Как системата с директно задвижване за охладителни кули се адаптира към сезонните големи колебания в охладителната товарна мощност на промишлената инсталация

Промишлените производствени комплекси разчитат на големи инсталации на охладителни кули, за да отвеждат масивните топлинни натоварвания, генерирани от турбини за производство на електроенергия, колони за химическа дестилация и металургични пещи. Тъй като атмосферната температура и обемите на производството в завода се променят рязко между изгарящите лятни върхове и замръзващите зимни условия, необходимият въздушен поток през охладителните кули варира в широк динамичен диапазон. Обикновените задвижващи системи за охладителни кули – които използват високоскоростни асинхронни двигатели, дълги предавателни валове, междинни скоростни редуктори и ремъчни предавки – имат ниска механична ефективност и високи разходи за поддръжка при променливи работни режими. Модернизирането към директно задвижване на охладителни кули чрез двигателна система представлява елегантно електромеханично решение, което съгласува скоростта на вентилатора с сезонната топлинна потребност.

Механични недостатъци на задвижващите системи за охладителни кули с предавки

Уязвимости на многокомпонентните задвижващи системи във влажни затворени пространства: Вентилаторите на охладителните кули работят в сурови среди, характеризиращи се с непрекъснато пръскане на вода, висока влажност, химични добавки за обработка и корозивни изпарения. Традиционните задвижващи системи разполагат стандартен електродвигател извън влажния въздушен поток или върху конструктивни греди, като го свързват с хаба на вентилатора чрез дълги предавателни валове, гъвкави муфти и ъглови редуктори. Тези механични компоненти създават значителни точки на отказ. Уплътненията на редукторите бързо се деградират при постоянното топлинно циклиране и потапяне във вода, което води до проникване на вода в смазочното масло на редуктора, заклещване на лагерите и образуване на ямички по зъбите на шестерните колела. Предавателните валове с гъвкави муфти изискват трудоемка лазерна центровка и страдат от деградация на баланса поради натрупване на водорасли и конструктивно потъване.

Тежки сезонни енергийни загуби и загуби при работа на празен ход: Натоварването за охлаждане по своята същност е нелинейно. През лятното следобедно време вентилаторите за охлаждане трябва да работят с пълна скорост, за да се поддържат температурите на кондензация. През зимата или по време на нощни смени необходимият масов разход на въздух намалява с 40 % до 70 %. Когато конвенционалните системи използват асинхронни двигатели с една скорост, регулирането на въздушния поток може да се осъществи само чрез включване и изключване на двигателя или чрез коригиране на ъгъла на наклон на лопатките по време на сезонни спирания. Честото директно стартиране на двигателя предизвиква токове, които са шест до осем пъти по-високи от номиналните, което напряга електрическото комутационно оборудване и причинява механични ударни въртящи моменти върху лопатките на вентилатора. При работа с ограничена скорост чрез стандартни ремъчни или зъбчати предавки триенето в механичната предавка губи значително количество енергия дори при частични скорости. За преодоляване на тези поддръжни усложнения, ENNENG предлага напреднали Директен двигател за охладителна кула решения в мощностен диапазон от 5 kW до 5 MW и работни напрежения от 110 V до 690 V, монтирани директно върху стъблото на вентилатора без междинни редуктори.

Директно задвижване с постоянните магнити, аеродинамичен и електрически контрол

Елиминиране на механичните загуби чрез директно свързване на вала: Системата за директно задвижване на охладителна кула е монтирана непосредствено под работното колело на вентилатора в изпускателния канал на кулата. Чрез използване на архитектура на синхронен двигател с постоянни магнити с изключително висок въртящ момент и ниска скорост системата задвижва непосредствено хаба на вентилатора, без ъглови предавки, предавателни валове, ремъци или подпорни лагери. Елиминирането на промеждутъчните механични предавателни елементи увеличава механичната ефективност на трансмисията с 8 % до 15 %. Механичното триене, шумът от зацепване на зъбите на предавките и люфтовете в предаването се премахват напълно, което създава оптимизиран аеродинамичен профил, намаляващ статичното налягане на въздуха в цилиндъра на вентилатора.

Динамично сезонно регулиране на скоростта чрез инвертори с ориентация по полето: Комбинацията от постояннотоков двигател с директен привод за охладителна кула ENNENG и интелигентен променливочестотен преобразувател осигурява непрекъснато, стъпално регулиране на скоростта в диапазона от 10 % до 100 % от номиналните обороти. При студени зимни условия системата за управление намалява скоростта на вентилатора, за да поддържа точно целевата температура на водата в резервоара, което значително намалява електрическото потребление в съответствие със законите за подобие на вентилаторите (според които мощността, необходима за вентилатора, варира пропорционално на куба от скоростта). Когато изискванията за охлаждане на обекта намалеят с 30 %, електрическата мощност, консумирана от вентилатора, спада с повече от 60 %. Освен това възможността за обратно въртене при ниски скорости позволява на операторите да пускат вентилаторите в обратна посока по време на зимни периоди с температури под нулата, за да размразяват безопасно входните решетки, без механични удари.

