Kaip sumažinti energijos suvartojimą esamose pramoninėse išcentrinėse ventiliatorių sistemose

Pramoninis išcentrinis ventiliatorius gali sunaudoti daug elektros energijos, kai jis nuolat veikia gamybos įmonėje. Daugelyje senesnių vėdinimo ir išmetimo sistemų pats ventiliatorius nebūtinai yra neefektyvus; didesnė problema yra ta, kad pramoninis išcentrinis ventiliatorius dažnai veikia didesniu greičiu, slėgiu arba didesniu oro srautu, nei iš tikrųjų reikia procesui. Prieš keisdami įrangą, gamyklos inžinieriai turėtų išmatuoti esamą veikimo būklę ir nustatyti, kur naudojamas energijos perteklius.

Pradėkite nuo faktinių eksploatacinių duomenų

Pirmasis žingsnis tobulinant pramoninio išcentrinio ventiliatoriaus sistemą yra sukurti patikimą veikimo bazę. Įrašykite oro srautą, statinį slėgį, ventiliatoriaus greitį, variklio srovę, variklio galią, guolių temperatūrą, vibraciją ir darbo valandas. Taip pat reikia įrašyti sklendės padėtį, nes ventiliatorius, veikiantis 100 % greičiu su stipriai uždaryta sklende, dažnai aiškiai rodo ventiliatoriaus galios ir sistemos poreikio neatitikimą.

Pavyzdžiui, gamykloje gali būti pramoninis išcentrinis ventiliatorius, iš pradžių parinktas 30 000 m³/h esant 2000 Pa, o dabartiniam procesui reikia tik maždaug 22 000 m³/h. Jei ventiliatorius ir toliau veikia visu greičiu, o oro srautą valdo sklendė, variklis vis tiek sunaudoja didelę vardinės galios dalį. Faktinių sistemos sąlygų matavimas suteikia informaciją, kurios reikia prieš atliekant bet kokius pakeitimus.

Patikrinkite, ar ventiliatorius yra užblokuotas

Įprasta pramoninio išcentrinio ventiliatoriaus energijos taupymo galimybė yra paslėpta už įleidimo arba išleidimo sklendės. Sklendė sumažina oro srautą padidindama sistemos pasipriešinimą, tačiau tiesiogiai nemažina ventiliatoriaus sukimosi greičio. Todėl variklis toliau varo sparnuotę tuo pačiu greičiu, o dalis esamo slėgio išsisklaido sklendėje.

Patikrinimo metu technikai turėtų užregistruoti sklendės angą ir palyginti ją su reikiamu proceso oro srautu. Jei pramoninis išcentrinis ventiliatorius paprastai veikia, kai sklendė atidaryta tik 50–60%, inžinieriai turėtų ištirti, ar galima sumažinti ventiliatoriaus greitį. Tinkamose programose įdiegus kintamo dažnio pavarą (VFD) galima daug geriau valdyti nei nuolatinis mechaninis droselis.

Atsargiai naudokite ventiliatoriaus greičio mažinimo funkciją

Ventiliatoriaus greičio sumažinimas gali žymiai sumažinti energijos suvartojimą, nes išcentrinio ventiliatoriaus galia greitai keičiasi didėjant greičiui. Esant panašioms sistemos sąlygoms, ventiliatoriaus giminystės dėsniai rodo, kad oro srautas yra maždaug proporcingas greičiui, slėgis kinta apytiksliai pagal greičio kvadratą, o galia kinta apytiksliai priklausomai nuo greičio kubo.

Pramoninio išcentrinio ventiliatoriaus, veikiančio 50 Hz dažniu, greičio sumažinimas iki 45 Hz reiškia, kad greičio santykis yra 0,90. Teorinis galios santykis yra maždaug:

P₂ / P₁ ≈ (45 / 50)³ = 0,729

Tai reiškia, kad teorinė ventiliatoriaus galia gali sumažėti iki maždaug 73% pradinės vertės, nors faktinis sutaupymas priklauso nuo sistemos kreivės, variklio efektyvumo, perdavimo nuostolių ir veikimo taško. Todėl inžinieriai turėtų išmatuoti sistemą po sureguliavimo, o ne manyti, kad teorinė vertė visada bus pasiekta.

Prieš keisdami įrangą, išvalykite sparnuotę

Darbaračio užterštumas yra dar vienas nepastebimas energijos nuostolių šaltinis pramoniniame išcentriniame ventiliatoriuje. Dulkės, alyvos dulksna, pluoštai ar proceso dalelės gali kauptis ant peilių ir pakeisti aerodinaminį profilį. Sunkios nuosėdos taip pat gali sukelti disbalansą, padidinti vibraciją ir guolių apkrovas.

