Hướng dẫn sử dụng quạt ly tâm nồi hơi: FD và ID, giới hạn và hiệu suất

Các hệ thống nồi hơi hầu như luôn chỉ định quạt ly tâm thay vì quạt hướng trục vì hai lý do về cấu trúc: khả năng chịu áp suất và khả năng chịu hạt. Quạt ly tâm tạo ra luồng không khí bằng cách đẩy khí ra ngoài thông qua một cánh quạt cong, cho phép chúng tạo ra áp suất tĩnh cao hơn trong một diện tích nhỏ gọn. Quạt hướng trục di chuyển không khí theo đường thẳng qua trục quạt và phù hợp hơn với các ứng dụng có lưu lượng lớn, áp suất thấp như thông gió chung, chứ không phải lực cản do đường ống nồi hơi, bộ tiết kiệm và thiết bị thu gom bụi tạo ra.

Do khí thải thường mang theo tro bay và các hạt chưa cháy hết nên hầu hết người vận hành lò hơi đều chỉ định cánh quạt ly tâm cong ngược hoặc nghiêng về phía sau, có khả năng chống xói mòn và tích tụ tốt hơn nhiều so với thiết kế cong về phía trước.

Khả năng chịu nhiệt độ là một trong những tiêu chí lựa chọn quan trọng nhất, vì nó quyết định cả vật liệu vỏ quạt và hệ thống làm mát ổ trục cần thiết.

• Đầu vào quạt gió cưỡng bức: xử lý không khí đốt xung quanh, thường được đánh giá ở mức hoạt động liên tục lên tới 100 độ C.
• Đầu vào quạt gió cảm ứng: xử lý khí thải nóng ra khỏi lò, thường có nhiệt độ từ 200 đến 250 độ C, với một số đơn vị công nghiệp nặng có nhiệt độ lên tới 300 độ C cho các chuyến dã ngoại ngắn hạn.
• Đầu vào của quạt gió sơ cấp: được sử dụng trong các hệ thống than nghiền thành bột, thường được đánh giá tương tự như các thiết bị dự thảo cưỡng bức ở khoảng 100 đến 120 độ C.

Việc vượt quá nhiệt độ đầu vào định mức sẽ làm tăng tốc độ mài mòn của ổ trục và có thể làm cong bánh công tác theo thời gian, vì vậy nhiều quạt hút cảm ứng bao gồm vỏ ổ trục làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng không khí đặc biệt để quản lý việc tiếp xúc lâu dài với khí thải nóng.

Quạt gió cưỡng bức và quạt gió cảm ứng đóng vai trò trái ngược nhau trong cùng một đường dẫn luồng khí đốt và việc nhầm lẫn cả hai trong quá trình xác định thông số kỹ thuật là một lỗi phổ biến và tốn kém.

Nhiều nồi hơi hiện đại chạy hệ thống hút gió cân bằng, trong đó quạt FD và quạt ID hoạt động cùng nhau để lò hoạt động ở áp suất hơi âm, ngăn khí nóng hoặc ngọn lửa thoát ra ngoài qua cửa kiểm tra trong khi vẫn đảm bảo luồng khí đốt hoàn toàn.

Xếp hạng hiệu suất gần 90,5 phần trăm thường đề cập đến hiệu suất cơ học hoặc tĩnh của quạt ở điểm hiệu suất tốt nhất, nghĩa là tỷ lệ giữa công suất không khí hữu ích và công suất đầu vào trục ở điều kiện áp suất và lưu lượng thiết kế. Để đạt được con số này thường đòi hỏi phải có thiết kế cánh quạt hoặc cong về phía sau kết hợp với động cơ phù hợp và bộ truyền động tần số thay đổi.

Vận hành một quạt ở xa điểm hiệu suất tốt nhất của nó, chẳng hạn như chạy một quạt có kích thước cho toàn bộ tải nồi hơi ở mức điều tiết chỉ 40 phần trăm mà không có bộ điều khiển tần số thay đổi, có thể làm giảm hiệu suất trong thế giới thực xuống thấp hơn nhiều so với con số định mức, vì việc giảm chấn ở tốc độ cố định sẽ lãng phí năng lượng hơn là giảm sức hút của động cơ. Các cơ sở nhằm duy trì hiệu suất gần mức định mức 90,5% thường ghép nối quạt với VFD để tốc độ quạt chứ không phải vị trí van điều tiết sẽ kiểm soát luồng không khí.

Chi phí bảo trì cho quạt nồi hơi chủ yếu là do hao mòn ổ trục, xói mòn cánh quạt do các hạt và cân bằng định kỳ thay vì hỏng hóc nghiêm trọng, miễn là việc kiểm tra diễn ra đúng tiến độ.

Quạt gió cảm ứng luôn có chi phí bảo trì cao hơn so với quạt gió cưỡng bức vì chúng hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và xử lý các hạt mài mòn, làm tăng tốc độ mài mòn của cánh quạt và rút ngắn tuổi thọ vòng bi so với không khí sạch hơn được xử lý bởi quạt FD. Các nhà máy lắp đặt lớp phủ cánh chống tro trên quạt ID thường kéo dài đáng kể khoảng thời gian giữa các lần thay cánh quạt, bù đắp chi phí lớp phủ bổ sung trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị.

Lựa chọn quạt chính xác phụ thuộc vào việc kết hợp bốn thông số với điều kiện vận hành thực tế của lò hơi thay vì chỉ dựa vào mã lực trên nhãn hiệu.

1. Xác nhận áp suất tĩnh cần thiết so với sức cản thực tế của hệ thống, bao gồm hệ thống ống dẫn, bộ tiết kiệm và bất kỳ thiết bị kiểm soát ô nhiễm nào ở hạ lưu.
2. Điều chỉnh mức nhiệt độ đầu vào phù hợp với điều kiện vận hành dự kiến ​​nóng nhất chứ không chỉ nhiệt độ trung bình của khí thải.
3. Chọn cấu hình cánh dựa trên tải trọng hạt, ưu tiên thiết kế cánh cong hoặc cánh máy bay cho nhiệm vụ kéo theo lượng tro nặng.
4. Ghép nối quạt với bộ điều khiển tần số thay đổi nếu tải thay đổi đáng kể trong phạm vi hoạt động của lò hơi, để bảo vệ hiệu suất khi tải một phần.