Кулата, която изяде електроенергията
Химически завод управлявал вентилатор за охладителна кула с мощност 75 kW чрез ъглов редуктор и дълго предавателно валче. Редукторът поглъщал приблизително 8 процента от изходната мощност на мотора поради собствените си загуби, а съединителят добавял още загуби. Замяната на тази система с директен двигател за охладителна кула, монтиран върху хаба на вентилатора, напълно елиминирала редуктора и завода намалил електроенергийното потребление на вентилационната система с около една пета, докато температурата в басейна се запазила на зададената стойност през целия летен пик.
Редукторът, който губел енергия
Редукторът изисквал смазка, подравняване и тримесечен мониторинг на вибрациите, а всеки етап на редукция губел мощност под формата на топлина в смазката. Директният двигател за охладителна кула премахва тези етапи, така че ватовете, които някога нагрявали смазката в редуктора, сега задвижват вентилатора. През един сезон на охлаждане възстановената енергия покрила значителна част от разходите за модернизацията, преди да се вземат предвид спестяванията от поддръжка.
Замяната с директен двигател
Новата машина беше монтирана директно върху хаба на вентилатора при ниска скорост, без вал, без съединител и без смазка за предавателна кутия за поддържане. Директното задвижване на охладителна кула също елиминираше проблемите с подравняването, които бяха причинили две повреди на уплътненията през предходната година. Екипът за поддръжка замени тримесечното обслужване на предавателната кутия с ежегодна проверка на лагерите, а кулата остана в експлоатация по време на топлинната вълна вместо да бъде извадена от експлоатация за ремонт.
Къде се крият разходите
Повечето разходи за кула са невидими, защото се намират в предавателната система, а не в табелката на двигателя. Директното задвижване на охладителна кула атакува тези скрити разходи, като премахва компонентите между намотката и перката, а спестяването е по-устойчиво от еднократното подобряване на ефективността само на двигателя.
Загуби в предавателната кутия и лагерите
Всеки етап на редукция губи от 1 до 3 процента, а правоъгълната кутия губи повече поради спираловидното зъбно предаване. При директното задвижване на охладителна кула вентилаторът се върти с частотата на въртене на двигателя, без редукция, така че тези точки на загуба просто изчезват. Оставащото лагерно устройство работи при по-ниска температура и по-бавно в сравнение с изходния вал на скоростна кутия, което обяснява удължаването на интервала за поддръжка. Директното задвижване на охладителна кула също премахва смазъчното масло за скоростни кутии, така че няма нужда от допълнително пълнене през лятото, няма смяна на филтър и няма риск от изтичане през уплътненията, което би замърсило резервоара отдолу. Заводът, който направи тази замяна, премахна два входа в ограничени пространства годишно от своя план за безопасност.
Триене от ремък и съединител
Ремъците се плъзгат и разтягат, а съединителите изискват подравняване; и двете губят енергия под формата на топлина и шум. Монтирането на директен двигател за охладителна кула отстранява ремъка и съединителя, така че няма нужда от настройване на напрежението и няма износващи се части за месечен преглед. Конструкцията също се опростява, тъй като дългият вал и неговите опори вече не преминават през гърлото на кулата. Директният двигател за охладителна кула почти напълно скъсява механичната предавателна верига, което намалява изискванията за подравняване и вибрациите, които преди се предаваха към рамката на кулата. По-малко части в потока въздух означава и по-малко елементи за преглеждане по време на годишната почистване.
Защо директният двигател за охладителна кула печели
Предимството е едновременно механично и електрическо: по-малко части означават по-малко загуби и по-малко повреди, докато синхронният дизайн с ниска скорост запазва висока ефективност в целия работен диапазон. Директният двигател за охладителна кула превръща сложната предавателна верига в компактна, тиха конструкция, която екипът по поддръжка на сградата може действително да обслужва.
По-малко части, по-малко загуби
Премахването на скоростната кутия, съединителя и вала отстранява няколко точки на загуба и няколко възможни начина за повреда едновременно. Така директният двигател на охладителната кула повишава надеждността, като едновременно повишава ефективността — което има по-голямо значение от показанията във ватове през една нощ. По-малко части означава също така по-малко резервни компоненти за складиране и по-малко необходимост от работа в стеснени пространства при поддръжката на басейна.
Стабилен контрол на променливата скорост
Вентилаторът рядко има нужда от пълна скорост; той следи влажната температура на околната среда и товара, така че контролът на скоростта осигурява спестяването. Директният двигател на охладителната кула, управляван от инвертор с променлива честота, регулира скоростта на вентилатора според нуждите от охлаждане, вместо да ограничава въздушния поток чрез капаци. Това поддържа басейна в зададения му диапазон, докато консумира само част от максималната мощност при умерено време, когато охладителните кули иначе губят енергия.
Специфициране и поддръжка
Преобразуването се оправдава само когато моторът с директно задвижване е съчетан правилно с вентилатора и работната задача. Твърде малък охладителен кладенец с директно задвижване прегрява при лятната максимална товарна мощност, а такъв, избран без подходящ диапазон на скоростите, не използва предимствата от регулирането; затова подборът изисква същата грижа като първоначалния двигател.
