Двухдневные курсы...

Двухдневные курсы ЮНИДОдля пользователей ОВС

День первый:Определение и оценка возможностей

Оптимизации Вентиляционных Систем (ОВС)

РазработчикиРон Вроблевски

Билл Хантер

Издание шестое, январь 2013

Уведомление об авторском правеАвторское право на настоящий документ защищено UNIDO. Ни настоящий проект, ни любой отрывок из него, не подлежат копированию, хранению в

информационно-поисковых системах или передаче в любой форме илилюбыми средствами без получения предварительного на то разрешения.

Запрос на получение разрешения на воспроизведение направлять по адресу:Marco Matteini

Vienna International CentreP.O. Box 300

1400 Vienna, AustriaТел: +43 1 26026 4583

Факс: +43 1 26026 6803E-mail: [email protected]

ОРГАНИЗАЦИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ РАЗВИТИЮ

Благодарности 1. AMCA 2. CIBSE 3. Design of Industrial Exhaust Systems – John L. Alden & John M. Kane, Industrial Press 4. Eurovent WG1- Fans 5. Fan Engineering – Robert Jorgensen (ed), Howden Buffalo Inc. 9th Edition 6. Fans & Ventilation – A Practical Guide, Bill Cory, Elsevier 7. Fan Handbook – Selection, Application & Design, Frank P. Bleier, McGraw Hill 8. ISO 9. Mid Career College (CIBSE)10. Министерство Энергетики США

ii

Содержание 1. ПРИВЕТСТВИЕ ……......…………………………………………….................……..........……1

План и Цели обучения.............................................................................................1Досье инструкторов.................................................................................................2

2. АНКЕТА ПО ВЕНТИЛЯЦИОННЫМ СИСТЕМАМ ….............…................…..…4Типовые промышленные радиальные вентиляторы ..............................................5

3. ОПТИМИЗАЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ......................................…6Анализ на примере завода по производствуориентировано-стружечных плит (ОСП) ..............................................................6Выгоды от Оптимизации Систем Вентиляции .....................................................11

4. ХАРАКТЕРИСТИКА (КРИВАЯ) ВЕНТИЛЯТОРА …................................……..…12Физика работы радиальных вентиляторов ...........................................................15Характеристика сети (кривая сети) ......................................................................16Взаимодействие вентилятора с сетью .................................................................17Рабочий лист по эффективности вентиляторов и рабочих колес ....................18Сводная таблица видов радиальных вентиляторов ..............................................19Сводная таблица осевых и других типов вентиляторов .......................................21

5. ОЦЕНКА СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ ..…………...……23Краткий обзор........................................................................................................23Частотно-регулируемые приводы (ЧРП – англ. VFD).........................................24Управление регулируемым входным направляющимаппаратом (ВНА – англ. VIV) ...............................................................................26Регулирование входным жалюзийным дросселем................................................28Управление посредством жалюзийного дросселя на выходе ...............................30Анализ эффективности регулирования радиальных вентиляторов ....................32

6. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ОПТИМИЗАЦИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ....................................................................…33

Работа с контрольным листом ОВС......................................................................33Пример контрольного листа ОВС.........................................................................34Применение контрольного листа ОВС.................................................................35Пример контрольного листа ОВС (Случай А) .....................................................36Пример контрольного листат ОВС (Случай Б) ....................................................37

iii

7. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СТОИМОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ....................................................................…38

Почему надо рассчитывать стоимость эксплуатации? ........................................38Сбор предварительной информации ....................................................................39Рабочий лист для вольтамперметрного метода (Образец) .................................41Расчет по характеристикам вентилятора(Пример в Британских единицах измерения) ......................................................42Расчет по характеристикам вентилятора(Метрические единицы измерения) .....................................................................43Сравнение методов расчета стоимости эксплуатации .........................................45Рабочий лист для вольтамперметрного метода ..................................................46Рабочий лист-расчет по характеристике вентилятора(Британская система единиц измерения) ............................................................47Рабочий лист-расчет по характеристике вентилятора(метрическая система единиц измерения) ...........................................................48Сравнение методов оценки стоимости эксплуатации .........................................50

8. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОВС .............................52

