Un turn care consuma energie
O uzină chimică folosea un ventilator de 75 kW pentru turnul de răcire, antrenat printr-o reductoare cu angrenaj în unghi drept și un arbore lung de antrenare. Reductoarea consuma aproximativ 8% din puterea motorului datorită pierderilor proprii, iar cuplajul adăuga și mai multe pierderi. Înlocuirea întregului sistem cu o soluție de antrenare directă pentru turnul de răcire, montată direct pe butucul ventilatorului, a eliminat complet reductoarea, iar uzina a redus consumul de electricitate al sistemului de ventilare cu aproximativ o cincime, menținând temperatura din bazin la valoarea setată chiar și în perioada de vârf estivă.
Reductoarea care consuma energie
Cutia de viteze avea nevoie de ulei, de aliniere și de monitorizare a vibrațiilor la fiecare trei luni, iar fiecare etapă de reducere consuma putere sub formă de căldură în ulei. Un antrenaj direct pentru turnul de răcire elimină aceste etape, astfel încât wații care anterior încălzeau uleiul din cutia de viteze acum rotesc ventilatorul. Pe durata unei perioade de răcire, energia recuperată a acoperit o parte vizibilă din costul conversiei, chiar înainte ca economiile legate de întreținere să fie înregistrate în contabilitate.
Înlocuirea cu antrenaj direct
Noua mașină a fost montată direct pe butucul ventilatorului, la viteză redusă, fără arbore, fără cuplaj și fără ulei pentru cutia de viteze de gestionat. Un antrenaj direct pentru turnul de răcire a eliminat și problemele de aliniere care cauzaseră două defectări ale etanșărilor în anul anterior. Echipa de întreținere a înlocuit serviciul trimestrial al cutiei de viteze cu o verificare anuală a rulmenților, iar turnul a rămas în funcțiune în timpul valului de căldură, în loc să fie scos din uz pentru reconstrucție.
Unde se ascund costurile
Costul major al turnului este invizibil, deoarece se află în transmisie, nu pe plăcuța indicatoare a motorului. Un sistem de acționare directă pentru turnul de răcire atacă această cheltuială ascunsă eliminând componentele dintre înfășurare și pale, iar economiile sunt mai stabile decât o îmbunătățire unică a eficienței doar la nivelul motorului.
Pierderi datorate reductorului și rulmenților
Fiecare treaptă de reducere pierde 1–3 procente, iar un reductor cu axe perpendiculare pierde și mai mult din cauza angrenajului elicoidal. Un sistem de acționare directă pentru turnul de răcire antrenează ventilatorul la viteza motorului, fără reducere, astfel încât aceste puncte de pierdere dispar pur și simplu. Rulmentul rămas funcționează la temperatură mai scăzută și mai lent decât arborele de ieșire al reductorului, motiv pentru care intervalul de întreținere se prelungește. Un sistem de acționare directă pentru turnul de răcire elimină, de asemenea, uleiul pentru reductor, astfel încât nu mai este necesară completarea în vară, nici schimbarea filtrului, nici riscul de scurgere prin etanșare care ar putea pune în pericol bazinul de dedesubt. Instalația care a efectuat această înlocuire a eliminat două intrări în spații confinate pe an din planul său de siguranță.
Rezistența transmisiei prin curea și cuplaj
Curele alunecă și se întind, cuplajele necesită aliniere, iar ambele disipă energie sub formă de căldură și zgomot. Montarea directă a turnului de răcire elimină curelele și cuplajele, astfel încât nu mai este necesară reglarea tensiunii și nu există piese supuse uzură care să fie verificate lunar. Structura devine, de asemenea, mai simplă, deoarece arborele lung și suporturile acestuia nu mai traversează gâtul turnului. Montarea directă a turnului de răcire scurtează lanțul mecanic aproape la zero, ceea ce reduce toleranța de aliniere și vibrațiile care anterior se transmiteau în structura turnului. Mai puține piese în fluxul de aer înseamnă, de asemenea, mai puțin de inspectat în timpul curățării anuale.
De ce montarea directă a turnului de răcire este superioară
Avantajul este simultan mecanic și electric: mai puține piese înseamnă mai puține pierderi și mai puține defecțiuni, în timp ce o construcție sincronă cu viteză redusă menține un randament ridicat pe întreaga gamă de sarcini. Montarea directă a turnului de răcire transformă un lanț de antrenare dezordonat într-un ansamblu compact și liniștit, pe care echipa de întreținere îl poate efectiv menține.
Mai puține piese, mai puține pierderi
Eliminarea cutiei de viteze, cuplajului și arborelui elimină mai multe puncte de pierdere și mai multe moduri de defectare într-o singură acțiune. Un sistem de antrenare directă pentru turnul de răcire sporește, astfel, fiabilitatea, la fel cum sporește și eficiența, ceea ce contează mai mult decât valoarea în wați înregistrată într-o singură noapte. Mai puține componente înseamnă, de asemenea, mai puține piese de schimb de stocat și mai puține intervenții în spații înguste necesare pentru lucrările efectuate în bazin.
Control stabil cu viteză variabilă
Ventilatorul rareori are nevoie de viteză maximă; acesta urmărește temperatura de bulbi umedi din mediul înconjurător și sarcina, iar controlul vitezei realizează economiile. Un sistem de antrenare directă pentru turnul de răcire, comandat de un variator de frecvență, reglează viteza ventilatorului în funcție de nevoia de răcire, în loc să restricționeze debitul de aer cu jaluzele. Acest lucru menține bazinul în intervalul său de funcționare, consumând doar o fracțiune din puterea maximă în perioadele de vreme blândă, când turnurile risipesc altfel energie.
