Veža, ktorá požierala energiu
Chemická továreň prevádzkovala ventilátor chladiacej veže s výkonom 75 kW cez pravouhlú prevodovku a dlhý hriadeľ. Prevodovka spotrebovala približne 8 percent výkonu motora na vlastné straty a spojka pridala ďalšie straty. Nahradenie celej sústavy priamym pohonom chladiacej veže namontovaným priamo na stredový disk ventilátora odstránilo prevodovku úplne, čím sa elektrická spotreba systému ventilátora znížila približne o pätinu, pričom teplota v bazéne sa udržala na nastavenej hodnote aj počas letnej špičky.
Prevodovka, ktorá strácala energiu
Prevodovka potrebovala olej, zosúladenie a štvrťročné sledovanie vibrácií, pričom každá stupeň redukcie spotreboval výkon vo forme tepla v oleji. Priame pohánanie vežou na chladenie odstraňuje tieto stupne, takže watty, ktoré predtým ohrievajú olej v prevodovke, teraz otáčajú ventilátor. Počas chladiczej sezóny sa obnovená energia započítala do nákladov na premenu viditeľnou sumou, ešte predtým, než sa do účtovnej knihy započítali úspory z údržby.
Výmena za priame pohánanie
Nový stroj sa priamo pripevnil k centrálnej časti ventilátora pri nízkej rýchlosti, bez hriadeľa, bez spojky a bez prevodového oleja, ktorý by bolo potrebné spravovať. Priame pohánanie vežou na chladenie tiež odstránilo problémy so zosúladením, ktoré spôsobili dve poruchy tesnení v predchádzajúcom roku. Údržbový tím vymenil štvrťročnú údržbu prevodovky za ročnú kontrolu ložísk a veža zostala v prevádzke počas vlny horúčav, namiesto toho, aby bola vyradená kvôli rekonštrukcii.
Kde sa skrývajú náklady
Väčšina nákladov na vežu je neviditeľná, pretože sa nachádza v pohonnej sústave, nie na štítku motora. Priame pohánanie chladiacej veže (Cooling Tower Direct Drive) útočí na tieto skryté náklady odstránením súčiastok medzi vinutím a lopatkou, pričom úspora je trvalejšia ako jednorazové zvýšenie účinnosti samotného motora.
Straty v prevodovke a ložiskách
Každá stupeň prevodu spôsobuje straty 1 až 3 percentá, pričom pravouhlá prevodovka má vyššie straty kvôli špirálovému ozubeniu. Priame pohánanie chladiacej veže (Cooling Tower Direct Drive) otáča ventilátorom pri otáčkach motora bez akéhokoľvek prevodu, takže tieto body strát jednoducho zmiznú. Zostávajúce ložisko sa prevádzkuje chladnejšie a pomalšie ako výstupná hriadeľ prevodovky, čo je dôvod, prečo sa predĺži interval údržby. Priame pohánanie chladiacej veže (Cooling Tower Direct Drive) tiež odstraňuje olej z prevodovky, takže nie je potrebné dopĺňať ho v lete, meniť filter ani sa obávať úniku cez tesnenie, ktorý by mohol zašpiniť bazén pod vežou. Závod, ktorý uskutočnil túto výmenu, vyradil z plánu bezpečnosti dve vstupy do priestorov s obmedzeným prístupom ročne.
Trecie straty remeňa a spojky
Pásy sa prešmykujú a natiahnu, spojky vyžadujú zarovnanie a obe uvoľňujú energiu vo forme tepla a hluku. Montáž priameho pohonu chladiacej veže odstraňuje pás aj spojku, takže nie je potrebné nastavovať napätie a každý mesiac sa nemusia skúšať žiadne opotrebovateľné súčasti. Konštrukcia sa tiež zjednodušuje, pretože dlhý hriadeľ a jeho podpery už neprechádzajú cez hrdlo veže. Priamy pohon chladiacej veže skracuje mechanický prenos takmer na nulu, čím sa zníži požiadavka na presné zarovnanie a vibrácie, ktoré sa predtým prenášali do rámu veže. Menej súčastí v prúde vzduchu znamená tiež menej položiek na kontrolu počas ročnej údržby.
