Sprievodca odstredivým ventilátorom kotla: FD vs ID, limity a účinnosť

Kotlové systémy takmer vždy špecifikujú odstredivé ventilátory pred axiálnymi ventilátormi z dvoch konštrukčných dôvodov: tlaková schopnosť a tolerancia častíc. Odstredivé ventilátory generujú prúdenie vzduchu urýchľovaním plynu smerom von cez zakrivené obežné koleso, čo im umožňuje vytvárať vyšší statický tlak na kompaktnej pôde. Axiálne ventilátory pohybujú vzduch v priamom smere cez os ventilátora a sú vhodnejšie pre vysokoobjemové a nízkotlakové aplikácie, ako je všeobecná ventilácia, nie odpor vytváraný potrubím kotla, ekonomizérmi a zariadeniami na zachytávanie prachu.

Pretože spaliny často nesú popolček a nespálené častice, väčšina prevádzkovateľov kotlov špecifikuje dozadu zakrivené alebo dozadu naklonené odstredivé obežné kolesá, ktoré odolávajú erózii a usadzovaniu oveľa lepšie ako dopredu zakrivené konštrukcie.

Teplotná tolerancia je jedným z najdôležitejších kritérií výberu, pretože určuje ako materiál plášťa ventilátora, tak aj potrebný chladiaci systém ložísk.

• Vstup ventilátora s núteným ťahom: pracuje s okolitým spaľovacím vzduchom, vo všeobecnosti s trvalou prevádzkou do 100 stupňov Celzia.
• Vstup ventilátora s indukovaným ťahom: spracováva horúce výfukové plyny opúšťajúce pec, bežne hodnotené medzi 200 a 250 stupňami Celzia, s niektorými ťažkými priemyselnými jednotkami až do 300 stupňov Celzia na krátkodobé výlety.
• Vstup ventilátora primárneho vzduchu: používané v systémoch na práškové uhlie, zvyčajne hodnotené podobne ako jednotky s núteným ťahom okolo 100 až 120 stupňov Celzia.

Prekročenie menovitej vstupnej teploty urýchľuje opotrebenie ložísk a môže časom zdeformovať obežné koleso, takže mnohé ventilátory s indukovaným nasávaním obsahujú vodou chladené alebo vzduchom chladené ložiskové telesá špeciálne na zvládnutie trvalého vystavenia horúcim spalinám.

Ventilátory s núteným ťahom a ventilátormi s núteným ťahom plnia opačné úlohy v rámci rovnakej dráhy prúdenia spaľovacieho vzduchu a ich zámena počas špecifikácie je bežnou a nákladnou chybou.

Mnoho moderných kotlov používa systém vyváženého ťahu, kde ventilátor FD a ventilátor ID spolupracujú, takže pec pracuje s miernym podtlakom, čím bráni úniku horúceho plynu alebo plameňa cez revízne dvierka, pričom je stále zabezpečené úplné prúdenie spaľovacieho vzduchu.

Hodnoty účinnosti blízko 90,5 percenta sa zvyčajne vzťahujú na mechanickú alebo statickú účinnosť ventilátora v jeho najlepšom bode účinnosti, čo znamená pomer užitočného vzduchového výkonu k príkonu hriadeľa pri projektovanom prietoku a tlaku. Dosiahnutie tohto čísla si vo všeobecnosti vyžaduje dozadu zakrivenú alebo profilovú lopatku spojenú so správne prispôsobeným motorom a pohonom s premenlivou frekvenciou.

Prevádzka ventilátora ďaleko od bodu jeho najlepšej účinnosti, ako je napríklad prevádzka ventilátora dimenzovaného na plné zaťaženie kotla len na 40-percentný plyn bez pohonu s premenlivou frekvenciou, môže klesnúť efektívnosť v reálnom svete výrazne pod nominálnu hodnotu, pretože tlmenie s pevnou rýchlosťou skôr plytvá energiou než znižuje spotrebu motora. Zariadenia, ktorých cieľom je udržať účinnosť blízko menovitej hodnoty 90,5 percenta, zvyčajne spárujú ventilátor s VFD, takže prúdenie vzduchu riadi rýchlosť ventilátora, nie poloha klapky.

Výdavky na údržbu ventilátorov kotla sú spôsobené najmä opotrebovaním ložísk, eróziou obežného kolesa od častíc a pravidelným vyvažovaním, a nie katastrofickým zlyhaním za predpokladu, že kontroly zostanú podľa plánu.

Údržba ventilátorov s núteným nasávaním je trvalo drahšia ako údržba ventilátorov s núteným nasávaním, pretože pracujú pri vyššej teplote a spracovávajú abrazívne častice, čo urýchľuje opotrebovanie obežného kolesa a skracuje životnosť ložísk v porovnaní s čistejším vzduchom, s ktorým pracuje ventilátor FD. Závody, ktoré inštalujú na ID ventilátory povlaky lopatiek odolných voči popolu, často výrazne predlžujú interval medzi výmenami obežného kolesa, čím kompenzujú dodatočné náklady na povlak počas životnosti zariadenia.

Správny výber ventilátora spočíva v zosúladení štyroch parametrov so skutočnými prevádzkovými podmienkami kotla, namiesto spoliehania sa len na výkon na štítku.

1. Potvrďte požadovaný statický tlak proti skutočnému odporu systému vrátane potrubia, ekonomizéra a akéhokoľvek zariadenia na kontrolu znečistenia v smere prúdenia.
2. Prispôsobte vstupnú teplotu najteplejším očakávaným prevádzkovým podmienkam, nielen priemernej teplote spalín.
3. Vyberte si profil čepele na základe zaťaženia časticami, uprednostňujte dozadu zakrivené alebo profilové konštrukcie pre ťahové zaťaženie spôsobené popolom.
4. Spárujte ventilátor s frekvenčným meničom, ak sa zaťaženie výrazne líši v rámci prevádzkového rozsahu kotla, aby ste chránili účinnosť pri čiastočnom zaťažení.