มอเตอร์ขับตรงสำหรับหอหล่อเย็นช่วยลดเวลาหยุดทำงานของอุปกรณ์ที่เกิดจากความล้มเหลวของกล่องเกียร์แบบดั้งเดิมได้อย่างไร

ในโรงกลั่นปิโตรเคมี โรงงานรีดเหล็ก และศูนย์ผลิตน้ำเย็นกลาง หอระบายความร้อนแบบใช้แรงดันกลไกทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้กระแสอากาศร้อนที่อิ่มตัวด้วยความชื้น เพื่อปล่อยความร้อนจากกระบวนการออก ระบบส่งกำลังแบบดึงอากาศออกจากด้านบน (induced-draft) แบบดั้งเดิมประกอบด้วยมอเตอร์เหนี่ยวนำที่ติดตั้งภายนอกโครงพัดลม ต่อด้วยเพลาขับคอมโพสิตแบบลอยตัวยาวและข้อต่อแบบยืดหยุ่นไปยังเกียร์บ๊อกซ์แบบมุมฉากที่มีฟันเกลียวโค้ง ซึ่งติดตั้งอยู่ภายในบริเวณปล่องไอเสียที่มีความชื้นสูงโดยตรง ทีมบำรุงรักษาจึงมักเผชิญกับกรณีหอระบายความร้อนต้องหยุดทำงานอย่างรุนแรง เนื่องจากน้ำปนเปกับน้ำมันหล่อลื่นในเกียร์บ๊อกซ์ ฟันเฟืองเกลียวโค้งสึกกร่อนเป็นหลุม แผ่นข้อต่อขาด รวมถึงการสั่นสะเทือนรุนแรงที่เกิดจากความไม่สมดุลจากการขยายตัวจากความร้อนตามความยาวของเพลาส่งกำลัง

ทุกครั้งที่ตัวลดความเร็วแบบมุมฉากล้มเหลวบนเซลล์หอหล่อเย็นสูง 15 เมตร ทีมบำรุงรักษาจำเป็นต้องเช่าเครนเคลื่อนที่ ระบายน้ำมันเกียร์ที่ปนเปื้อนออก จัดวางชิ้นส่วนกลไกหนัก และปรับแนวเพลาใหม่ ซึ่งใช้เวลานานหลายวันและส่งผลให้กระบวนการผลิตหยุดชะงักอย่างมีค่าใช้จ่ายสูง การแทนที่ชุดมอเตอร์–เพลา–เกียร์บ๊อกซ์ทั้งหมดด้วยมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ออกแบบเฉพาะจาก ENNENG จะเชื่อมตรงระหว่างฮับพัดลมกับเพลาโรเตอร์ที่หมุนช้าแต่ให้แรงบิดสูง จึงขจัดปัญหาการล้มเหลวของเกียร์บ๊อกซ์ได้ตั้งแต่ต้น ระบบไดรฟ์โดยตรงของหอระบายความร้อน มอเตอร์แม่เหล็กถาวรจาก ENNENG เชื่อมฮับพัดลมเข้ากับเพลาโรเตอร์ที่หมุนช้าแต่ให้แรงบิดสูงโดยตรง จึงกำจัดการล้มเหลวของเกียร์บ๊อกซ์ได้ตั้งแต่ต้น

ประเด็นทางเทคนิค: เหตุใดเกียร์บ๊อกซ์แบบมุมฉากจึงล้มเหลวในบริเวณพื้นที่ภายในหอหล่อเย็น

ความชื้นแทรกซึมเข้ามา น้ำมันเกียร์เกิดการเอไมล์ซิฟิเคชัน และการเบี่ยงเบนของเพลาเนื่องจากความร้อนเมื่อใช้งานระยะยาว