Prečo priamy pohon chladiacej veže zvíťazí
Výhoda je zároveň mechanická aj elektrická: menej súčastí znamená menej straty a menej porúch, zatiaľ čo nízkorotový synchrónny dizajn udržiava vysokú účinnosť počas celého prevádzkového rozsahu. Priamy pohon chladiacej veže mení chaotický pohonný systém na kompaktné, tiché zariadenie, ktoré môže skutočne údržbou vykonávať personál prevádzky.
Menej súčastí, menej straty
Odstránením prevodovky, spojky a hriadeľa sa odstraňujú niekoľko miest straty a niekoľko možných príčin poruchy naraz. Priamo poháňaná chladiaca veža tak zvyšuje spoľahlivosť rovnako ako účinnosť, čo je dôležitejšie než výkonová hodnota zaznamenaná počas jednej noci. Menší počet súčiastok tiež znamená menej náhradných dielov na skladovanie a menej vstupov do obmedzených priestorov pri údržbe bazéna.
Stála regulácia rýchlosti otáčania
Ventilátor zvyčajne nepotrebuje plnú rýchlosť; prispôsobuje sa teplote mokrého teplomera v okolí a záťaži, preto úsporu zabezpečuje práve regulácia rýchlosti otáčania. Priamo poháňaná chladiaca veža pod riadením frekvenčného meniča nastavuje rýchlosť otáčania ventilátora presne podľa chladiacej potreby namiesto obmedzovania prietoku vzduchu klapkami. Tým sa udržiava bazén v požadovanej prevádzkovej oblasti a zároveň sa pri miernej počasností spotrebuje iba zlomok maximálneho výkonu – v opačnom prípade by chladiace veže energiu zbytočne plýtvajú.
Špecifikovanie a údržba
Prevod je výhodný len vtedy, keď je priamo poháňaný motor prispôsobený ventilátoru a prevádzkovým podmienkam. Príliš malý priamo poháňaný chladiaci vežový motor sa prehrieva počas letných špičkových zaťažení, zatiaľ čo motor bez vhodného rozsahu otáčok nevyužíva výhody regulácie, preto jeho výber vyžaduje rovnakú pozornosť ako pôvodného pohonného ústrojenstva.
Určenie výkonu priamo poháňaného motora
Veľkosť priamo poháňaného chladiaceho vežového motora sa určí na základe výkonu ventilátora pri návrhovej mokrej teplote so zásobou, a potvrdí sa, že chladiaca cesta pri nízkych otáčkach pokrýva prevádzku za miernych počasí. Invertor sa prispôsobí vinutiu, aby sa predišlo prúdom cez ložiská, a skontrolujú sa upevnenie na hriadeli a zotrvačnosť rotora vo vzťahu k lopatkovej súprave. Dodávateľ ako napríklad Enneng Motor zvyčajne ponúka komplexné riešenie obsahujúce prispôsobený motor a pohonný systém, ktoré rešpektujú prevádzkové požiadavky chladiacej veže podľa normy CTI Std 201.
Inšpekcia a životnosť
Sledujte teplotu a vibrácie ložiska ventilátora každú sezónu, pretože ventilátor stále zaťažuje rotor aj bez prevodovky. Pri priamom pohone chladiacej veže je potrebný čistý chladiaci vzduch, kontrola krútiaceho momentu upevnenia kolesovej hlavy a skúška izolácie pri každej väčšej prestávke. Plánovať vstup do bazéna podľa pravidiel OSHA 29 CFR 1910.146 pre prácu v uzavretých priestoroch a sledovať trend vibrácií, pretože stúpajúca hodnota je najskorším príznakom poškodenia kolesovej hlavy alebo ložiska. Priamy pohon chladiacej veže umožnil elektrárni dva ďalšie letné obdobia prevádzky pred prvou údržbou ložísk.
