औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन समाधान फ़्लू गैस निकास दक्षता में सुधार करते हैं

एक औद्योगिक बॉयलर में, प्रेरित ड्राफ्ट पंखे को अक्सर एक साधारण निकास उपकरण के रूप में माना जाता है। व्यवहार में, यह भट्ठी के दबाव, ग्रिप गैस आंदोलन, दहन स्थिरता और सहायक बिजली की खपत को नियंत्रित करने वाले उपकरणों के प्रमुख हिस्सों में से एक है। एक उचित रूप से चयनित औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन को बॉयलर, डक्टवर्क, धूल कलेक्टर, स्क्रबर, चिमनी और अन्य डाउनस्ट्रीम उपकरणों के प्रतिरोध पर काबू पाने के दौरान आवश्यक ग्रिप गैस की मात्रा को स्थानांतरित करना होगा।

जो गलती मैं अक्सर देखता हूं वह केवल बॉयलर क्षमता या मोटर पावर के आधार पर औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन का चयन करना है। उदाहरण के लिए, 10 मेगावाट के बॉयलर को स्वचालित रूप से किसी विशेष पंखे के आकार की आवश्यकता नहीं होती है। वास्तविक संचालन बिंदु ग्रिप गैस की मात्रा, गैस तापमान, सिस्टम प्रतिरोध, ईंधन, अतिरिक्त हवा, धूल एकाग्रता और भट्ठी के आउटलेट पर आवश्यक दबाव पर निर्भर करता है।

1. वास्तविक फ़्लू गैस स्थिति से प्रारंभ करें

औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन का चयन करने में पहला कदम पंखे के इनलेट पर वास्तविक गैस की मात्रा निर्धारित करना है।

यह महत्वपूर्ण है क्योंकि ग्रिप गैस का तापमान इसके घनत्व को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है। मानक स्थितियों पर गणना की गई मात्रा को बिना सुधार के पंखे के संचालन की मात्रा के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, मान लें कि एक बॉयलर मानक परिस्थितियों में 30,000 एनएम³/घंटा ग्रिप गैस का उत्पादन करता है और पंखे के इनलेट पर गैस का तापमान 180°C है। अनुमानित वास्तविक मात्रा का अनुमान इससे लगाया जा सकता है:

Q₂ = Q₁ × (T₂ / T₁)

जहां तापमान केल्विन में है.

संदर्भ के रूप में 20°C का उपयोग करना:

30,000 × (453/293) ≈ 46,350 m³/h

यह एक बड़ा अंतर है.

यदि वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान पर लगभग 46,350 m³/h के बजाय 30,000 m³/h का उपयोग करके पंखे का चयन किया जाता है, तो स्थापित पंखा अपेक्षित ड्राफ्ट प्रदान नहीं कर सकता है।

एक औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन के लिए, उद्धरण डेटा को निर्दिष्ट करना चाहिए कि क्या वायु प्रवाह एनएम³/एच, एसएम³/एच, या वास्तविक एम³/एच में, संबंधित गैस तापमान और दबाव के साथ दिया गया है।

2. पंखे के दबाव का अनुमान लगाने के बजाय कुल सिस्टम प्रतिरोध की गणना करें

पंखे का दबाव हवा के प्रवाह जितना ही महत्वपूर्ण है। एक औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन को पूरे ग्रिप गैस मार्ग के प्रतिरोध को दूर करना होता है। इसमें बॉयलर गैस मार्ग, इकोनॉमाइज़र, एयर प्रीहीटर्स, साइक्लोन, बैग फिल्टर, ईएसपी, स्क्रबर, डैम्पर्स, एल्बो, विस्तार अनुभाग, नलिकाएं और चिमनी शामिल हो सकते हैं।

एक व्यावहारिक दबाव गणना को इस प्रकार व्यवस्थित किया जा सकता है:

ΔPtotal = ΔPबॉयलर + ΔPduct + ΔPequipment + ΔPdamper + ΔPstack

गणना डिज़ाइन गैस स्थिति पर की जानी चाहिए।

एक प्रणाली पर विचार करें जिसमें:

बॉयलर और ताप-स्थानांतरण अनुभाग: 850 Pa

डक्टवर्क और कोहनी: 450 Pa

बैग फ़िल्टर: 1,200 Pa

डैम्पर और संक्रमण अनुभाग: 250 Pa

चिमनी और आउटलेट हानि: 350 Pa

कुल अनुमानित प्रतिरोध है:

850 + 450 + 1,200 + 250 + 350 = 3,100 पा

फिर इंजीनियर को मनमाने ढंग से बड़ा प्रतिशत जोड़ने के बजाय परियोजना की आवश्यकताओं के आधार पर एक उचित डिज़ाइन मार्जिन स्थापित करना चाहिए।

यही कारण है कि समान क्षमता वाले दो बॉयलरों को पूरी तरह से अलग-अलग औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन मॉडल की आवश्यकता हो सकती है।

3. डस्ट लोडिंग को नजरअंदाज न करें

बॉयलर एग्जॉस्ट फैन और क्लीन-एयर वेंटिलेशन फैन के बीच धूल सबसे बड़ा अंतर है।

बायोमास बॉयलर, कोयले से चलने वाले बॉयलर, अपशिष्ट से चलने वाले बॉयलर और गैस से चलने वाले बॉयलर में धूल की बहुत अलग विशेषताएं हो सकती हैं। फ्लाई ऐश धीरे-धीरे प्ररित करनेवाला को नष्ट कर सकता है, जबकि चिपचिपे कण ब्लेड पर जमा हो सकते हैं।

इम्पेलर बिल्डअप एक और समस्या पैदा करता है: असंतुलन।

उदाहरण के लिए, यदि केवल कुछ सौ ग्राम सामग्री एक बड़े प्ररित करनेवाला पर असमान रूप से जमा होती है, तो बड़े पैमाने पर वितरण बदल जाता है। परिणामस्वरूप केन्द्रापसारक बल घूर्णी गति के साथ तेजी से बढ़ता है।

इस कारण से, धूल भरी ग्रिप गैस से चलने वाले औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन का समय-समय पर निरीक्षण किया जाना चाहिए:

प्ररित करनेवाला राख संचय

ब्लेड का क्षरण

लीडिंग-एज वियर

शाफ्ट की स्थिति

सहन तापमान

कंपन

आवरण जमा

विस्तार-संयुक्त रिसाव

यदि कई महीनों के ऑपरेशन के बाद कंपन धीरे-धीरे बढ़ता है, तो मोटर को बदलना आमतौर पर पहली बात नहीं होती है। पहले प्ररित करनेवाला और परिचालन स्थितियों की जाँच की जानी चाहिए।

4. फैन दक्षता का ऑपरेटिंग प्वाइंट से गहरा संबंध है

एक बड़े पंखे का मतलब स्वचालित रूप से अधिक कुशल पंखा नहीं है। एक औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे को अपने प्रदर्शन वक्र पर आवश्यक कर्तव्य बिंदु के करीब काम करना चाहिए। यदि वास्तविक सिस्टम को 3,000 Pa पर 40,000 m³/h की आवश्यकता होती है, लेकिन चयनित पंखे को बहुत अलग ऑपरेटिंग बिंदु के आसपास डिज़ाइन किया गया है, तो सिस्टम वायु प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए डैम्पर्स पर बहुत अधिक निर्भर हो सकता है।

एक डैम्पर प्रतिरोध जोड़कर प्रवाह को कम करता है। पंखा अभी भी दबाव पैदा करता है, लेकिन उस दबाव का कुछ हिस्सा डैम्पर में आसानी से नष्ट हो जाता है।

निरंतर बॉयलर संचालन के लिए, यह अक्सर परिवर्तनीय भार को नियंत्रित करने का एक अक्षम तरीका है।

जब ऑपरेटिंग रेंज इसे उचित ठहराती है तो परिवर्तनीय-गति नियंत्रण एक बेहतर दृष्टिकोण प्रदान करता है। फैन एफ़िनिटी कानून इंगित करते हैं कि, तुलनीय परिस्थितियों में:

क्यू ∝ एन

ΔP ∝ N²

पी ∝ एन³

इसलिए, पंखे की गति को कम करने से अकेले वायु प्रवाह को कम करने की तुलना में बिजली में बहुत अधिक कमी आ सकती है।

उदाहरण के लिए, गति को मूल गति के 80% तक कम करने से लगभग प्राप्त होता है:

शक्ति अनुपात = 0.8³ = 0.512

सैद्धांतिक पंखे की शक्ति मूल मूल्य का लगभग 51% हो जाती है, यह मानते हुए कि परिचालन स्थितियाँ लागू पंखे-कानून सीमा के भीतर रहती हैं।

वास्तविक बचत सिस्टम वक्र, मोटर दक्षता, वीएफडी नुकसान और ऑपरेटिंग बिंदु पर निर्भर करती है, इसलिए इसे गारंटीकृत 49% कटौती के बजाय इंजीनियरिंग अनुमान के रूप में माना जाना चाहिए।

5. वीएफडी नियंत्रण पार्ट-लोड ऑपरेशन में सुधार कर सकता है

कई बॉयलर 100% लोड पर लगातार काम नहीं करते हैं।

कम उत्पादन की अवधि के दौरान, आवश्यक ग्रिप गैस की मात्रा कम हो जाती है। यदि औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन पूरी गति से चलता रहता है जबकि एक डैम्पर ड्राफ्ट को नियंत्रित करता है, तो विद्युत शक्ति अनावश्यक रूप से अधिक हो सकती है।

एक बेहतर नियंत्रण रणनीति भट्टी या ग्रिप-गैस के स्थैतिक दबाव को मापना और आवश्यक ड्राफ्ट के अनुसार पंखे की गति को समायोजित करना है।

एक विशिष्ट नियंत्रण अनुक्रम है:

बॉयलर लोड → ड्राफ्ट प्रेशर सेंसर → पीआईडी ​​नियंत्रक → वीएफडी → आईडी फैन स्पीड

नियंत्रण लक्ष्य केवल "अधिकतम सक्शन" नहीं होना चाहिए। अत्यधिक नकारात्मक दबाव भट्ठी में अतिरिक्त हवा ला सकता है या दहन की स्थिति को प्रभावित कर सकता है।

उद्देश्य नकारात्मक दबाव को नियंत्रित करना है, न कि सबसे बड़े संभावित नकारात्मक दबाव को।

वीएफडी-आधारित आईडी फैन नियंत्रण रणनीति को बॉयलर अनुप्रयोगों में पंखे की गति को आवश्यक ग्रिप दबाव से अधिक निकटता से मिलाने और अनावश्यक वायु प्रवाह और विद्युत हानि को कम करने के तरीके के रूप में भी प्रलेखित किया गया है।

6. व्यावहारिक मामला: अत्यधिक बिजली की खपत को कम करना

निम्नलिखित परिचालन स्थितियों वाले बायोमास बॉयलर पर विचार करें:

बॉयलर क्षमता: लगभग 12 टन/घंटा भाप

ग्रिप गैस प्रवाह: 42,000 m³/h

फैन इनलेट तापमान: 165°C

आवश्यक कुल दबाव: लगभग 2,800 Pa

मौजूदा मोटर: 75 किलोवाट

मौजूदा पंखे की गति: 1,480 आरपीएम

नियंत्रण विधि: इनलेट डैम्पर

परिचालन भार: सामान्यतः 60-90%

प्लांट ने बताया कि पंखे की मोटर अक्सर अपने रेटेड करंट के करीब चलती थी, तब भी जब बॉयलर का उत्पादन अधिकतम क्षमता से कम था।

पहले निरीक्षण में कोई स्पष्ट बियरिंग विफलता नहीं पाई गई। प्ररित करनेवाला भी संरचनात्मक रूप से स्वीकार्य था।

समस्या का पता नियंत्रण विधि से लगाया गया।

लगभग 65% बॉयलर लोड पर, पंखा अभी भी पूरी गति से चल रहा था, जबकि इनलेट डैम्पर काफी हद तक बंद था। इसलिए पंखा सिस्टम की आवश्यकता से अधिक दबाव पैदा कर रहा था, और डैम्पर उस दबाव के हिस्से को अतिरिक्त प्रतिरोध में परिवर्तित कर रहा था।

अनुशंसित संशोधन एक वीएफडी स्थापित करने और फर्नेस ड्राफ्ट दबाव के अनुसार आईडी प्रशंसक को नियंत्रित करने के लिए था।

कमीशनिंग के बाद, ऑपरेटिंग प्रक्रिया को बदल दिया गया ताकि पंखे की गति अधिकतम गति के करीब रहने के बजाय बॉयलर लोड और ड्राफ्ट दबाव के अनुरूप हो।

इस मामले से महत्वपूर्ण सबक यह है कि पंखे को बड़े या अधिक शक्तिशाली मॉडल से बदलने से समस्या हल नहीं होगी। मौजूदा औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन में पर्याप्त क्षमता थी; समस्या नियंत्रण रणनीति थी.