ภายในเซลล์หอระบายความร้อนแบบดึงอากาศเข้าโดยใช้พัดลม ความชื้นสัมพัทธ์ยังคงอยู่ที่ร้อยละ 100 ขณะที่ละอองน้ำจากการบำบัดน้ำด้วยสารเคมี (เช่น คลอไรด์ สารกำจัดเชื้อโรค และสารยับยั้งการเกิดคราบตะกรัน) ไหลผ่านตัวเรือนเกียร์อย่างต่อเนื่อง เมื่อเกียร์บ็อกซ์แบบมุมฉากชนิดเฟืองโค้งร้อนขึ้นในช่วงที่ระบบระบายความร้อนทำงานหนักที่สุดระหว่างวัน และเย็นลงในเวลากลางคืน ความต่างของแรงดันที่เกิดขึ้นบริเวณซีลแบบริมฝีปากบนเพลาเข้าและเพลาออกจะดูดอากาศชื้นและหยดน้ำเข้าไปยังถังน้ำมันหล่อลื่น เพียงแค่ปริมาณน้ำปนเปื้อนร้อยละ 0.2 ภายในน้ำมันหล่อลื่นชนิดแร่ก็เพียงพอที่จะทำลายความแข็งแรงของฟิล์มน้ำมันหล่อลื่น ส่งผลให้เกิดการสึกกร่อนแบบไมโครพิตติ้งบนฟันเฟืองโค้ง และทำให้ตลับลูกปืนแบบโรลเลอร์ทรงกรวยเสียหายจากปรากฏการณ์สแปลลิง พร้อมกันนั้น การโก่งตัวของโครงสร้างแผ่นพื้นหอระบายความร้อนที่ทำจากไฟเบอร์กลาสหรือไม้ยังทำให้เพลาขับแนวนอนยาวผิดแนว ส่งผลให้ตลับลูกปืนที่ปลายเพลาเข้าของเกียร์บ็อกซ์ได้รับแรงกระแทกซ้ำๆ จนกระทั่งเกิดการล็อกอย่างรุนแรง

สถาปัตยกรรมเกียร์เลสแบบหลายขั้วของมอเตอร์ขับตรงสำหรับหอระบายความร้อน ENNENG

ENNENG ระบบไดรฟ์โดยตรงของหอระบายความร้อน มอเตอร์ติดตั้งโดยตรงที่ตำแหน่งพัดลม และหมุนด้วยความเร็วแอโรไดนามิกที่แม่นยำของพัดลมแกนยาวเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 120 ถึง 250 รอบต่อนาที)

• กำจัดกล่องเกียร์ เพลาขับ และข้อต่อการส่งกำลังทั้งหมด การลบองค์ประกอบเชิงกลของการส่งกำลังสามชิ้นจากสี่ชิ้น ทำให้ไม่มีการสึกหรอของฟันเกียร์แบบเบเวล ไม่มีความล้มเหลวของปั๊มน้ำมัน และไม่มีการขาดของข้อต่อการส่งกำลังอย่างสมบูรณ์
• ไม่มีถังเก็บน้ำมันหล่อลื่น และไม่มีความเสี่ยงปนเปื้อนในแอ่งน้ำหล่อเย็น การดำเนินงานโดยไม่มีถังเก็บน้ำมันหล่อลื่น ทำให้ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนน้ำมันทุกห้าปี ไม่มีการรั่วซึมของกระจกตรวจระดับน้ำมัน และไม่มีอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมจากการรั่วไหลของน้ำมันเกียร์ลงสู่แอ่งน้ำหล่อเย็น
• หลักฟิสิกส์ของโรเตอร์ซิงโครนัสแบบมีขั้วแม่เหล็กจำนวนมาก การใช้แม่เหล็กถาวรจำนวน 40 ถึงมากกว่า 80 ขั้ว ทำให้ระบบขับเคลื่อนโดยตรงสำหรับหอหล่อเย็นสามารถส่งทอร์กเริ่มต้นและทอร์กต่อเนื่องขนาดใหญ่ไปยังฮับพัดลมโดยตรง โดยไม่มีการสูญเสียพลังงานจากกระแสไฟฟ้าในโรเตอร์เลย

