बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्स औद्योगिक प्लांट्समध्ये स्थिर दहन वायु पुरवठ्यास समर्थन देतात

औद्योगिक बॉयलरमध्ये, दहन स्थिरता बर्नरपेक्षा जास्त अवलंबून असते. ज्वलन प्रणालीला आवश्यक दाबाने योग्य प्रमाणात हवा मिळणे आवश्यक आहे, जरी बॉयलरचा भार बदलला तरीही. बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्स बर्नर, विंडबॉक्स, शेगडी किंवा भट्टीकडे सभोवतालची किंवा प्रीहेटेड हवा ढकलून ही ज्वलन हवा पुरवतात. संतुलित-मसुदा प्रणालींमध्ये, बॉयलरमधून हवेचा प्रवाह नियंत्रित करण्यासाठी सक्तीचा ड्राफ्ट फॅन प्रेरित ड्राफ्ट फॅनसह एकत्रितपणे कार्य करतो.

दहन हवा पुरवठा का महत्त्वाचा आहे

उपलब्ध ऑक्सिजन अपुरा असल्यास इंधन कार्यक्षमतेने जाळू शकत नाही. त्याच वेळी, फक्त अधिक हवा पुरवठा करणे हा उपाय नाही. जादा हवा उष्णता शोषून घेते आणि स्टॅकमधून अतिरिक्त उष्णता बाहेर काढते, ज्यामुळे बॉयलरची कार्यक्षमता कमी होऊ शकते. या कारणास्तव, बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्सना जास्तीत जास्त संभाव्य हवेचे प्रमाण निर्माण करण्याऐवजी संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंजवर पुरेसा वायुप्रवाह प्रदान करणे आवश्यक आहे.

उदाहरणार्थ, 60% आणि 100% लोड दरम्यान कार्यरत बायोमास बॉयलरचा विचार करा. बॉयलर लोडकडे दुर्लक्ष करून पंखा जवळजवळ पूर्ण वेगाने चालत असल्यास, सिस्टमला कमी लोडवर जास्त ज्वलन हवा प्राप्त होऊ शकते. सिस्टम डिझाइनवर अवलंबून इनलेट डॅम्पर, इनलेट गाईड व्हेन किंवा VFD वापरून वास्तविक इंधनाच्या मागणीनुसार हवेचा प्रवाह नियंत्रित करणे हा अधिक चांगला मार्ग आहे. बॉयलर-हाउस व्हेरिएबल-स्पीड कंट्रोलवरील संशोधनाने पंखे चालवणे, जास्त हवा आणि बॉयलरची कार्यक्षमता यांच्यातील संबंध देखील दर्शविला आहे. 

एकट्या मोटर पॉवरमधून फॅन निवडू नका

बॉयलर फॅन बदलताना सर्वात सामान्य चुकांपैकी एक म्हणजे 30 kW, 45 kW, किंवा 75 kW ची मोटर मागणे आणि फॅन उत्पादकाने त्या नंबरवरून सर्व काही ठरवावे अशी अपेक्षा करणे. मोटर पॉवर हे फॅन निवड प्रक्रियेचे आउटपुट आहे, प्राथमिक निवड पॅरामीटर नाही.

बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट चाहत्यांसाठी, मूलभूत माहितीमध्ये हे समाविष्ट असावे:

आवश्यक हवा प्रवाह, जसे की m³/h किंवा CFM

आवश्यक स्थिर दाब किंवा एकूण दाब

एअर इनलेट तापमान

इंधन प्रकार

बॉयलर क्षमता

ऑपरेटिंग उंची

अपेक्षित लोड श्रेणी

डक्ट आणि उपकरणे दाब तोटा

बर्नर किंवा शेगडी प्रतिकार

एअर प्रीहीटर प्रेशर ड्रॉप, स्थापित केल्यास

नियंत्रण पद्धत

मोटर व्होल्टेज आणि वारंवारता

पंखा बसवण्याची व्यवस्था

रोटेशन दिशा आणि आउटलेट स्थिती

दाबाची आवश्यकता संपूर्ण वायुमार्गावरून मोजली पाहिजे. नलिका, कोपर, डॅम्पर, फिल्टर, एअर प्रीहीटर, विंडबॉक्स, बर्नर रजिस्टर आणि इतर घटक हे सर्व प्रतिकारशक्ती निर्माण करतात. 

