Kazán centrifugális ventilátor útmutató: FD vs ID, határok és hatékonyság

A kazánrendszerek szinte mindig centrifugális ventilátorokat határoznak meg az axiális ventilátorokkal szemben, két szerkezeti ok miatt: nyomásképesség és részecsketűrés. A centrifugális ventilátorok légáramlást hoznak létre a gáz kifelé történő gyorsításával egy ívelt járókeréken keresztül, ami lehetővé teszi számukra, hogy nagyobb statikus nyomást hozzanak létre kompakt lábnyom mellett. Az axiális ventilátorok egyenes vonalban mozgatják a levegőt a ventilátor tengelyén keresztül, és jobban megfelelnek a nagy térfogatú, alacsony nyomású alkalmazásokhoz, mint például az általános szellőztetéshez, nem pedig a kazán csővezetékei, a gazdaságosítók és a porgyűjtő berendezések által keltett ellenálláshoz.

Mivel a füstgáz gyakran szállít pernyét és el nem égett részecskéket, a legtöbb kazánkezelő hátrafelé ívelt vagy hátradőlt centrifugális járókerekeket ír elő, amelyek sokkal jobban ellenállnak az eróziónak és a felhalmozódásnak, mint az előre ívelt kivitelek.

A hőmérséklettűrés az egyik legfontosabb kiválasztási kritérium, hiszen ez határozza meg mind a ventilátorház anyagát, mind a szükséges csapágyhűtési rendszert.

• Kényszerhuzatú ventilátor bemenet: kezeli a környezeti égési levegőt, általában 100 Celsius fokig terjedő folyamatos üzemre.
• Indukált huzatú ventilátor bemenet: kezeli a kemencéből távozó forró kipufogógázt, általában 200 és 250 Celsius-fok között van, néhány nehézipari egységnél pedig akár 300 Celsius-fok is használható rövid távú kirándulásokhoz.
• Elsődleges levegő ventilátor bemenet: porszén-rendszerekben használják, jellemzően a 100-120 Celsius-fok körüli kényszerhuzatú egységekhez hasonlóan.

A névleges bemeneti hőmérséklet túllépése felgyorsítja a csapágykopást, és idővel meghajlíthatja a járókereket, ezért sok indukált huzatú ventilátor víz- vagy léghűtéses csapágyházat tartalmaz kifejezetten a forró füstgáznak való tartós kitettség kezelésére.

A kényszerhuzatú és az indukált huzatú ventilátorok ellentétes szerepet töltenek be ugyanazon az égési légáramlási útvonalon belül, és a kettő összekeverése a specifikáció során gyakori és költséges hiba.

Sok modern kazán kiegyensúlyozott huzatú rendszerrel működik, ahol az FD ventilátor és az ID ventilátor együtt működik, így a kemence enyhén negatív nyomáson működik, megakadályozva a forró gáz vagy láng kijutását az ellenőrző ajtókon keresztül, miközben biztosítja a teljes égési levegő áramlását.

A 90,5 százalék körüli hatásfok jellemzően a ventilátor mechanikai vagy statikus hatásfoka a legjobb hatásfok pontján, vagyis a hasznos levegő teljesítmény és a tengely bemeneti teljesítményének aránya a tervezett áramlási és nyomási feltételek mellett. Ennek a számnak az eléréséhez általában hátrafelé ívelt vagy szárnyszárnyas kialakításra van szükség, amelyhez egy megfelelően illeszkedő motor és frekvenciaváltó párosul.

Ha a ventilátort a legjobb hatásfokától távol üzemelteti, például a teljes kazánterhelésre méretezett ventilátort csak 40 százalékos fojtószeleppel, változtatható frekvenciájú hajtás nélkül működteti, a valós hatásfok jóval a névleges érték alá csökkenhet, mivel a fix fordulatszámú csillapítás energiát pazarol, nem pedig csökkenti a motor igénybevételét. Azok a létesítmények, amelyek célja, hogy a hatékonyságot a névleges 90,5 százalék közelében tartsák, általában párosítják a ventilátort egy VFD-vel, így a ventilátor sebessége, nem pedig a csappantyú helyzete szabályozza a légáramlást.

A kazánventilátorok karbantartási költségeit leginkább a csapágykopás, a járókerék részecske-eróziója és az időszakos kiegyensúlyozás okozza, nem pedig a katasztrofális meghibásodás, feltéve, hogy az ellenőrzések az ütemterv szerint maradnak.

Az indukált huzatú ventilátorok fenntartása folyamatosan többe kerül, mint a kényszerhuzatú ventilátoroké, mert magasabb hőmérsékleten működnek, és feldolgozzák a koptató részecskéket, ami felgyorsítja a járókerék kopását és lerövidíti a csapágy élettartamát az FD ventilátor által kezelt tisztább levegőhöz képest. Azok az üzemek, amelyek hamuálló lapátbevonatot helyeznek az ID ventilátorokra, gyakran jelentősen meghosszabbítják a járókerékcserék közötti intervallumot, ellensúlyozva a bevonat hozzáadott költségeit a berendezés élettartama során.

A ventilátor helyes megválasztása négy paraméternek a kazán tényleges működési körülményeihez való igazításán múlik, ahelyett, hogy pusztán a névleges lóerőre hagyatkozna.

1. Erősítse meg a szükséges statikus nyomást a tényleges rendszerellenállással szemben, beleértve a légcsatornákat, a gazdaságosítót és az esetleges szennyezéscsökkentő berendezéseket.
2. A bemeneti hőmérséklet besorolását a legmelegebb várható üzemi állapothoz igazítsa, ne csak az átlagos füstgázhőmérséklethez.
3. Válasszon a részecsketerhelés alapján a pengeprofilt, előnyben részesítve a hátrafelé ívelt vagy szárnyas szárnyas kialakításokat a hamu okozta huzat miatt.
4. Párosítsa a ventilátort egy frekvenciaváltóval, ha a terhelés jelentősen eltér a kazán működési tartományában, hogy megóvja a hatékonyságot részleges terhelés mellett.