Руководство по центробежным вентиляторам котла: FD и ID, ограничения и эффективность

В котельных системах почти всегда используются центробежные вентиляторы вместо осевых по двум конструкционным причинам: допустимое давление и устойчивость к твердым частицам. Центробежные вентиляторы генерируют воздушный поток, ускоряя газ наружу через изогнутую крыльчатку, что позволяет им создавать более высокое статическое давление при компактных размерах. Осевые вентиляторы перемещают воздух по прямой линии через ось вентилятора и лучше подходят для применений с большими объемами и низким давлением, таких как общая вентиляция, а не для сопротивления, создаваемого воздуховодами котла, экономайзерами и оборудованием для сбора пыли.

Поскольку дымовые газы часто содержат летучую золу и несгоревшие частицы, большинство операторов котлов используют центробежные рабочие колеса с загнутыми назад или наклоненными назад, которые гораздо лучше противостоят эрозии и накоплению, чем конструкции с загнутыми вперед лопатками.

Допуск на температуру является одним из наиболее важных критериев выбора, поскольку он определяет как материал корпуса вентилятора, так и требуемую систему охлаждения подшипников.

• Вход вентилятора с принудительной тягой: работает с окружающим воздухом для горения, обычно рассчитанным на непрерывную работу при температуре до 100 градусов Цельсия.
• Входное отверстие вентилятора с принудительной тягой: обрабатывает горячие выхлопные газы, выходящие из печи, температура которых обычно составляет от 200 до 250 градусов по Цельсию, а некоторые тяжелые промышленные установки рассчитаны на температуру до 300 градусов по Цельсию для кратковременных поездок.
• Вход вентилятора первичного воздуха: используется в пылеугольных системах, обычно рассчитанных так же, как и агрегаты с принудительной тягой, от 100 до 120 градусов Цельсия.

Превышение номинальной температуры на входе ускоряет износ подшипников и со временем может привести к деформации рабочего колеса, поэтому многие вентиляторы с принудительной тягой оснащены корпусами подшипников с водяным или воздушным охлаждением, специально предназначенными для управления постоянным воздействием горячих дымовых газов.

Вентиляторы с принудительной тягой и принудительной тягой выполняют противоположные функции на одном и том же пути потока воздуха для горения, и путать их во время спецификации является распространенной и дорогостоящей ошибкой.

Многие современные котлы используют систему сбалансированной тяги, в которой вентилятор FD и вентилятор ID работают вместе, поэтому печь работает при слегка отрицательном давлении, предотвращая выход горячего газа или пламени через смотровые дверцы, обеспечивая при этом полный поток воздуха для горения.

Показатель эффективности около 90,5 процентов обычно относится к механическому или статическому КПД вентилятора в точке его наилучшего КПД, что означает отношение полезной выходной мощности воздуха к входной мощности на валу при расчетном расходе и давлении. Для достижения этого показателя обычно требуется конструкция лопасти с загнутыми назад или аэродинамическим профилем в сочетании с правильно подобранным двигателем и частотно-регулируемым приводом.

Работа вентилятора далеко от точки максимальной эффективности, например, работа вентилятора, рассчитанного на полную нагрузку котла, при открытии дроссельной заслонки всего лишь 40 процентов без частотно-регулируемого привода, может снизить реальный КПД значительно ниже номинального значения, поскольку демпфирование с фиксированной скоростью приводит к потере энергии, а не к снижению тяги двигателя. На предприятиях, стремящихся поддерживать эффективность на уровне около номинальных 90,5 процентов, обычно вентилятор сочетается с частотно-регулируемым приводом, поэтому скорость вращения вентилятора, а не положение заслонки, контролирует поток воздуха.

Расходы на техническое обслуживание вентиляторов котлов обусловлены в основном износом подшипников, эрозией рабочего колеса из-за твердых частиц и периодической балансировкой, а не катастрофическими отказами, при условии, что проверки проводятся по графику.

Обслуживание вентиляторов с принудительной тягой обходится дороже, чем вентиляторов с принудительной тягой, поскольку они работают при более высокой температуре и перерабатывают абразивные частицы, что ускоряет износ рабочего колеса и сокращает срок службы подшипников по сравнению с более чистым воздухом, подаваемым вентилятором FD. Заводы, которые устанавливают на внутренние вентиляторы лопасти с антизольным покрытием, часто значительно увеличивают интервал между заменой крыльчатки, компенсируя дополнительные затраты на покрытие в течение срока службы оборудования.

Правильный выбор вентилятора сводится к сопоставлению четырех параметров с реальными условиями эксплуатации котла, а не только по паспортной мощности.

1. Убедитесь, что требуемое статическое давление соответствует фактическому сопротивлению системы, включая воздуховоды, экономайзер и любое оборудование для контроля загрязнения, расположенное ниже по потоку.
2. Сопоставьте номинальную температуру на входе с самыми жаркими ожидаемыми условиями эксплуатации, а не только со средней температурой дымовых газов.
3. Выбирайте профиль лопастей в зависимости от нагрузки частиц, отдавая предпочтение конструкциям с загнутыми назад или аэродинамическими профилями для работы в условиях сильной тяги, вызванной пеплом.
4. Соедините вентилятор с преобразователем частоты, если нагрузка значительно варьируется в рабочем диапазоне котла, чтобы обеспечить эффективность при частичной нагрузке.