ข้อได้เปรียบหลักของระบบขับเคลื่อนโดยตรงสำหรับหอหล่อเย็น ENNENG

การประหยัดพลังงานแบบแปรผันตามกฎกำลังสามในระบบที่ใช้งานแรงดัน 110 โวลต์–690 โวลต์

ความต้องการในการถ่ายเทความร้อนจากหอหล่อเย็นมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตามอุณหภูมิของอากาศแวดล้อมแบบเปียก (wet-bulb) และภาระงานของกระบวนการในโรงงาน ซึ่งควบคุมโดยกฎของพัดลม (Fan Affinity Laws) ที่ระบุว่ากำลังขับเพลาเปลี่ยนแปลงตามกำลังสามของความเร็วรอบ การลดความเร็วของพัดลมลง 20% ด้วยไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) จึงช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้าลงเกือบ 50% มอเตอร์แบบขับตรงสำหรับหอหล่อเย็นของ ENNENG ออกแบบให้ทำงานได้ในช่วงแรงดันไฟฟ้าเดียวกันตั้งแต่ 110 V ถึง 690 V โดยรักษาระดับประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดระดับ IE5 และค่าแฟกเตอร์กำลังใกล้เคียงหนึ่ง (0.95 ถึง 1.00) ทั้งในภาวะการใช้งานเต็มกำลังช่วงฤดูร้อนและภาวะการปรับความเร็วลงเหลือ 30% ช่วงฤดูหนาว นอกจากการขับเคลื่อนหอหล่อเย็นแล้ว ENNENG ยังประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแม่เหล็กถาวรแบบความเร็วต่ำนี้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงอุตสาหกรรมที่มีช่วงกำลังตั้งแต่ 5 kW ถึง 5 MW (แรงดันไฟฟ้า 110 V–690 V) และกังหันลมแกนตั้งแบบแนวตั้งที่มีช่วงกำลังตั้งแต่ 1 kW ถึง 10 kW (โดยเน้นรุ่น 3 kW, 5 kW และ 10 kW)

สอดคล้องตามมาตรฐาน CTI STD-111, CTI ESG-152, ISO 10816-3 และ ISO 12944

ระบบขับเคลื่อนหอระบายความร้อนในอุตสาหกรรมได้รับการประเมินตามมาตรฐานการสั่นสะเทือนเชิงกลและโครงสร้างที่เข้มงวด ซึ่งกำหนดโดยสถาบันเทคโนโลยีการระบายความร้อน (Cooling Technology Institute: CTI) การแทนที่ลดความเร็วแบบเกียร์เบเวลที่ต้องบำรุงรักษาบ่อยครั้ง (ซึ่งอยู่ภายใต้มาตรฐาน CTI STD-111) ด้วยระบบขับเคลื่อนโดยตรงสำหรับหอระบายความร้อนของ ENNENG จะช่วยกำจัดฮาร์โมนิกการสั่นสะเทือนจากฟันเฟืองที่มีความถี่สูง ทำให้ความเร็วในการสั่นสะเทือนของโครงสร้างแผ่นรองพัดลมยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน CTI ESG-152 และ ISO 10816-3 นอกจากนี้ ตัวเรือนมอเตอร์ที่ติดตั้งอยู่ภายในกระแสอากาศเสียที่อิ่มตัวด้วยความชื้นยังได้รับการป้องกันด้วยสารเคลือบอีพอกซีแบบทะเล/เคมีตามมาตรฐาน ISO 12944 C5-M และซีลแบบลาบิรินธ์ตามมาตรฐาน IEC 60034-5 IP66 เพื่อให้สามารถทนต่อการกัดกร่อนจากละอองน้ำเคมีได้นานหลายทศวรรษ

สถานการณ์การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและคู่มือการบำรุงรักษาเชิงวิศวกรรม