9. КЛЮЧЕВЫЕ ТЕЗИСЫ …………………..................................................................54

iv

Перечень рисунков2.1 Типовые промышленные радиальные вентиляторы ...........................................53.1 Существующий завод ОСП. Схема движения сырьяв производственном процессе ....................................................................................73.2 Существующий завод ОСП. Технологическая схема движения газов ...............83.3 Действующий завод ОСП. Технологическая схема движения газов ..................83.4 Оптимизированный завод ОСП. Технологическая схема движения газов .............93.5 Оптимизированный вентилятор (сторона входа) .............................................104.1 Упрощенная схема определения параметров вентилятора ...............................124.2 Кривая производительности вентилятора .........................................................134.3 Кривая мощности вентилятора ..........................................................................134.4 Характеристики вентилятора: давление, мощность и КПД .............................144.5 Производительность вентилятора при различных частотах вращения ............154.6 Типовая кривая сети ...........................................................................................174.7 Изменение кривой сети при загрязнении фильтра ...........................................17 4.8 Рабочий режим вентилятора .............................................................................185.1 Элементы вентилятора .......................................................................................245.2 Характеристики вентилятора с ЧРП .................................................................255.3 Кривые мощности вентилятора с ЧРП .............................................................265.4 Регулируемые ВНА .............................................................................................275.5 Характеристика вентилятора при регулировании ВНА ....................................275.6 Кривые мощности при регулировании ВНА .....................................................285.7 Дроссель с параллельными лопатками ..............................................................295.8 Регулировочные характеристики вентилятора с жалюзийным дросселем на входе (ILD) ................................................................295.9 Кривая мощности вентилятора с жалюзийным дросселем на входе (ILD) ...........305.10 Дроссель с противоположно вращающимися лопатками ..............................30 5.11 Распределение скорости на выходе вентилятора ............................................315.12 Характеристика вентилятора с жалюзийным дросселем на выходе ...............315.13 Кривая мощности вентилятора с жалюзийным дросселем на выходе ...........32 7.1 Дымосос бойлера ................................................................................................39

Перечень таблиц2.1 Элементы вентилятора ........................................................................................53.1 Улучшения завода по производству ОСП ...........................................................73.2 Существующий завод ОСП. Изменения в энергопотреблениивследствие улучшений ................................................................................................93.3 Вентилятор подачи воздуха горения(1 из 2 идентичных вентиляторов) на заводе ОСП ..................................................10Сравнительная таблица параметров до и после оптимизации ................................10 7.1 Спецификация дымососа бойлера (Пример) ....................................................317.2 Коэффициент сжимаемости (приблизительный) ............................42, 44, 47, 497.3 Сравнительная таблица трех способов оценки стоимости эксплуатации........45

v

День первый: Определение и оценка возможностей Оптимизации Вентиляционных Систем 1

Двухдневные курсы ЮНИДОдля пользователей ОВСДень первый:Определение и оценка возможностей ОптимизацииВентиляционных Систем (ОВС)

1. ПриветствиеИнструкторы:Рон Вроблевски и Билл Хантер

План

1.Приветствие.

2.АнкетапоВентиляционнымСистемам.

3.ОптимизацияВентиляционныхСистем.

4.Характеристика(кривая)вентилятора.

5.Оценкаспособоврегулированиявентиляторов.

6.ОсновныеэтапыОптимизацииВентиляционныхСистем.

7.Методырасчетастоимостиэксплуатациивентиляционныхсистем.

8.ПредварительнаяоценкавозможностейОВС.

9.Ключевыетезисы.

Цели обучения ЗавремяэтихкурсовВы:

1.ОбсудитеключевыетерминыипонятияОВС;

2.ОбъяснитепользуотОВС;

3.Изучитеразличныевидывентиляторов;

4.Рассмотритеразличныепримерыэлементоврегулированиявентиляторами;

5.ОценитепотенциалОВСвмасштабахпредприятия;

6.Выполнитерасчетстоимостиэксплуатациивентилятора;

7.Определите,удовлетворяетливентиляторпотребностямзаданного

производственногопроцессанапредприятии;

8.Составитеотчетпоприобретеннымвходекурсовнавыкам.

2 Двухдневные курсы ЮНИДО для пользователей ОВС

Досье инструкторов

Рональд Вроблевски MSME, PEРональдВроблевскиуженапротяженииболеечем25летпомогаетзаказчикамраз-

рабатывать,анализировать,классифицироватьиоптимизироватькоммерческиеипро-мышленныеэнергосистемы.ПомимообладаниястепенямибакалавраиспециалиставобластимашиностроенияРональд является высококвалифицированнымпреподавате-лем,использующимпроверенныеметодыобученияопытныхработников,чтоделаетегосеминарыпознавательнымииинтересными.ОнявляетсястаршиминструкторомМи-нистерстваЭнергетикиСШАповентиляционнымсистемамипредоставляетсвоинара-боткипоповышениюпромышленнойэнергоэффективностивсемумируотлицаООН.Рональдпровелмножествооценочныхработвбольшинствепромышленныхотраслей,включаяпроизводствоцемента,стали,литейногоделаипищевойпромышленности.