7. उच्च तापमान के लिए गर्मी प्रतिरोधी प्ररित करनेवाला से अधिक की आवश्यकता होती है

तापमान एक अन्य पैरामीटर है जिसकी पुष्टि औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन का चयन करने से पहले की जानी चाहिए।

जब ग्रिप गैस का तापमान बढ़ता है, तो गैस का घनत्व कम हो जाता है। समान द्रव्यमान प्रवाह पर, वास्तविक आयतन प्रवाह बड़ा हो जाता है।

उच्च तापमान भी प्रभावित करता है:

दस्ता थर्मल विस्तार

असर व्यवस्था

स्नेहन

आवरण विस्तार

सामग्री चयन

युग्मन व्यवस्था

मोटर स्थान

शीतलन आवश्यकताएँ

सीलिंग व्यवस्था

उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए, पंखे की संरचना को केवल एक मानक पंखे का चयन करने और यह मानने के बजाय कि यह गर्म गैस को संभाल सकता है, वास्तविक इनलेट तापमान के आसपास डिजाइन किया जाना चाहिए।

यदि स्टार्टअप और सामान्य ऑपरेशन के बीच तापमान में काफी बदलाव होता है, तो शाफ्ट, बेयरिंग और कपलिंग संरेखण के दौरान थर्मल विस्तार पर भी विचार किया जाना चाहिए।

8. जब कोई आईडी फैन ड्राफ्ट बनाए नहीं रख सकता तो क्या जांचें

जब एक औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखा आवश्यक भट्टी नकारात्मक दबाव को बनाए नहीं रख सकता है, तो तुरंत यह न मानें कि पंखा छोटा है।

एक व्यावहारिक समस्या निवारण क्रम है:

चरण 1 - वास्तविक पंखे की गति की जाँच करें

मोटर आवृत्ति, घूर्णी गति और वीएफडी आउटपुट की पुष्टि करें।

चरण 2 - डैम्पर की स्थिति की जाँच करें

यदि डैम्पर लगभग पूरी तरह से खुला है और ड्राफ्ट अपर्याप्त है, तो पंखे का आकार छोटा हो सकता है या सिस्टम प्रतिरोध बढ़ सकता है।

यदि डैम्पर को जोर से दबाया जाता है, तो समस्या अत्यधिक पंखे की क्षमता या अनुचित नियंत्रण रणनीति हो सकती है।

चरण 3 - प्रमुख उपकरणों से पहले और बाद में दबाव मापें

दबाव ड्रॉप की जाँच करें:

बायलर

गरम करनेवाला

एयर प्रीहीटर

चक्रवात

थैला फिल्टर

रंडी

मुख्य वाहिनी

स्पंज

एक गंदा बैग फ़िल्टर सिस्टम प्रतिरोध को काफी हद तक बढ़ा सकता है।

चरण 4 - प्ररित करनेवाला का निरीक्षण करें

राख संचय, कटाव, दरारें, विरूपण और ब्लेड क्षति पर ध्यान दें।

चरण 5 - कंपन और बीयरिंग की जाँच करें

बढ़ता हुआ कंपन असंतुलन, गलत संरेखण, असर में गिरावट, ढीलापन या प्ररित करनेवाला पर निर्माण का संकेत दे सकता है।

चरण 6 - वास्तविक डेटा की तुलना मूल डिज़ाइन बिंदु से करें

अभिलेख:

वायु प्रवाह

स्थैतिक दबाव

पंखे की गति

मोटर करंट

मोटर शक्ति

गैस का तापमान

भट्ठी का दबाव

कंपन

यह डेटा केवल यह कहने से कहीं अधिक उपयोगी है कि "पंखा सक्शन कमजोर है।"

9. औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट पंखे का अधिक आकार क्यों एक समस्या हो सकती है?