1. หอระบายความร้อนแบบไหลสวนทางและแบบไหลตัดกันที่ประกอบติดตั้งหน้างาน พร้อมระบบดูดอากาศแบบบังคับ

ในโรงงานเคมีและสถานีผลิตไฟฟ้าที่ใช้หอหล่อเย็นแบบติดตั้งหน้างานซึ่งมีหลายเซลล์ การปิดผนึกรูเดิมที่เพลาขับแนวนอนทะลุผ่านโครงแฟนสแต็กหลังติดตั้งระบบขับตรงสำหรับหอหล่อเย็น ENNENG จะช่วยยับยั้งการไหลของอากาศรั่วแบบไม่ตั้งใจ และเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของอากาศผ่านแฟนตามปริมาตร

2. แนวทางปฏิบัติจริงสำหรับการคัดเลือก การตรวจสอบ และการบำรุงรักษา

เพื่อให้มั่นใจว่าจะไม่มีการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ขณะปรับปรุงหรือระบุระบบขับตรงสำหรับหอหล่อเย็น ให้ดำเนินการตามแนวทางวิศวกรรมเหล่านี้

• จับคู่แรงดันจากฮับแฟนกับแรงโค้งจากแอโรไดนามิก ระบุแบริ่งชนิดรับแรงดันแบบคอนแทคเชิงมุมทนทานพิเศษ หรือแบริ่งลูกกลิ้งทรงกลมทนทานพิเศษ ภายในมอเตอร์ขับตรงสำหรับหอหล่อเย็น โดยต้องออกแบบให้รับน้ำหนักตายของชุดแฟนและแรงดันแกนตามแนวขึ้น-ลงจากแอโรไดนามิกได้
• ตรวจสอบความแข็งแกร่งของฐานรองรับและความถี่ธรรมชาติ มั่นใจว่าคานรับน้ำหนักเหล็กใต้มอเตอร์ขับตรงสำหรับหอหล่อเย็นได้รับการออกแบบให้มีความถี่เรโซแนนซ์ธรรมชาติอย่างน้อยห่างจากความถี่ผ่านใบแฟนตามค่ามาตรฐาน 25 เปอร์เซ็นต์
• เปิดใช้งานการควบคุม VFD Flying-Start (Catch-On-The-Fly): ตั้งค่าคอนโทรลเลอร์ VFD ให้มีความสามารถในการเริ่มทำงานขณะหมุน (bidirectional flying-start) เพื่อให้ระบบ Cooling Tower Direct Drive สามารถซิงโครไนซ์อย่างราบรื่นกับใบพัดพัดลมที่ยังหมุนอยู่ (windmilling) ก่อนเร่งความเร็วขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งจะช่วยป้องกันแรงกระแทกทางกลที่เกิดขึ้นกับฮับ
• จัดวางท่อหล่อลื่นระยะไกลให้อยู่ภายนอกโครงสร้างพัดลม: เชื่อมท่อบรรจุสแตนเลสจากข้อต่อจ่ายจาระบีของแบริ่งมอเตอร์ไปยังราวจับด้านนอกของดาดฟ้าพัดลม เพื่อให้การหล่อลื่นปลอดภัยและไม่จำเป็นต้องเข้าไปภายในพื้นที่

ข้อได้เปรียบด้านการปรับแต่งเฉพาะของ ENNENG

เซลล์หอระบายความร้อนมีความหลากหลายอย่างมากทั้งในด้านเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดพัดลม (ตั้งแต่ 2 เมตร ถึงมากกว่า 10 เมตร) แนวแกนของเพลา (แนวตั้งแบบหัวเพลาขึ้นหรือหัวเพลาลง) และขนาดของฐานรองรับโครงสร้าง ทีมวิศวกรของ ENNENG ออกแบบมอเตอร์ระบบ Cooling Tower Direct Drive แบบเฉพาะสำหรับแต่ละงานภายใต้ช่วงแรงดันไฟฟ้ารวมที่ครอบคลุม 110V–690V โดยปรับแต่งฐานยึดแบบ drop-in ให้สอดคล้องกับคานรองรับเกียร์ที่มีอยู่แล้ว แกนเพลาของฮับพัดลมแบบ taper และชุดตรวจสอบการสั่นสะเทือน/อุณหภูมิแบบ PT100 ที่ติดตั้งไว้ครบวงจร