Билл Хантер BSME, РЕ Билл Хантер является владельцем Air Clean Technologies, Inc, Washington State

EngineeringCorporationипосвятилсвоюдеятельностьоптимизациипромышленныхси-стемипоставкеоборудования.ОнимеетстепеньбакалавранаукотАкадемииторговогофлотаСША,являетсяLCDRамериканскоговоенно-морскогорезерва,являетсялицен-зированнымтретьимпомощникомИнженерабереговойохраныСША.Онтакжеявляет-сязарегистрированныминженеромвштатеВашингтон.

ПосредствомWashingtonStateEngineeringCorporationБиллбылвовлеченвпроект-ныеработымногихуникальныхсистем,включаякомбинированноепроизводствотепло-иэнерго-систем,вентиляционныепроекты,модельныеисследованияипроектированиесистемуправленияипитания.Внастоящеевремякомпаниявосновномзанимаетсявы-полнениемэнергетическихисследованийнапромышленныхобъектах сцельюумень-шения потребления электроэнергии.Билл сертифицирован как специалист в областиСистем вентиляцииМинистерством энергетики США и как Старший преподавательучебнойпрограммыИнструментовоценкисистемвентиляции(FSAT)МинистерствомэнергетикиСША.БиллпутешествуетпоСШАиповсемумирувкачествеинструкторапоОптимизациисистемвентиляции,ивыполняетОценкиэнергосбереженийнапро-мышленныхобъектах.



2. Анкета по Вентиляционным СистемамЗаданиеРаботаявгруппах,заполнитеанкету.Неволнуйтесь,есливынезнаетенекоторых

терминов;мыразберемихпозднее.Ничегострашного,есливвашейгруппенетедино-личногоответа.Будьтеготовыаргументироватьобепозиции,есливынепришликеди-номумнению.

пп Вопрос анкеты Да Нет

1Типовыеэлементывентиляционнойсистемыипривода:воздуховод,фильтры,двигатель,теплообменникидроссельрегулированиярасходавоздуха.

2 Всеэлементывентиляционнойсистемысоприкасаютсясвоздухом,которыйпередвигаетсявентилятором.

3 Энергопотреблениевентиляторавпервуюочередьопределяетсяперепадомдавления,расходомвоздухаиКПДвентилятора.

4

Характеристикавентилятораявляетсяграфическимпредставлениемразвиваемогодавленияипотребляемоймощностивзависимостиотпроизводительности(припостояннойчастотевращения).

5Вентиляторыимеютлопаткиразличнойформывзависимостиотцелейпримененияиналичиязагрязняющихвеществввоздушномпотоке.

6 Дроссель,открытыйна30%-этоиндикаторэффективнойработывентилятора.

7Вибрацияирастрескиваниепринагрузкеввоздуховодедолжнывосприниматьсякакобычныеявленияприработевентиляционнойсистемы.

8

Назовитетривентиляторанавашемпредприятии(иликлиента). часов/год кВт

Применениевентилятора

1.

2.

3.

9

Назовитепроблемы,связанныесработойвентиляторовнаВашемпредприятии(илипредприятииклиента).

1.

2.

3.


Типовые промышленные радиальные вентиляторы

ЗаданиеВместесинструкторомопределитепронумерованныеэлементывентилятора,по-

ставивправильныйномеррядомсименемкомпонентавтаблице2.1.

ОписаниеРадиальныевентиляторыиспользуютвращающеесярабочееколесодлясоздания

воздушногопотокаидавления.

Рисунок 2.1 Типовые промышленные радиальные вентиляторы.(СобственностьAMCA)

Таблица 2.1 Элементы вентилятора.

№ Элемент Назначение

1 Регулируемыйпривод

Уменьшаетчастотувращениядляуменьшенияпроизводи-тельности.

2 Фильтр Удаляетгрязьимелкиечастицыизвоздуха.

3 Подшипники Позволяетрабочемуколесуиосисвободновращаться.

4 Ременнойпривод Ремнипривода,приводящиевентиляторвдвижение.

5 Дроссель Регулируетрасходвоздуха.

6 Воздуховод Металлическийрукав,дляперемещениявоздухаотвентиля-торакпотребителю.

7 Входнойпатрубок Местовходавоздухаввентилятор.

