Как директно задвижван двигател за охладителна кула реагира на сезонните колебания в охладителната мощност на производствени предприятия

За производствен завод охладителната кула рядко работи при една постоянна работна точка през цялата година. Производствените графици се променят, температурата на влажния термометър на околната среда варира, а търсенето от страна на чилърите може рязко да нарасне по време на горещите периоди и след това отново да намалее през преходните сезони. Системата за охладителна кула с директно задвижване осигурява на вентилатора директен, променливоскоростен отговор на тези промени. Вместо да предава мощността на двигателя чрез скоростна кутия, вал, спойки и свързани с тях лагери, двигателят задвижва вентилатора с точно тази скорост, която изисква управляващата последователност.

Полезното въпрос е не дали вентилаторът с директно задвижване трябва да работи на една фиксирана ниска скорост. Въпросът е дали моторът, вентилаторът, кулата, контурът за кондензаторна вода и чилърът на охладителната кула с директно задвижване се управляват като една система. Отговорът влияе върху енергийната употреба, температурата на изходящата вода, шума, механичното износване и способността на централата да се възстанови при настъпване на лятната товарна нагрузка.

Защо сезонните промени в охладителната товарна нагрузка променят профила на работа на вентилатора

Охладителната нужда се променя по две причини едновременно. Вътрешното топлинно натоварване може да варира в зависимост от обема на производството, докато влажнобулбовите условия навън променят способността на кулата да отвежда топлина. При по-хладно време същата кула често може да постигне целевата температура на изходящата кондензаторна вода с по-малко въздушен поток. През горещ и влажен производствен ден може да се изисква повече въздушен поток, за да се поддържа тази целева температура и да се запази производителността на чилъра.

Затова скоростта на табелката сама по себе си е слаб критерий за избор. Промяната, която променя начина, по който се специфицира моторът на охладителна кула, е осъзнаването, че максималната ефективност при номинална товарна мощност има значение само ако централата действително работи значимо дълго време при тази мощност. Много централи работят при широк спектър от товарни условия, особено по време на пускане в експлоатация, през уикендите, при сезонни преходи и при стадии на промени в производството.

Как моторът с директно задвижване на охладителна кула следва товара

Той получава команда за скорост, а не фиксирана механична предавателна част

При типична променлива-скоростна конфигурация контролерът сравнява измерена технологична величина — най-често температурата на изходящата кондензаторна вода или координирана зададена стойност за централата — с целевата стойност. След това преобразувателят регулира директно задвижване на охладителна кула скоростта в рамките на определените граници на работа. По-ниският спрос може да изисква по-ниска скорост на вентилатора; повишаването на температурата на водата или по-високият спрос към чилъра може да изисква по-висока скорост.

Постоянно-магнитният, нискоскоростен характер на директното задвижване е релевантен тук, защото е предназначен да осигурява вентилаторен въртящ момент без използване на редуктор. Премахването на тези компоненти не отменя необходимостта от прецизна логика за управление, но премахва няколко механични елемента, които иначе трябва да издържат многократни сезонни пускове, промени в скоростта, изисквания за смазка, проверки на подравняването и излагане на влажна среда.

То използва връзката между вентилатора и неговата производителност – в рамките на реални ограничения

За вентилатор, работещ в подходящ диапазон, въздушният поток се променя приблизително пропорционално на скоростта на вентилатора, докато мощността на вентилатора се променя приблизително с куба на скоростта. Тази връзка обяснява защо умереното намаляване на скоростта може значително да намали енергийното потребление на вентилатора при частична натовареност. Това е принцип за планиране, а не гаранция за спестявания на конкретен обект: действителните резултати зависят от характеристиката на кулата, избора на вентилатора, температурата в басейна, пътя на въздушния поток, технологичната нужда и последователността на управлението.

През пролетта или есента система с директен двигател за охладителна кула може да поддържа необходимата температура на водата при по-ниска скорост на вентилатора, отколкото през лятото. Двигателят сам по себе си не „спестява енергия“; той позволява на системата да избягва генерирането на повече въздушен поток, отколкото изисква задачата по отвеждане на топлината.

Режим на работа по сезони в производствен завод

При ниско натоварване практическият проблем често е стабилността на управлението, а не мощността на двигателя. Ако минималната команда е зададена твърде ниско, подаването на въздух може да стане ненадеждно, изискванията за охлаждане на двигателя може да не бъдат спазени или системата може да „ловува“ около целевата температура. Ако е зададена твърде високо, инсталацията губи част от енергийната ефективност при частично натоварване. Правилната минимална скорост трябва да се определи въз основа на документацията за двигателя и инвертора, поведението на вентилатора, съображенията за обработка на водата и ограниченията на производителя на кулата — а не от произволен процент.