चाहता निवडीचे व्यावहारिक उदाहरण

समजा औद्योगिक बॉयलरला डिझाइन ऑपरेटिंग स्थितीत 2,200 Pa स्थिर दाबाने 18,000 m³/h ज्वलन हवेची आवश्यकता आहे. पंखा फक्त “18,000 m³/h पंखा” म्हणून निवडला जाऊ नये.

प्रथम, अभियंत्याने 18,000 m³/h वास्तविक आवश्यक ऑपरेटिंग एअरफ्लो आहे की नाही किंवा त्यात आधीपासूनच आवश्यक डिझाइन मार्जिन समाविष्ट आहे की नाही याची पुष्टी करावी. पुढे, फॅन इनलेट आणि फर्नेसमधील दबाव तोटा मोजणे आवश्यक आहे.

उदाहरणार्थ:

वायुवाहिनीचे नुकसान: 300 Pa

डॅम्पर नुकसान: 180 Pa

एअर प्रीहीटरचे नुकसान: 450 Pa

विंडबॉक्स आणि बर्नरचे नुकसान: 700 Pa

इतर प्रणाली नुकसान: 350 Pa

आवश्यक मार्जिन: प्रकल्पाच्या डिझाइननुसार स्वतंत्रपणे मूल्यांकन केले जाते

फॅनची निवड फक्त एअरफ्लोच्या विरूद्ध न करता परिणामी ड्यूटी पॉइंटच्या विरूद्ध तपासली पाहिजे. हे विशेषतः महत्वाचे आहे जेव्हा बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्सचा वापर विद्यमान युनिटसाठी बदली म्हणून केला जातो, कारण डक्टवर्क किंवा बर्नरमधील बदल वास्तविक ऑपरेटिंग पॉइंट बदलू शकतात.

फॅन प्रेशर आणि एअरफ्लो बॉयलरशी जुळले पाहिजे

पंखा कमी दाबाने मोठा वायुप्रवाह निर्माण करू शकतो आणि तरीही भट्टीला आवश्यक हवा पुरवण्यात अपयशी ठरतो. याउलट, जास्त दाब निवडल्याने अनावश्यक थ्रॉटलिंग आणि उच्च ऑपरेटिंग पॉवर होऊ शकते.

त्यामुळे फॅन परफॉर्मन्स वक्र महत्त्वाचा आहे. सामान्य बॉयलर ऑपरेशनसाठी पुरेशी नियंत्रण श्रेणीसह डिझाइन पॉइंट फॅन वक्रच्या योग्य प्रदेशात स्थित असावा.

बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्ससाठी, मी साधारणपणे किमान तीन ऑपरेटिंग पॉइंट तपासतो:

किमान स्थिर बॉयलर लोड

सामान्य ऑपरेटिंग लोड

कमाल सतत लोड

जर बॉयलर सामान्यपणे 70-90% लोडवर चालत असेल, तर फॅन केवळ सैद्धांतिक 100% पॉइंटसाठी अनुकूल केला जाऊ नये. वास्तविक ऑपरेटिंग रेंज महत्त्वाची आहे कारण इंधन इनपुटसह ज्वलन हवेची मागणी बदलते.