Často kladené otázky
Otázka: Koľko energie ušetrí priamy pohon chladiacej veže?
Úspora vychádza z odstránenia prevodovky, spojky a strát pohonnej remeňovej prevodovky, ktoré často predstavujú 8 až 20 percent elektrickej energie systému ventilátorov v závislosti od starého pohonného ústrojenstva. Priamo poháňaná chladiaca veža tiež ponúka reguláciu otáčok, ktorá prispôsobuje výkon ventilátora potrebe chladenia namiesto škrtania. V prípade chemického závodu sa spotreba elektrickej energie ventilátora znížila približne o pätinu, pričom sa počas letnej špičky udržala teplota v bazéne.
Otázka: Odstránenie prevodovky zvyšuje spoľahlivosť?
Áno, pretože prevodovka je súčasťou najviac náchylnou na poruchu, úniky a údržbu v pohonom ústrojenstve chladiacej veže. Priamo poháňaná chladiaca veža ju odstraňuje spolu so spojkou a hriadeľom, čím sa zníži počet možných porúch a interval údržby sa predĺži zo štvrťročného na ročný. Menší počet súčiastok tiež znamená menej vstupov do obmedzených priestorov v bazéne, čo zníži bezpečnostné zaťaženie údržbového tímu.
CTI Std 201 pokrýva prijímanie tepelnej výkonnosti chladiacich veží, čo určuje záťaž, ktorú musí splniť ventilátor. Priamo poháňaný chladiaci ventilátor sa má vyberať podľa tejto výkonnosti pri návrhovej mokrej teplote, zatiaľ čo IEC 60034 definuje účinnosť motora. Oba štandardy sa musia uviesť, aby dodávateľ dodal pohánku ventilátora, ktorá spĺňa chladiacu záťaž, nie len motor, ktorý sa len vojde do náboja.
Otázka: Ako sa reguluje rýchlosť ventilátora?
Frekvenčný menič prispôsobuje priamo poháňaný chladiaci ventilátor aktuálnej mokrej teplote a záťaži, takže ventilátor beží len tak rýchlo, ako vyžaduje chladiaca potreba. To umožňuje vyhnúť sa obmedzovaniu cez klapky a udržiava bazén v požadovanej prevádzkovej oblasti aj v mierne teplé dni pri zlomku maximálneho výkonu. Nastavte čas rampy meniča podľa zotrvačnosti lopatiek a overte chladenie pri nízkych otáčkach, aby menič počas dlhodobej jemnej prevádzky zostal v rámci svojho menovitého zaťaženia.
Otázka: Aká údržba je potrebná pre priamy pohon?
Sledujte teplotu a vibrácie ložísk každú sezónu a udržiavajte chladiaci vzduch čistý, pretože ventilátor stále zaťažuje rotor aj bez prevodovky. Pri priamom pohone chladiacej veže je potrebné pri každej väčšej prestávke skontrolovať krútiaci moment upevnenia hriadeľovej hlavy a vykonať skúšku izolácie. Vstup do bazéna plánujte v súlade so štandardom OSHA 1910.146 a sledujte trend vibrácií, pretože stúpajúca hodnota signalizuje časný problém s hriadeľovou hlavou alebo ložiskami.
Otázka: Opláca sa prevod na priamy pohon chladiacej veže?
Pre veže, ktoré pracujú počas dlhých chladiacich sezón alebo čelia vysokým tarifom za energiu, sa odstránené straty a údržba zvyčajne vrátia náklady na prevod do niekoľkých rokov. Priamy pohon chladiacej veže tiež zníži výpadky spôsobené poruchami prevodovky, čo môže mať väčší význam ako úspora energie v nepretržitom procese. Vytvorte model na základe skutočného zaťaženia a počtu prevádzkových hodín a do úspor zahrňte aj údržbu prevodovky, ktorá sa tak vyhne.
EN