Specificare și întreținere
Conversia este rentabilă doar atunci când motorul cu antrenare directă este potrivit pentru ventilator și pentru regimul de funcționare. Un sistem de antrenare directă pentru turnuri de răcire dimensionat prea mic se suprîncălzește în perioada de vârf estivă, iar unul dimensionat fără a lua în considerare intervalul de viteze risipește avantajul controlului; astfel, selecția necesită aceeași atenție ca și cea a trenului original.
Dimensionarea motorului cu antrenare directă
Dimensionați sistemul de antrenare directă pentru turnuri de răcire în funcție de puterea ventilatorului la umiditatea relativă maximă de proiectare, cu o marjă de siguranță, și verificați dacă traseul de răcire la turație redusă acoperă funcționarea în condiții meteorologice blânde. Potriviți invertorul cu înfășurarea pentru a evita curenții prin lagăre și verificați montajul pe butuc și inerția rotorului în raport cu ansamblul de pale. Un furnizor precum Enneng Motor oferă, de obicei, o propunere integrată de motor și variator care respectă regimul de performanță CTI Std 201 al turnului.
Inspecție și durată de viață
Monitorizați temperatura și vibrația rulmenților în fiecare anotimp, deoarece ventilatorul încarcă totuși rotorul chiar și fără reductor. Un sistem Cooling Tower Direct Drive necesită aer de răcire curat și verificarea cuplului de fixare al bușonului, precum și un test de izolație la fiecare oprire majoră. Planificați intrarea în bazin conform regulilor OSHA 29 CFR 1910.146 privind spațiile închise, și păstrați înregistrarea tendinței vibrațiilor, deoarece o creștere a valorii măsurate este cel mai timpuriu semn de deteriorare a bușonului sau a rulmenților. Sistemul Cooling Tower Direct Drive a oferit uzinei două veri suplimentare de funcționare înainte ca prima întreținere a rulmenților să devină necesară.
Întrebări frecvente
Întrebare: Câtă energie economisește un sistem Cooling Tower Direct Drive?
Economia provine din eliminarea pierderilor datorate cutiei de viteze, cuplajului și transmisiei prin curea, care reprezintă adesea 8–20 % din consumul de electricitate al sistemului de ventilatoare, în funcție de vechimea instalației. Un antrenaj direct pentru turnul de răcire oferă, de asemenea, comandă cu viteză variabilă, care reglează turația ventilatorului în funcție de nevoia reală de răcire, în loc să o limiteze artificial. În cazul uzinei chimice, consumul de electricitate al ventilatorului s-a redus cu aproximativ o cincime, menținând în același timp temperatura apei din bazin în perioada de vârf estivă.
Întrebare: Eliminarea cutiei de viteze îmbunătățește fiabilitatea?
Da, deoarece cutia de viteze este componenta cea mai predispusă la defectare, scurgere și necesită întreținere într-o instalație de turn de răcire. Un antrenaj direct pentru turnul de răcire elimină această componentă, împreună cu cuplajul și arborele, astfel încât numărul de moduri de defectare scade, iar intervalul dintre intervențiile de întreținere se prelungește de la trimestrial la anual. Mai puține componente înseamnă, de asemenea, mai puține intrări în spații confinate (în bazin), ceea ce reduce sarcina de siguranță asupra echipei de întreținere.
CTI Std 201 acoperă acceptarea performanței termice a turnurilor de răcire, care stabilește sarcina pe care ventilatorul trebuie să o îndeplinească. Un sistem de antrenare directă pentru turnuri de răcire trebuie selectat în funcție de această performanță la umiditatea relativă proiectată, în timp ce IEC 60034 reglementează eficiența motorului. Faceți referire la ambele standarde, astfel încât furnizorul să livreze un sistem de antrenare pentru ventilator care îndeplinește sarcina de răcire, nu doar un motor care se potrivește butucului.
Întrebare: Cum se controlează viteza ventilatorului?
Un variator de frecvență reglează sistemul de antrenare directă pentru turnuri de răcire în funcție de umiditatea relativă ambientală și de sarcină, astfel încât ventilatorul funcționează doar la viteza necesară pentru răcire. Acest lucru evită strangularea prin jaluzele și menține nivelul apei în bazin în intervalul stabilit în zilele blânde, consumând o fracțiune din puterea maximă. Setati rampa variatorului în funcție de inerția palelor și verificați răcirea la viteză redusă, astfel încât invertorul să rămână în limitele nominale în timpul funcționării prelungite și blânde.
Întrebare: Ce întreținere necesită antrenarea directă?
Monitorizați temperatura și vibrația rulmenților în fiecare anotimp și mențineți aerul de răcire curat, deoarece ventilatorul încarcă totuși rotorul chiar și fără reductor. Un sistem de antrenare directă pentru turnuri de răcire necesită verificarea cuplului de fixare a buclei și un test de izolație la fiecare oprire majoră. Planificați intrarea în bazin conform OSHA 1910.146 și urmăriți tendința de vibrație, deoarece o creștere a valorii indică în stadiu incipient o deteriorare a buclei sau a rulmenților.
Întrebare: Merită costul conversiei la un sistem de antrenare directă pentru turnuri de răcire?
Pentru turnurile care funcționează pe perioade lungi de răcire sau care se confruntă cu tarife energetice ridicate, pierderile eliminate și întreținerea redusă acoperă de obicei costul conversiei în câțiva ani. Un sistem de antrenare directă pentru turnuri de răcire reduce, de asemenea, timpul de nefuncționare cauzat de defecțiunile reductoarelor, ceea ce poate avea un impact mai mare decât economiile de energie într-un proces continuu. Construiți modelul pe baza sarcinii reale și a numărului real de ore de funcționare și includeți în calculul economiilor serviciile evitate pentru reductoare.
EN