Prieš modifikuodami pramoninį išcentrinį ventiliatorių, patikrinkite sparnuotės ratą per prieigos dureles arba tinkamai izoliuodami ir užrakinę. Patikrinkite, ar vienoje rato pusėje nesusikaupė dulkių, ar nėra erozijos, korozijos, nepažeistų peilių ir nuosėdų. Viename praktiniame pavyzdyje dulkių ištraukimo ventiliatorius po kelių mėnesių veikimo padidino vibraciją ir sumažino oro srautą. Išvalius sparnuotė atkurtas oro srautas ir sumažinta vibracija nekeičiant variklio ar ventiliatoriaus korpuso.

Sumažinkite nereikalingą sistemos pasipriešinimą

Pramoninis išcentrinis ventiliatorius neveikia atskirai nuo ortakių sistemos. Užsikimšus filtrams, kanaluose kaupiasi medžiaga, blogai išdėstytos alkūnės arba iš dalies užsidaro sklendės, padidėja sistemos pasipriešinimas ir ventiliatorius turi generuoti didesnį slėgį.

Naudinga lauko patikra turėtų apimti filtrus, kanalų perėjimus, alkūnes, duslintuvus, sklendes, šilumokaičius, ploviklius ir išleidimo angas. Jei filtro slėgio kritimas žymiai didesnis nei jo švarus, pakeitus arba išvalius filtrą galima sutaupyti daugiau energijos nei modifikuojant patį pramoninį išcentrinį ventiliatorių. Tai ypač svarbu dulkių surinkimo sistemose, kuriose įprasto veikimo metu filtro varža palaipsniui didėja.

Patikrinkite, ar ventiliatorius veikia tinkamu tašku

Kiekvienas pramoninis išcentrinis ventiliatorius turi veikimo kreivę, rodančią ryšį tarp oro srauto, slėgio, greičio ir efektyvumo. Kai tik yra patikimų veikimo duomenų, faktines darbo sąlygas reikia palyginti su gamintojo ventiliatoriaus kreive.

Tarkime, kad pramoninis išcentrinis ventiliatorius buvo sukurtas 25 000 m³/h esant 1800 Pa, bet šiuo metu jis gamina 19 000 m³/h esant 2300 Pa. Skirtumas gali reikšti padidėjusį sistemos pasipriešinimą, neteisingus sklendės nustatymus, proceso sąlygų pasikeitimą arba veikimo tašką, esantį toli nuo geriausio ventiliatoriaus efektyvumo regiono. Paprasčiausiai sumontavus didesnį variklį pagrindinė problema neišspręstų. Pirmiausia reikia išanalizuoti sistemą, kad būtų nustatyta, kodėl pasislinko veikimo taškas.

Praktinis atvejis: energijos suvartojimo sumažinimas dulkių nusiurbimo sistemoje

Apsvarstykite esamą pramoninį išcentrinį ventiliatorių, naudojamą dulkių nusiurbimui metalo apdirbimo ceche. Ventiliatorius buvo varomas 30 kW varikliu ir veikė maždaug 6000 valandų per metus. Matavimai parodė, kad procesui reikėjo apie 18 000 m³/val., o ventiliatorius tiekė apie 22 000 m³/val. Išleidimo sklendė buvo iš dalies uždaryta, kad būtų kontroliuojamas perteklinis oro srautas.

Gamykla įdiegė VFD ir sureguliavo pramoninio išcentrinio ventiliatoriaus greitį, kad atitiktų reikiamą oro srautą. Pradėjus eksploatuoti, oro srautas buvo artimas reikalaujamai proceso vertei, o variklio galia labai sumažėjo. Faktinis sutaupymas turėtų būti skaičiuojamas pagal išmatuotus kW prieš ir po modifikavimo. Pavyzdžiui, jei vidutinė įėjimo galia sumažėja nuo 24 kW iki 16 kW, metinis elektros suvartojimas sumažėja maždaug:

(24 − 16) × 6 000 = 48 000 kWh/metus

Šis pavyzdys taip pat parodo, kodėl išmatuoti tikrąją variklio galią yra naudingiau nei apskaičiuoti sutaupymus tik pagal variklio vardinėje plokštelėje nurodytą talpą.