Стандарти за съответствие с изискванията към околната среда и протоколи за поддръжка през зимата

Съответствие със стандартите на CTI, ISO 10816 и класификационните оценки за проникване според IEC: Индустриалните инсталации за охлаждане трябва да отговарят на строгите инженерни насоки, установени от Института по технологии за охлаждане (CTI). Директно задвижваните постоянномагнитни двигатели ENNENG отговарят на експлоатационните стандарти на CTI и се придържат към класовете за защита срещу проникване според IEC 60034-5 — IP66 или IP67; те са оборудвани със специализирани многоуровневи лабиринтни уплътнения за валовете и клас H намотки с непоемаща влага изолация, за да се противодейства на проникването на влага. Динамичното балансиране на ротора отговаря на ISO 1940-1, клас G2.5, което минимизира вибрациите с ниска честота, способни да повредят фанерните лопатки на вентилатора. Вградени са електрически щетки за заземяване, за безопасно отвеждане на токовете върху вала, предизвикани от инвертора, и така се предпазват лагерите на двигателя от износване по тип „флути“.

Процедури за монтаж и профилактична поддръжка:

• Сезонен контрол на зимната подготовка: Програмиране на минималните работни скорости на инвертора, за да се предотврати пълното замръзване, като се избягва ненужното високоскоростно въртене на вентилатора през зимата.
• Интеграция на обратния режим за размразяване: Конфигуриране на автоматизирани последователности от бавно обратно въртене (обикновено при 15 % до 20 % от скоростта в продължение на 15 минути), за да се стопли въздушният входен капак по време на работа при температури под точката на замръзване.
• Инспекция на уплътнението на вала и на кондензацията: Потвърждаване, че вътрешните нагревателни елементи за предотвратяване на кондензацията се активират автоматично при изключване на двигателя, за да се предотврати натрупването на влага в статорната кухина.
• Регистриране на вибрационния спектър: Провеждане на вибрационни проверки два пъти годишно според ISO 10816-3, за да се потвърди, че аеродинамичното равновесие на лопатките на вентилатора остава в рамките на проектните ограничения.

Свържете се с нас

Съвременното модернизиране на индустриални охладителни кули с директно задвижвани системи с постоянни магнити осигурява значителна икономия на електроенергия и елиминира повтарящото се поддръжане на скоростни кутии. Техническите специалисти в ENNENG подпомагат индустриални предприятия, рафинерии и търговски HVAC-обекти чрез комплексни ретрофит проекти за охладителни кули, изчисления на въздушен поток и подбор на двигатели. Свържете се с нашия инженерен екип по охлаждане, за да оцените решенията с директно задвижвани двигатели за охладителните кули на вашето предприятие:

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

F АК

В: Как директно задвижван двигател за охладителна кула издържа 100% влажност вътре в изпускателния стълб?

О: Директно задвижваният двигател за охладителна кула използва напълно затворен корпус със степен на защита IP66 или IP67, запечатан с двойни устни лабиринтни уплътнения от флуороеластомер. Статорните намотки са обработени с многократно потапяне във вакуумно-налятата (VPI) смола клас H, устойчива на влага, а вградените нагреватели за кондензация поддържат вътрешната въздушна камера суха по време на зимните периоди на спиране.

В: Защо директното задвижване осигурява по-висока икономия на енергия при сезонни промени в натоварването?

А: Освен елиминирането на механичните загуби поради триене в скоростни кутии и кардани, които варират от 8 % до 15 %, постояннотоковите мотори с директно задвижване запазват висока електрическа ефективност дори при много ниски обороти. Чрез използване на честотен регулатор, който следи влажната температура на околната среда, скоростта на вентилатора намалява през по-хладните месеци, като това рязко намалява електрическата мощност според законите за подобието на вентилаторите.

В: Може ли системата за директно задвижване на охладителна кула да бъде инсталирана върху съществуващи кули?

А: Да, постояннотоковите мотори с директно задвижване са проектирани със стандартни геометрии на монтажни фланци, предназначени за директна замяна на ъгловите редуктори върху съществуващи структурни вратила или стоманени носещи греди. Тази готовност за директна замяна елиминира необходимостта от обширно преструктуриране на сградата по време на планови спирания на производството.