ติดต่อ ENNENG วันนี้

ปรึกษาเอกสาร ทีมขับเคลื่อนหอระบายความร้อนของ ENNENG เพื่อกำจัดปัญหาเกียร์เสียหายและรับข้อเสนอการปรับปรุงหอหล่อเย็นแบบไดเรกต์ไดรฟ์ที่ออกแบบเฉพาะ

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล:  [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ระบบไดเรกต์ไดรฟ์สำหรับหอหล่อเย็นของ ENNENG ช่วยกำจัดสาเหตุหลักที่ทำให้หอหล่อเย็นหยุดทำงานได้อย่างไร

A:ในหอหล่อเย็นแบบดั้งเดิม กล่องเกียร์ทรงเบเวลมุมฉาก เพลาขับคอมโพสิตยาว และข้อต่อแบบยืดหยุ่น เป็นส่วนประกอบที่ก่อให้เกิดความล้มเหลวเชิงกลส่วนใหญ่ เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นเกิดการเอ็นเนอร์ชัน ซีลรั่ว และการขยายตัวไม่สม่ำเสมอจากความร้อน ขณะที่ระบบไดเรกต์ไดรฟ์สำหรับหอหล่อเย็นของ ENNENG ติดตั้งโดยตรงเข้ากับฮับพัดลมภายในกระแสอากาศ จึงสามารถตัดกล่องเกียร์ เพลา และถังน้ำมันหล่อลื่นออกทั้งหมด

คำถาม: ระบบไดเรกต์ไดรฟ์สำหรับหอหล่อเย็นของ ENNENG สามารถใช้งานได้ทนทานแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสัมพัทธ์ร้อยเปอร์เซ็นต์และละอองน้ำที่มีสารเคมีลอยอยู่ภายในพื้นที่ห้องพัดลมได้หรือไม่

A:ใช่ บริษัท ENNENG ออกแบบมอเตอร์แบบไดรฟ์โดยตรงสำหรับหอหล่อเย็นโดยเฉพาะเพื่อใช้งานในพื้นที่ที่มีอากาศร้อนชื้นจัด มอเตอร์รุ่นนี้มีโครงสร้างแบบปิดสนิทตามมาตรฐาน IEC 60034-5 ระดับ IP66 มีซีลเพลาแบบลาเบรินธ์หลายขั้นตอน ขดลวดชนิด Vacuum Pressure Impregnated (VPI) ระดับ Class H และเคลือบผิวด้วยสารกันการกัดกร่อนตามมาตรฐาน ISO 12944 C5-M ซึ่งสามารถต้านทานฝอยละอองสารเคมีที่ใช้ในการบำบัดน้ำได้

คำถาม: บริษัท ENNENG ผลิตมอเตอร์สำหรับหอหล่อเย็นพร้อมอุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้าที่มีค่าแรงดันและช่วงกำลังงานใดบ้าง

A:บริษัท ENNENG ผลิตมอเตอร์แบบไดรฟ์โดยตรงสำหรับหอหล่อเย็นและอุปกรณ์หมุนเวียนเชิงอุตสาหกรรมที่รองรับแรงดันไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ เพื่อให้สอดคล้องกับสถานีจ่ายไฟฟ้าภายในโรงงานทั่วโลก นอกจากนี้ บริษัทฯ ยังจัดจำหน่ายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรที่มีช่วงกำลังงานตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และกังหันลมแกนแนวตั้งที่มีช่วงกำลังงานตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์ (โดยเน้นรุ่น 3 กิโลวัตต์ 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์)