Nemažinkite greičio žemiau proceso reikalavimų

Energijos optimizavimas nereiškia tiesiog kiek įmanoma sulėtinti pramoninį išcentrinį ventiliatorių. Nepakankamas oro srautas gali sukelti blogą dūmų surinkimą, per didelę dulkių koncentraciją, krosnies slėgio nestabilumą, perkaitimą arba aplinkosaugos reikalavimų nesilaikymą.

Reguliuodami pramoninį išcentrinį ventiliatorių, inžinieriai turėtų nustatyti mažiausią priimtiną oro srautą ir slėgį, atsižvelgdami į faktinį procesą. Pavyzdžiui, vietinei ištraukiamajai ventiliacijai gaubte turi išlikti tinkamas surinkimo efektyvumas. Naudojant katilą ar krosnį, krosnies slėgio ir degimo reikalavimai gali būti svarbesni nei tiesiog sumažinti oro srautą.

Patikrinkite variklį, guolius ir transmisiją

Mechaninė būklė taip pat turi įtakos pramoninio išcentrinio ventiliatoriaus sistemos efektyvumui. Susidėvėję guoliai, prastas tepimas, veleno iškrypimas, diržo slydimas, netinkamas diržo įtempimas ir sukabinimo problemos gali padidinti mechaninius nuostolius ir vibraciją.

Diržais varomų pramoninių išcentrinių ventiliatorių sistemų technikai turėtų patikrinti diržo būklę ir įtempimą bei patikrinti skriemulio išlygiavimą. Tiesioginės pavaros konfigūracijų atveju reikia patikrinti veleno išlygiavimą, guolių būklę ir variklio efektyvumą. Variklis, traukiantis nenormalią srovę, neturėtų būti automatiškai apkaltintas varikliu; Per didelė ventiliatoriaus apkrova, sistemos pasipriešinimas, mechaninė trintis arba veikimo sąlygos gali būti tikroji priežastis.

Kai ventiliatorių keitimas yra prasmingesnis

Kai kuriais atvejais esamas pramoninis išcentrinis ventiliatorius yra iš esmės per didelis arba jo sparnuotės konstrukcija neatitinka dabartinio proceso. Jei ventiliatorius nuolat veikia toli nuo efektyvaus veikimo regiono, pakartotinis droselio ir greičio reguliavimas gali būti tik dalinis sprendimas.

Pakaitinis pramoninis išcentrinis ventiliatorius gali būti svarstomas, kai esamas ventiliatorius yra labai susidėvėjęs, prastas aerodinaminis efektyvumas, netinkamos medžiagos, per didelis slėgis arba našumas, kuris yra žymiai didesnis nei reikia. Pakaitalas turėtų būti pasirinktas naudojant išmatuotą oro srautą ir sistemos slėgį, o ne tiesiog suderinant esamą variklio galią.

Praktinis energijos taupymo kontrolinis sąrašas

Prieš modifikuodami pramoninį išcentrinį ventiliatorių, gamyklos inžinieriai gali naudoti šią seką:

Išmatuokite faktinį oro srautą ir statinį slėgį.

Įrašykite variklio įvesties galią ir srovę.

Įrašykite ventiliatoriaus greitį ir sklendės padėtį.

Patikrinkite, ar sparnuotė nėra dulkių, korozijos ir nusidėvėjimo.

Patikrinkite filtro ir kanalo slėgio nuostolius.

Palyginkite faktines darbo sąlygas su ventiliatoriaus veikimo kreive.

Nustatykite, ar ventiliatorius yra per didelis.

Įvertinkite VFD greičio valdymą, jei reikia.

Patikrinkite variklį, guolius, diržus, movas ir veleno išlygiavimą.

Po modifikavimo iš naujo išmatuokite oro srautą, slėgį ir galią.

Veiksmingiausias būdas yra pramoninį išcentrinį ventiliatorių laikyti visos oro apdorojimo sistemos dalimi, o ne izoliuotu įrenginiu. Daugelyje gamyklų galima žymiai sutaupyti geriau valdant veikimo tašką, sumažinus sistemos pasipriešinimą, reguliariai valant sparnuotę ir tinkamai reguliuojant greitį nekeičiant ventiliatoriaus.

Įrenginiams su nuolat veikiančia vėdinimo arba ištraukimo įranga net ir nedidelis galios sumažėjimas gali sutaupyti daug kasmet. Tinkamai optimizuotas pramoninis išcentrinis ventiliatorius turi užtikrinti tik procesui reikalingą oro srautą ir slėgį, naudojant mažiausią praktinį energijos suvartojimą, išlaikant saugų ir stabilų veikimą.