VFD नियंत्रण उपयुक्त असू शकते, परंतु ते स्वयंचलितपणे सर्वोत्तम उपाय नाही

बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्ससाठी व्हेरिएबल-फ्रिक्वेंसी ड्राइव्हचा विचार केला जातो कारण फॅनची गती बॉयलर लोडनुसार समायोजित केली जाऊ शकते. केंद्रापसारक चाहत्यांसाठी, वेगातील बदलांचे परिणाम समजून घेण्यासाठी पंखे कायदे उपयुक्त आधार देतात: हवेचा प्रवाह अंदाजे वेगाने बदलतो, दाब वेगाच्या वर्गाप्रमाणे बदलतो आणि वेगाच्या क्यूबमध्ये अंदाजे शक्ती बदलते.

याचा अर्थ वेगात तुलनेने लहान कपात फॅन पॉवरमध्ये अर्थपूर्ण घट निर्माण करू शकते.

तथापि, VFD निवडीमध्ये मोटर, किमान ऑपरेटिंग गती, नियंत्रण प्रतिसाद, प्रारंभ आवश्यकता, हार्मोनिक विचार आणि आवश्यक वायुप्रवाह-नियंत्रण धोरण यांचा देखील विचार केला पाहिजे. VFD फक्त जोडले जाऊ नये कारण ते अधिक कार्यक्षम वाटते. संपूर्ण बॉयलर कंट्रोल सिस्टमचा विचार करणे आवश्यक आहे. फॅन कमी झाल्यावर काय होते? कमी-लोड ऑपरेशन दरम्यान कमी आकाराचा बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन स्वीकार्य दिसू शकतो परंतु जेव्हा बॉयलर पूर्ण लोड जवळ येतो तेव्हा तो अडथळा बनतो.

वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षणांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

पंखे कमाल वेगाच्या जवळ कार्यरत आहेत

आवश्यक वायुप्रवाह साध्य करण्यात अक्षमता

कमी भट्टी ऑक्सिजन

अस्थिर दहन

CO वाढत आहे

वाफेचे उत्पादन कमी केले

जास्त इंधन वापर

हवा प्रणाली ओलांडून जास्त दबाव ड्रॉप

डॅम्पर पूर्णपणे उघडे राहते

तथापि, पंखा बदलण्यापूर्वी, तंत्रज्ञांनी पुष्टी केली पाहिजे की समस्या खरोखर पंखाच्या क्षमतेची आहे. घाणेरडा फिल्टर, ब्लॉक केलेला डक्ट, चुकीच्या पद्धतीने ठेवलेला डँपर, फाऊल्ड एअर प्रीहीटर किंवा सुधारित बर्नर सिस्टमचा प्रतिकार वाढवू शकतो आणि कमी आकाराच्या पंख्यासारखी दिसणारी लक्षणे निर्माण करू शकतो.

केस उदाहरण: अपर्याप्त वायु प्रवाहासह बायोमास बॉयलर

मूलतः अंदाजे 15,000 m³/h ज्वलन हवेसाठी तयार केलेल्या बायोमास बॉयलरचा विचार करा. अनेक वर्षांच्या ऑपरेशननंतर, वनस्पती ओल्या बायोमास इंधनात बदलली.

ऑपरेटरच्या लक्षात आले की बॉयलर यापुढे उच्च भाराने पूर्वीची ज्वलन स्थिती राखू शकत नाही. एफडी फॅन खूपच लहान झाला आहे असा प्राथमिक अंदाज होता.

साइट तपासणीत तीन महत्त्वाच्या अटी आढळल्या:

पंखा अजूनही त्याच्या मूळ डिझाइन गतीपर्यंत पोहोचत होता.

इनलेट डँपर जवळजवळ पूर्णपणे उघडले होते

नवीन इंधनात लक्षणीयरीत्या जास्त आर्द्रता आहे.