Оразмеряване на мотора с директно задвижване
Оразмерете охладителния кладенец с директно задвижване според мощността на вентилатора при проектната влажна температура на мокрото термометрично тяло, като добавите резерв, и потвърдете, че пътят за охлаждане при ниска скорост обхваща работата при умерено време. Съчетайте инвертора с намотката, за да избегнете токове през лагерите, и проверете монтажа на хаба и инерцията на ротора спрямо сборката на перките. Доставчик като Enneng Motor обикновено предлага съчетано решение за мотор и задвижване, което отговаря на работната характеристика на кулата според CTI Std 201.
Инспекция и срок на експлоатация
Следете температурата и вибрацията на лагерите на вентилатора всяка годишна четвъртина, тъй като вентилаторът продължава да натоварва ротора дори при липса на скоростна кутия. За директно задвижване на охладителна кула са необходими чист въздух за охлаждане, проверка на въртящия момент на фиксирането на хаба и изолационен тест при всяка основна спирка. Планирайте достъпа до резервоара в съответствие с правилата за затворени пространства по OSHA 29 CFR 1910.146 и следете тенденцията във вибрациите, тъй като нарастващото показание е най-ранният индикатор за повреда на хаба или лагерите. Директното задвижване на охладителна кула осигури на завода два допълнителни летни сезона в експлоатация преди първото обслужване на лагерите.
Често задавани въпроси
Въпрос: Колко енергия спестява директното задвижване на охладителна кула?
Спестяването идва от премахването на загубите в скоростната кутия, съединителите и ремъците, които често съставляват от 8 до 20 процента от електроенергията за вентилаторната система, в зависимост от старата предавателна верига. Директният двигател за охладителна кула освен това добавя регулиране на скоростта, което подрежда работата на вентилатора според нуждата от охлаждане, вместо да я ограничава. В случая с химическия завод електроенергията за вентилатора е намалена с около една пета, докато температурата в резервоара е запазена през периода на максимално натоварване през лятото.
Въпрос: Премахването на скоростната кутия подобрява ли надеждността?
Да, защото скоростната кутия е частта, която най-вероятно ще излезе от строя, ще протече или ще изисква поддръжка в предавателната верига на кулата. Директният двигател за охладителна кула премахва нея, както и съединителя и вала, поради което броят на възможните причини за повреда намалява, а интервалът между поддръжките се удължава от всеки три месеца до веднъж годишно. По-малко части означава и по-малко влизания в затворени пространства (резервоари), които трябва да се планират, което намалява безопасностната тежест върху екипа за поддръжка.
CTI Std 201 охваща приемането на топлинната производителност на охладителни кули, което определя задължението, което вентилаторът трябва да изпълни. Охладителна кула с директно задвижване трябва да се избере според тази производителност при проектна влажна температура на мокър термометър, докато IEC 60034 определя ефективността на двигателя. Използвайте и двата стандарта, за да гарантирате, че доставчикът предоставя задвижване за вентилатор, което отговаря на охладителното задължение, а не просто двигател, който пасва на стъблото.
Въпрос: Как се контролира скоростта на вентилатора?
Честотно регулируемото задвижване (VFD) нагласява охладителната кула с директно задвижване според влажната температура на мокър термометър и натоварването, така че вентилаторът работи само толкова бързо, колкото изисква нуждата от охлаждане. Това избягва дроселирането чрез капаци и поддържа водата в резервоара в желания диапазон през умерено топлите дни при само част от максималната мощност. Задайте времето за ускорение/забавяне на задвижването според инерцията на лопатките и потвърдете охлаждането при ниски скорости, за да се осигури, че инверторът остава в рамките на своите номинални параметри по време на продължителна работа с ниска скорост.
Въпрос: Какво обслужване изисква директното задвижване?
Следете температурата и вибрациите на лагерите на вентилатора всяка годишна сезона и поддържайте чист въздуха за охлаждане, тъй като вентилаторът продължава да натоварва ротора дори при липса на скоростна кутия. При директно задвижване на охладителна кула е необходимо да се извърши проверка на въртящия момент на фиксирането на хаба и изолационен тест при всяко основно спиране. Планирайте достъпа до басейна според OSHA 1910.146 и следете тенденцията във вибрациите, тъй като увеличаващото се показание сигнализира ранно напрежение в хаба или лагерите.
Въпрос: Стойността на директното задвижване на охладителна кула оправдава ли разходите за преустройство?
За кули, които работят през дълги сезони на охлаждане или са изложени на високи тарифи за енергия, елиминираните загуби и поддръжката обикновено възстановяват разходите за преустройство за няколко години. Директното задвижване на охладителна кула също намалява простоите поради повреди на скоростните кутии, което може да има по-голямо значение от спестената енергия при непрекъснат процес. Изградете модела въз основа на реалната работна задача и часовете на работа и включете спестените разходи за поддръжка на скоростната кутия в общата икономия.
EN
