چگونه موتور محرک مستقیم برج خنک‌کننده، زمان ایست‌دستگاه ناشی از خرابی گیربکس را کاهش می‌دهد

برجی که پنکه‌اش را برای روزها از دست داد

در یک plant شیمیایی در جیانگسو، پنکهٔ tower خنک‌کننده از طریق یک گیربکس زاویه‌دار به کار می‌افتاد که در طول یک فصل نشت روغن داشت و سپس در طول یک موج گرمایی یکی از بلبرینگ‌ها خراب شد. پنکه متوقف شد، ظرفیت tower کاهش یافت و plant برای سه روز تولید خود را کاهش داد تا با استفاده از یک crane، گیربکس جایگزینی را به بالای سلول منتقل کنند. پس از نصب موتور محرک مستقیم برای tower خنک‌کننده روی محور پنکه، مرحله کاهش سرعت حذف شد و توقف‌های برنامه‌ریزی‌شدهٔ گیربکس به پایان رسید؛ بنابراین پنکه در طول تابستان بعدی بدون هیچ خرابی در سیستم محرک کار کرد.

گیربکس نقطهٔ ضعف بود

گیربکس زاویه‌ی راست، گشتاور را از طریق یک مرحله‌ی سرعت منتقل می‌کند که روغن، آب‌بندی‌ها و بلبرینگ‌ها را شامل می‌شود؛ همه‌ی این قطعات در معرض هوای مرطوب و خورنده‌ی برج قرار دارند. موتور مستقیم‌ران با توربین خنک‌کننده، آن مرحله را حذف می‌کند، چون پره‌ها با سرعت موتور در محور می‌چرخند. قطعاتی که در ترن‌های قدیمی به‌صورت منظم از کار می‌افتادند، در ترن جدید وجود ندارند؛ به‌همین دلیل الگوی زمان توقف در محل بهبود یافته است.

چرا خرابی‌های گیربکس تأثیر شدیدی دارند

گیربکس در بالای برج قرار دارد که دسترسی به آن دشوار است؛ بنابراین هرگونه خرابی، پره را تا زمانی که جرثقیل و تیم تعمیراتی حضور یابند، بی‌حرکت می‌گذارد. موتور مستقیم‌ران با توربین خنک‌کننده، این معرض‌بودن را کاهش می‌دهد، چون قطعه‌ای که بیشترین احتمال خرابی را در آن مکان دارد را حذف می‌کند. وظیفه‌ی برج، دفع حرارت است و هر توقفی در چرخش پره‌ها، دمای فرآیند را مستقیماً افزایش می‌دهد؛ بنابراین هزینه‌ی خرابی، تنها هزینه‌ی قطعه‌ی جایگزین نیست، بلکه از دست‌رفتن ظرفیت خنک‌کنندگی نیز هست.

روش کار موتور مستقیم‌ران با توربین خنک‌کننده

اصول این روش، حذف مرحلهٔ سرعت‌دهی و در نتیجه حذف نقاط خرابی ناشی از آن مرحله است. موتور محرک مستقیم برج خنک‌کننده گشتاور را بدون واسطه‌ای مانند دستگاه دنده در سرعت چرخشی به پره‌ها منتقل می‌کند.

بدون مرحلهٔ کاهش سرعت، بدون تماس دنده‌ای

موتور محرک مستقیم برج خنک‌کننده برای سرعت پایین پره‌ها طراحی و پیچیده شده است؛ بنابراین هیچ دستگاه دنده‌ای بین میدان مغناطیسی و پره‌ها وجود ندارد. تماس دنده‌ای برای فرسایش وجود ندارد، روغنی برای تعویض نیست و درزگیری برای نشت به داخل مخزن زیر سلول نیز نیست. این طراحی مرحلهٔ پیچیده و مستعد خرابی را با یک مسیر مغناطیسی ساده جایگزین می‌کند که هوای برج نمی‌تواند در طول طوفان یا موج گرمایی به‌راحتی آن را غلبه کند.

گشتاور در سرعت پایین حفظ می‌شود

پنکه‌ای که گشتاور بالایی در لحظه راه‌اندازی و کشش پایداری در دورهای پایین نیاز دارد، با موتور مستقیم‌ران‌شده برج خنک‌کننده هر دو این ویژگی را بدون استفاده از گیربکس و بدون اتلاف بازده فراهم می‌کند. پنکه به‌صورت نرم شتاب می‌گیرد و بار را حتی در برابر وزش‌های ناگهانی هوا حفظ می‌کند؛ بنابراین برج وظیفه خود را حتی هنگام تغییر جهت یا سرعت هوای محیط انجام می‌دهد. سیم‌پیچ کم‌سرعت همان عاملی است که امکان جایگزینی موتور به‌جای گیربکس را فراهم می‌کند، نه اینکه موتور کنار گیربکس روی محور نصب شود.

