदि सिस्टम को 2,000 पीए की आवश्यकता होती है लेकिन पंखे को काफी अधिक दबाव उत्पन्न करने के लिए चुना और संचालित किया जाता है, तो अतिरिक्त दबाव को आसानी से डैम्पर्स या अन्य प्रतिबंधों के माध्यम से समाप्त किया जा सकता है।

दूसरा, पंखे की क्षमता का वास्तविक ऑपरेटिंग रेंज से मिलान करें।

यदि कोई बॉयलर अपना अधिकांश परिचालन समय 50-70% लोड पर बिताता है, तो पंखे को केवल सैद्धांतिक 100% लोड स्थिति के लिए अनुकूलित नहीं किया जाना चाहिए।

तीसरा, गति नियंत्रण पर विचार करें.

वैरिएबल-लोड सिस्टम के लिए, पंखे की गति को कम करना पूर्ण गति बनाए रखने और डैम्पर के साथ वायु प्रवाह को कम करने की तुलना में अधिक कुशल हो सकता है। यह विशेष रूप से प्रासंगिक है क्योंकि आत्मीयता-कानून संबंध के तहत पंखे की शक्ति तेजी से बदलती है।

इसलिए बॉयलर फैन सिस्टम का मूल्यांकन वार्षिक परिचालन घंटों, लोड प्रोफ़ाइल, नियंत्रण विधि और बिजली लागत के आधार पर किया जाना चाहिए - न कि केवल प्रारंभिक खरीद मूल्य के आधार पर।

बॉयलर फैन कोटेशन का अनुरोध करने से पहले इंजीनियरों को क्या भेजना चाहिए

औद्योगिक बॉयलर पंखे खरीदने से पहले, मैं केवल बॉयलर क्षमता भेजने के बजाय एक तकनीकी डेटा शीट तैयार करने की सलाह देता हूं।

एक उपयोगी आरएफक्यू में शामिल होना चाहिए:

बॉयलर की जानकारी

बॉयलर क्षमता

ईंधन प्रकार

फायरिंग विधि

सामान्य एवं अधिकतम भार

प्रशंसक कर्तव्य

आवश्यक वायुप्रवाह

स्थैतिक या पूर्ण दबाव

सामान्य और अधिकतम परिचालन बिंदु

परिचालन तापमान

व्यवस्था जानकारी

डक्ट का आकार और अनुमानित लेआउट

धूल संग्राहक प्रकार

एयर प्रीहीटर

स्क्रबर, यदि लागू हो

चिमनी की जानकारी

अनुमानित सिस्टम प्रतिरोध

यांत्रिक आवश्यकताएँ

पंखे का घूमना

आउटलेट दिशा

ड्राइव व्यवस्था

मोटर शक्ति और वोल्टेज

असर व्यवस्था

वीएफडी या डैम्पर नियंत्रण

साइट की स्थितियाँ

स्थापना ऊंचाई

परिवेश का तापमान

इनडोर या आउटडोर स्थापना

निरंतर या रुक-रुक कर कार्य करना

यह जानकारी निर्माता को प्रशंसक वक्र, मोटर शक्ति, प्ररित करनेवाला डिजाइन, सामग्री और नियंत्रण विधि का उचित मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त डेटा देती है।

अंतिम विचार

औद्योगिक बॉयलर पंखों की मांग केवल दहन वायु या निकास गैस की आपूर्ति से कहीं अधिक जुड़ी हुई है। आधुनिक बॉयलर सिस्टम को बदलते भार के दौरान स्थिर वायु प्रवाह, सटीक भट्ठी-दबाव नियंत्रण, कम सहायक बिजली की खपत और मांग वाले तापमान और धूल की स्थिति में विश्वसनीय संचालन की आवश्यकता होती है।

एक नई परियोजना के लिए, सबसे अच्छा शुरुआती बिंदु संपूर्ण सिस्टम कर्तव्य है: वायु प्रवाह + दबाव + तापमान + ईंधन + सिस्टम प्रतिरोध + ऑपरेटिंग रेंज। मौजूदा बॉयलर के लिए, पंखे को बदलने से पहले ऑपरेटिंग डेटा की तुलना मूल डिज़ाइन बिंदु से की जानी चाहिए।

कई मामलों में, खराब बॉयलर प्रदर्शन का समाधान केवल एक बड़ी मोटर या एक बड़ा पंखा नहीं है। सही सिस्टम प्रतिरोध, पंखा संचालन बिंदु, गति नियंत्रण, प्ररित करनेवाला स्थिति, और भट्टी-दबाव नियंत्रण वास्तविक प्रदर्शन पर बहुत अधिक प्रभाव डाल सकते हैं।