ओवरसाइज़िंग को कभी-कभी एक सुरक्षित विकल्प माना जाता है क्योंकि इंजीनियर मानते हैं कि "अधिक क्षमता बेहतर है।"

यह हमेशा बेहतर नहीं होता.

यदि एक औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन काफी बड़ा है, तो सिस्टम को आक्रामक डैम्पर थ्रॉटलिंग की आवश्यकता हो सकती है। इससे दबाव हानि बढ़ जाती है और बिजली की खपत बढ़ सकती है।

अत्यधिक ड्राफ्ट इच्छित दहन स्थितियों को भी परेशान कर सकता है।

एक बेहतर तरीका यह है कि पंखे का चयन करने से पहले सामान्य परिचालन बिंदु, अधिकतम परिचालन बिंदु, न्यूनतम अपेक्षित भार और भविष्य की परिचालन आवश्यकताओं को स्थापित किया जाए।

उदाहरण के लिए, यदि बॉयलर सामान्य रूप से 60% और 90% लोड के बीच संचालित होता है, तो केवल अत्यधिक सैद्धांतिक अधिकतम के आधार पर पंखे का चयन करने से ऐसी मशीन बन सकती है जो अपने अधिकांश परिचालन जीवन को अपने सर्वोत्तम-दक्षता वाले क्षेत्र से दूर बिताती है।

10. सबसे अच्छा पंखा वह है जो पूरे सिस्टम से मेल खाता हो

औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन के प्रदर्शन का मूल्यांकन बॉयलर निकास प्रणाली से अलग से नहीं किया जा सकता है।

तकनीकी रूप से सही प्रशंसक चयन पर विचार करना चाहिए:

बॉयलर → हीट-ट्रांसफर उपकरण → धूल कलेक्टर → डक्टवर्क → आईडी फैन → चिमनी

यदि बाद में एक नया बैग फ़िल्टर स्थापित किया जाता है, तो इसका दबाव ड्रॉप मौजूदा पंखे के संचालन बिंदु को बदल सकता है। इसी तरह, स्क्रबर जोड़ने, ईंधन बदलने, बॉयलर की क्षमता बढ़ाने या चिमनी को संशोधित करने से आवश्यक पंखे की ड्यूटी बदल सकती है।

यही कारण है कि पंखे का चयन केवल पुराने पंखे के मॉडल से मिलान करने के बजाय संपूर्ण सिस्टम प्रतिरोध पर आधारित होना चाहिए।

निष्कर्ष

एक कुशल औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन केवल एक उच्च शक्ति केन्द्रापसारक पंखा नहीं है। इसका वास्तविक प्रदर्शन इस बात पर निर्भर करता है कि वायु प्रवाह, दबाव, तापमान, धूल लोडिंग, प्ररित करनेवाला डिजाइन, नियंत्रण विधि और सिस्टम प्रतिरोध का सही ढंग से मिलान किया गया है या नहीं।

नई स्थापनाओं के लिए, पंखे का चयन करने से पहले वास्तविक ग्रिप गैस की मात्रा और कुल दबाव हानि की गणना करें। प्रतिस्थापन परियोजनाओं के लिए, यह निर्णय लेने से पहले ऑपरेटिंग डेटा एकत्र करें कि मौजूदा पंखा कम आकार का है। वैरिएबल-लोड बॉयलरों के लिए, पूरी तरह से डैम्पर्स पर निर्भर रहने के बजाय वीएफडी नियंत्रण का मूल्यांकन करें।

व्यावहारिक संचालन में, सबसे बड़ा लाभ अक्सर अपेक्षाकृत सरल कार्यों से होता है: प्ररित करनेवाला की सफाई, अत्यधिक सिस्टम प्रतिरोध को ठीक करना, डक्ट रिसाव की मरम्मत करना, उचित भट्टी ड्राफ्ट को बनाए रखना, और वास्तविक बॉयलर लोड के लिए पंखे की गति का मिलान करना।

लक्ष्य औद्योगिक बॉयलर प्रेरित ड्राफ्ट फैन को अधिक चलाना नहीं है। लक्ष्य यह है कि यह वही प्रदान करे जो बॉयलर को चाहिए - न्यूनतम उचित ऊर्जा खपत और पूर्ण लोड रेंज पर स्थिर संचालन के साथ।