استانداردها و نظارت

موتور مستقیم‌ران‌شده برج خنک‌کننده نیز همچنان با قوانین ماشین‌های دوار سازگان‌دار است و قانون ارتعاش برج بر پنکه نیز به‌همان اندازه‌ای که بر سایر اجزای سیستم رانش اعمال می‌شود، اعمال می‌گردد. روند راه‌اندازی و پایش عملکرد، به‌گونه‌ای است که مهندس نگهداری نیروگاه در هر شیفتی می‌تواند بهره‌برداری بهبودیافته را به‌وضوح مشاهده کند.

IEC 60034 و ISO 10816

استاندارد IEC 60034 مربوط به رده‌بندی موتور است و استاندارد ISO 10816 مناطق ارتعاشی ماشین‌آلات را بر اساس اندازه و سرعت تعیین می‌کند؛ بنابراین موتور مستقیم‌ران با برج خنک‌کننده با همان مقیاسی که برای فنی که می‌چرخاند اعمال می‌شود، ارزیابی می‌گردد. حفظ مقدار اندازه‌گیری در منطقهٔ A یا B نشان‌دهندهٔ صحت و تعادل صحیح نصب است. این استاندارد به واحد تولیدی عددی را برای پایش روند ارائه می‌دهد که پیش از آنکه خرابی در دمای فرآیند مشاهده شود، قابل تشخیص است.

بازدهی IEC 60034-30-1

استاندارد IEC 60034-30-1 رده‌های کارایی IE را تعیین می‌کند و موتور مستقیم‌ران برج خنک‌کننده‌ای که اتلاف ناشی از گیربکس را حذف می‌کند، در ناحیهٔ بالایی منحنی کارایی در نقطهٔ کار قرار می‌گیرد. هر یک از عناصر حذف‌شده — یعنی تماس دنده‌ها و لایهٔ روغن — یک درصد اتلاف انرژی را به همراه داشتند؛ بنابراین صرفه‌جویی در طول فصل خنک‌کنندگی پایدار است. این رده، رقمی قابل مقایسه را برای واحد تولیدی در برابر واحد قدیمی گیربکسی که جایگزین شده است، فراهم می‌کند.

ادامهٔ به‌کار بودن موتور مستقیم‌ران برج خنک‌کننده

مراقبت از گیربکس به موتور و نگهدارنده منتقل می‌شود، زیرا ترانسمیشن ساده‌تر نقطه ضعف را به یاتاقان منتقل می‌کند. موتور محرک مستقیم برج خنک‌کننده در صورت نصب دقیق، عملکرد بی‌صدا را در طول فصل خنک‌کنندگی در نیروگاه فراهم می‌کند.

تراز کردن و پایش یاتاقان

موتور را به‌درستی به هاب ببندید و پس از اولین چرخه حرارتی دوباره بررسی کنید، زیرا طبلنما در اثر گرم‌شدن در نور خورشید متورم می‌شود. موتور محرک مستقیم برج خنک‌کننده هیچ اتصالی ندارد که انحراف را پنهان کند، بنابراین روند ارتعاش بلافاصله خطایی را نشان می‌دهد. دمای یاتاقان را زیر نظر داشته باشید، زیرا این واحد کل بار را بدون حضور گیربکس برای تقسیم بار روی سلول برج تحمل می‌کند.

پایش ارتعاش، نه روغن

از آنجا که گیربکسی برای نمونه‌برداری وجود ندارد، نظارت به سنسورهای موتور و هاب منتقل می‌شود؛ بنابراین نیروگاه از اتاق کنترل می‌تواند یک یاتاقان گرم را شناسایی کند. موتور مستقیم‌ران‌شده برج خنک‌کننده دمای و لرزش را به سیستم ارسال می‌کند که این اطلاعات جایگزین جدید بررسی روغن است که تیم فنی بر آن متکی است. شرکت اِنِنگ موتور نقطه آزمون و حد لرزش را تأمین می‌کند تا نیروگاه روند عملکرد فن را از زمان راه‌اندازی تا خاموش‌شدن پایش کند.

موتور مستقیم‌ران‌شده برج خنک‌کننده فهرست قطعات یدکی را نیز ساده‌تر می‌کند، زیرا حذف گیربکس به معنای حذف روغن، آب‌بندی‌ها، یاتاقان‌ها و یک واحد کامل یدکی از انبار است. نیروگاه می‌تواند این سرمایه را آزاد کند و فضای انبارشده‌ای که سیستم گیربکسی نیاز داشت را نیز آزاد سازد. موتور مستقیم‌ران‌شده برج خنک‌کننده همچنان نیازمند یک یاتاقان یدکی و یک سنسور است، اما موجودی کاهش یافته و خرابی‌ای که جلوگیری از آن ممکن شده، خرابی‌ای است که پیش‌تر فن را برای روزها متوقف می‌کرد. برج در طول فصل خنک‌کنندگی به‌صورت پیوسته در دسترس باقی می‌ماند و تولیدی که محافظت می‌کند ارزشی بسیار بیشتر از قطعاتی دارد که نیروگاه دیگر در انبار نگهداری نمی‌کند.