म्हणून अभियांत्रिकी संघाने पंखा बदलण्याचा निर्णय घेण्यापूर्वी ज्वलन-हवेची आवश्यकता आणि सिस्टम दाब तपासला. हे महत्वाचे आहे कारण इंधन बदलणे आवश्यक दहन परिस्थिती बदलू शकते; फक्त पंख्याचा आकार वाढवण्याने अंतर्निहित प्रक्रियेच्या समस्येचे निराकरण होणार नाही.

फॅनची अंतिम निवड जुन्या मोटर रेटिंगच्या ऐवजी सुधारित एअरफ्लो आणि दबाव आवश्यकतांवर आधारित होती.

एफडी फॅन आणि आयडी फॅन यांचा एकत्रित विचार केला पाहिजे

संतुलित-ड्राफ्ट बॉयलरमध्ये, एफडी फॅन ज्वलन हवा पुरवतो तर आयडी फॅन फ्ल्यू गॅस काढून टाकतो आणि आवश्यक भट्टीचा दाब राखण्यात मदत करतो. हे दोन पंखे वेगवेगळे कार्य करतात परंतु एकाच ज्वलन प्रक्रियेवर थेट परिणाम करतात.

जर FD बाजूने सिस्टीम काढू शकतील त्यापेक्षा जास्त हवा पुरवली तर भट्टीचा दाब वाढू शकतो. जर आयडी बाजू येणाऱ्या ज्वलन हवेच्या तुलनेत खूप जोरदारपणे खेचली तर, जास्त नकारात्मक दाब विकसित होऊ शकतो.

म्हणून, बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्स बदलताना, विद्यमान आयडी फॅन ड्युटी देखील तपासणे उपयुक्त आहे. नवीन FD फॅन उपकरणाचा एक वेगळा तुकडा म्हणून मूल्यमापन करण्याऐवजी संपूर्ण मसुदा-नियंत्रण प्रणालीच्या ऑपरेटिंग श्रेणीमध्ये फिट असावा.

हवेचे तापमान फॅनच्या निवडीवर देखील परिणाम करते

बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्स निवडण्यापूर्वी ज्वलन हवेचे तापमान निर्दिष्ट केले पाहिजे.

जर पंखा सभोवतालची हवा हाताळत असेल, तर घनता त्या प्रणालीपेक्षा वेगळी असते जिथे हवा एअर प्रीहीटरमधून जाते. जसजसे हवेचे तापमान वाढते तसतसे त्याची घनता कमी होते, ज्यामुळे व्हॉल्यूमेट्रिक प्रवाह, वस्तुमान प्रवाह, दाब आणि पंख्याची शक्ती यांच्यातील संबंधांवर परिणाम होतो.

उदाहरणार्थ, दोन प्रणाल्या कागदावर 20,000 m³/h दर्शवू शकतात आणि हवेच्या तपमानात मोठ्या प्रमाणात काम करतात. त्यामुळे अभियांत्रिकी गणनेला कार्य परिस्थितींपासून स्वतंत्र मानण्याऐवजी वास्तविक ऑपरेटिंग तापमान आणि दाब आधार स्थापित करणे आवश्यक आहे.

एअर प्रीहीटर्स किंवा इतर उष्णता-पुनर्प्राप्ती उपकरणे वापरून बॉयलरमध्ये हे विशेषतः महत्वाचे आहे.

देखभाल तपासणे वगळले जाऊ नये

योग्यरित्या निवडलेला चाहता देखील देखभाल समस्यांमुळे कार्यप्रदर्शन गमावू शकतो. बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्ससाठी, नियमित तपासणीमध्ये इंपेलर, बेअरिंग्ज, शाफ्ट, कपलिंग, मोटर करंट, कंपन, इनलेट कंडिशन, डँपर पोझिशन आणि डक्टवर्क यांचा समावेश असावा.