Контролни точки, които осигуряват полезен сезонен отклик

Aдиректно задвижване на охладителна кула  реагира най-надеждно, когато екипът по управление дефинира какво трябва да отговаря и с каква скорост може да реагира. Добре структурирана последователност обикновено включва следните точки:

• Основна обратна връзка: Използвайте потвърдената температура на излизащата вода или сигнал за оптимизация на ниво централа вместо ръчно зададена сезонна скорост.
• Минимална и максимална скорост: Задайте тези стойности въз основа на потвърдените ограничения за мотора, преобразувателя, вентилатора, кулата и водната система.
• Мъртва зона и скорост на промяна: Избягвайте бързи колебания в скоростта, причинени от шум в сензорите или краткотрайни технологични смущения.
• Стадиране на клетки: Определете кога да се добави вентилаторна клетка, кога да се намали скоростта на няколко клетки и кога една клетка трябва да работи с по-висока мощност. Няколко вентилатора с ниска скорост не са автоматично оптимални за всяка централа.
• Взаимодействие с чилърите: Анализирайте общата консумация на електроенергия на централата, а не само на вентилаторите на кулата. По-ниска скорост на кулата може да намали енергопотреблението на вентилаторите, но да повиши температурата на кондензаторната вода достатъчно, за да увеличи енергопотреблението на чилърите.
• Защита при ниски температури: Включете логика за защита от замръзване и управление на резервоара там, където климатичните условия и конструкцията на кулата изискват това.

Тази последна точка често се пропуска. Оценката на вентилаторния двигател изолирано може да доведе до технически коректна спецификация на двигателя, която обаче все още показва слаби резултати на нивото на цялата инсталация. Оперативната цел е минималната разумна обща енергийна употреба при запазване на процесното охлаждане и ограниченията за оборудването под контрол.

Какви промени внася директното задвижване в плановете за поддръжка

Сезонните колебания в натоварването също разкриват механични слабости. Обичайната вентилаторна трансмисия може да включва скоростна кутия, предавателен вал, еластични муфти и опорни лагери. При директното задвижване на охладителна кула се отстранява механичната редукционна трансмисия между двигателя и вентилатора, поради което вниманието при поддръжката се насочва към електрическото състояние, монтирането на двигателя, балансирането на вентилатора, вибрациите, закрепващите елементи, обратната връзка от контролите и конструкцията на кулата.

Това не означава, че поддръжката става по избор. Преди сезона с високо натоварване екипът на завода трябва да анализира вибрациите, да провери състоянието на вентилаторите, да потвърди калибрирането на сензорите, да провери алармите на задвижката и логиката за заобикаляне, както и да тества отговора при контролирано променяне на температурата. След като се вземат предвид намаляването на мощността поради високата температура на околната среда, условията в корпуса и ограниченията за въздушния поток на обекта, номиналната мощност, посочена на табелката на двигателя, може да изглежда различна от тази, която инсталацията трябва да осигурява непрекъснато на място.

Кога да включите доставчика на двигатели и системи за управление

Включете инженерна поддръжка, когато фабриката променя диаметъра на вентилатора, запълването на кулата, конфигурацията на скоростната кутия, настройките на задвижката, стадирането на клетките или целевите температури на експлоатация. Доставчикът трябва да прегледа действителния профил на натоварването, инерцията на вентилатора, необходимия въртящ момент при ниски скорости, околната среда в корпуса, температурата на заобикалящата среда, интерфейса за монтиране и съвместимостта със задвижката. За директно задвижван двигател двигателът и честотно-регулируемата задвижка трябва да се разглеждат като съгласувана работна система, особено когато сезонното намаляване на мощността е централна част от енергийната стратегия.

Enneng се фокусира върху проектирането на двигатели с постоянни магнити и консултации, специфични за приложението. За фабрики, които оценяват директно задвижване на охладителна кула, полезно техническо обсъждане започва с измерени експлоатационни данни — не само номиналните киловатове — включително история на скоростта на вентилатора, температури на кондензаторната вода, производствени графици, условия на мястото и желаната последователност на управление.

Ако оценявате търговски постоянни магнитни двигатели за продан и имате нужда от инженерно проектирано задвижване, което гарантира ефективност и дълготрайност, ENNENG е вашият доверен партньор. Свържете се с ENNENG днес .Поговорете с нашия технически инженерен екип, за да получите персонализирано предложение за задвижване.

• Уотсап: +86 18562780228
• Имейл:  [email protected]
• Телефон:  +86 532 66000559