پرسش‌های رایج

حذف جعبه دنده چگونه زمان ایست‌کردن را کاهش می‌دهد؟

موتور مستقیم‌ران با تاور خنک‌کننده، مرحله کاهش‌دهنده و روغن، آب‌بندها و یاتاقان‌های مربوط به آن را حذف می‌کند؛ این قطعات بودند که به‌صورت منظم از کار می‌افتند. با عدم وجود دنده‌ای برای فرسایش و مخزنی برای نشت، توقف‌های برنامه‌ریزی‌شده جعبه دنده پایان می‌یابد. پره همچنان روی محور باقی می‌ماند، بنابراین تاور ادامه می‌دهد در دفع حرارت، نه اینکه در اوج بار، منتظر بالابر در بالای سلول بماند.

آیا پره مستقیم‌ران از بازدهی خود می‌کاهد؟

خیر، بلکه کمی بازدهی آن افزایش می‌یابد. هر یک از تماس دنده‌ها و لایه روغن، مقداری از تلفات را به‌همراه داشتند و موتور مستقیم‌ران تاور خنک‌کننده گشتاور را بدون این مراحل انتقال می‌دهد. صرفه‌جویی در هر ساعت کوچک است، اما در طول فصل خنک‌کنندگی که دستگاه به‌صورت مداوم کار می‌کند، پایدار است. استاندارد IEC 60034-30-1 این واحد را در بالاترین رده IE در نقطه کاری پره قرار می‌دهد.

آیا نظارت بر ارتعاش همچنان ضروری است؟

بله. استاندارد ایزو ۱۰۸۱۶ همچنان اعمال می‌شود و موتور مستقیم‌ران با تاور خنک‌کننده بر اساس همان مناطق ارتعاشی که برای فن تعیین شده‌اند، ارزیابی می‌گردد. از آنجا که روغن گیربکسی برای نمونه‌برداری وجود ندارد، نیروگاه به جای آن دما و ارتعاش را از طریق سنسورها پایش می‌کند. روند تغییرات (ترند) اکنون معیار جدید بررسی است و نشان‌دهندهٔ عیبی است که پیش از اینکه فرآیند افزایش دمای ناشی از تاور را احساس کند، قابل تشخیص می‌باشد.

موتور چگونه روی هاب نصب می‌شود؟

موتور مستقیم‌ران تاور خنک‌کننده را دقیقاً روی هاب فن بپیچید و پس از اولین چرخه حرارتی، هم‌ترازی را دوباره بررسی کنید؛ زیرا درام با افزایش دما متورم می‌شود. هیچ اتصال انعطاف‌پذیری برای جذب خطاهای جزئی وجود ندارد، بنابراین نصب باید دقیق انجام شود. یک ساعت زمان برای هم‌ترازی صرف کنید؛ زیرا این عمل، تعیین‌کنندهٔ عملکرد بی‌صدا و آرامی است که طراحی در محل نصب وعده داده است.

پس از برداشتن، چه نگهداری‌هایی باقی می‌ماند؟

تغییر روغن‌ها و بررسی‌های توری حذف می‌شوند و تنها قطعه‌ای که ساییدگی دارد، یاتاقان است که از اتاق کنترل به‌صورت آنلاین نظارت می‌شود. موتور حرکت مستقیم برج خنک‌کننده نیازمند هوای خنک‌کننده پاک و روند ارتعاش است، نه یک تیم مخصوص گیربکس. نیروگاه جدول زمانی توقف‌های دوره‌ای را با یک خط سنسور عوض می‌کند که خطا را پیش از اینکه فن در سلول متوقف شود، نشان می‌دهد.

کدام استاندارد افزایش بازدهی را اثبات می‌کند؟

استاندارد IEC 60034-30-1 کلاس‌های IE را تعیین می‌کند و حذف تلفات گیربکس موتور حرکت مستقیم برج خنک‌کننده را در بالاترین بازهٔ کلاس در نقطهٔ کار قرار می‌دهد. این استاندارد عددی قابل مقایسه در برابر واحد قدیمی گیربکسی ارائه می‌دهد، بنابراین صرفه‌جویی در بازرسی مشخص می‌شود. موتور اننِنگ طبق این کلاس تست می‌شود و میزان تلفات را در سرعت واقعی فن برای پرونده ثبت می‌کند.