पंख्याचा वेग अपरिवर्तित असताना हवेचा प्रवाह हळूहळू कमी होत असल्यास, वेग त्वरित वाढवू नका. प्रथम तपासणी:

इनलेट फिल्टर अडथळा

डँपर उघडणे

डक्ट अडथळा

इंपेलर फाऊलिंग

पत्करण्याची स्थिती

बेल्ट किंवा कपलिंगची स्थिती

फॅन रोटेशन

सिस्टम दबाव

बर्नर किंवा विंडबॉक्स प्रतिरोध

धूळ किंवा ठेवींनी दूषित झालेला इंपेलर वायुगतिकीय स्थिती बदलू शकतो आणि असंतुलन वाढवू शकतो. भरपाईसाठी वेग वाढवल्याने मूळ समस्या सोडविल्याशिवाय यांत्रिक लोडिंग वाढू शकते. फॅन उत्पादकाला कोणती माहिती पाठवली जावी? बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्सचा समावेश असलेल्या RFQ साठी, उपयुक्त तांत्रिक चौकशीमध्ये बॉयलर क्षमतेपेक्षा कितीतरी जास्त माहिती असणे आवश्यक आहे.

व्यावहारिक RFQ मध्ये हे समाविष्ट असू शकते:

बॉयलर क्षमता: 20 TPH

इंधन: बायोमास / कोळसा / नैसर्गिक वायू / तेल

आवश्यक हवा प्रवाह: 18,000 m³/h

आवश्यक दाब: 2,200 Pa

हवेचे तापमान: 40°C

उंची: 35 मी

ऑपरेटिंग वारंवारता: 50 Hz

मोटर व्होल्टेज: 415 V

नियंत्रण: VFD

स्थापना: इनडोअर

रोटेशन: पुष्टी करणे

आउटलेट दिशा: पुष्टी करणे

विद्यमान पंखा बदलला जात असल्यास, छायाचित्रे, नेमप्लेट माहिती, पंखा वक्र, मोटर डेटा, वाहिनीचे परिमाण आणि वास्तविक ऑपरेटिंग मोजमाप देखील अत्यंत उपयुक्त आहेत.

ऑपरेटिंग डेटा जितका पूर्ण होईल तितकेच नाममात्र एअरफ्लोवर आधारित कॅटलॉगमधून मॉडेल निवडण्याऐवजी वास्तविक बॉयलरच्या कर्तव्याशी जुळणारे बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्स निवडणे तितके सोपे आहे.

अंतिम विचार

बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन्सचा मुख्य उद्देश सरळ आहे: ज्वलन प्रणालीला बॉयलरला आवश्यक दाबावर स्थिर, नियंत्रण करण्यायोग्य हवा प्रदान करा. फॅन पॉवर, फर्नेस प्रेशर, ज्वलन परिस्थिती आणि यांत्रिक विश्वासार्हता नियंत्रणात ठेवताना संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंजमध्ये हवेचा प्रवाह उपलब्ध करून देणे हे अभियांत्रिकी आव्हान आहे.

नवीन बॉयलर प्रकल्पासाठी, पंखा संपूर्ण एअर-साइड रेझिस्टन्स गणनेतून निवडला जावा. रिप्लेसमेंट प्रोजेक्टसाठी, समस्या अपुरी फॅन क्षमता, वाढलेली सिस्टम प्रतिकार किंवा ज्वलन स्थितीत बदल आहे की नाही हे ठरवण्यापूर्वी वास्तविक ऑपरेटिंग डेटाची मूळ फॅन वक्रशी तुलना केली पाहिजे.

योग्यरित्या निवडलेला बॉयलर फोर्स्ड ड्राफ्ट फॅन हा केवळ उच्च-एअरफ्लो फॅन नाही. हा बॉयलरचे इंधन, ज्वलन प्रणाली, दाब तोटा, ऑपरेटिंग तापमान, नियंत्रण पद्धत आणि अपेक्षित लोड श्रेणीशी जुळणारा घटक आहे. हेच बॉयलरला पंख्याची शक्ती वाया न घालवता स्थिर ज्वलन राखण्यास अनुमती देते.