8 Выходнойпатрубок Местовыходавоздухаизвентилятора.

9 Кожухвентиля-тора

Металлическаяоболочкавокруграбочегоколеса,направ-ляющаяпотоквоздуха.

10 Колесовентилятора Еговращательныймоментсоздаетдвижениевоздуха.

11 Всасывающийкарман

Устанавливаемоеназаводеустройстводляповоротавоздухана90°вовходномпатрубке.

12 Ось Держитрабочееколесо,позволяяемусвободновращаться.


3. Оптимизация Вентиляционных СистемПоданнымДепартаментаэнергетикиСША,70процентовэлектрическойнагрузки

напромышленномпредприятиипотребляютсямоторными системами.Около 60про-центовэтойнагрузкипотребляетсявентиляторами,насосамиинагнетателями.Старыетехнологии регулирования, изменение условий работы и потребностей производствасоздаютвозможностидлясущественногосокращенияэнергопотребления.ОбщийКПДсистемыможетчастобытьниже50процентов.ИногдасистемысКПД,равным15-20процентов устанавливаются и работают годами, что приводит к огромной стоимостипроизводстваирастратересурсов.

Оптимизация может помочь компаниям улучшить производительность системы и по-высить доходность. Конкретный пример, представленный здесь, является типичнымпримеромкрупныхсистем,которыеможнонайтивовсехотрасляхпромышленности.Внекоторыхслучаях,эффективностьсистемыбылаудвоенаибылиразрешенысерьезныепроблемы,чтодалозначительныепроизводственныепреимущества,атакжеэнергети-ческуюифинансовуюэкономию.Оптимизациявентиляционныхсистемможетпомочьэффективноиспользоватьимеющиесяресурсы(например,электростанциииЛЭП),чтопомогаетснизитьстоимостьэнергии.

Энергия не может быть создана или уничтожена.Энергия,котораярасходуетсявпу-стуювнеэффективныхсистемах,никуданеисчезает.Какправило,онапроявляетсяввидеразрушительнойэнергии–нежелательноготепла,вибрации,шумаиповрежденийсистемы.Этоприводитктому,чтозатратыоказываютсязначительновыше,чемизна-чальнаястоимостьзатраченнойвпустуюэнергии.

Анализ на примере завода по производствуориентировано-стружечных плит (ОСП)

РезюмеШесть больших вентиляторов на заводе по производству ориентировано-

стружечныхплит(ОСП)работалипричастичнозакрытыхдросселях.Демонтаждроссе-лейиперераспределениенагрузкимеждувентиляторамипривелкежегоднойэкономиив$85000(ЮАР1190000).Компаниятакжесмениластарыйдвигательмощностью350л.с.(261кВт)надвигатель,потребляющийвдвоеменьшемощности.Общаястоимостьинвестицийсоставила$85000(ЮАР1190000),чтоокупилосьзагод.Введенныеулучше-нияпривелитакжекснижениюуровняшума,чтосократилоутомляемостьиулучшилобезопасностьикоммуникациимеждурабочими.


Таблица 3.1 Улучшения завода по производству ОСП

Числовентиляторов 6

Установочнаямощностьпрежнегодвигателя 909л.с(678кВт)

Установочнаямощностьоптимизированногодвигателя 461л.с(344кВт)

Годоваяэкономия$85000ZAR595000RM255000

Окупаемостьинвестиций Одингод

Рисунок 3.1 Существующий завод ОСП. Схема движения сырья в производственном процессе.

Краткое описаниеВпроцессепроизводстваОСП,осиновыебревнаочищаютсяоткорыирасщепля-

ютсянатолстуюдревеснуюстружкуразмеромсигральнуюкарту.Вытяжнойвентилятормощностью350л.с. засасываетстружкучерезбольшуювращающуюсябарабаннуюсу-шилку.Послесушкистружкапроходитчерезпервичныйциклонныйсепаратор,гдеот-деляетсякрупнаястружка,пригоднаядляОСП.Влажныйвоздух,насыщенныйдругимихимическимивеществамииздревесины,пропускаютчерезэлектрофильтр(т.нЕ-Tube)спомощьювтороговытяжноговентиляторапреждечемпропуститьчерезсепараторивы-вестисзавода(рис.3.1,3.2и3.3).

Послевыделенияизвоздушногопотокапервичнымциклоном,стружканасыща-етсясмоламииформируетсяслоямистрогопонаправлениюволокондревесины,чтобыпридать плитемаксимальнуюпрочность. Затемштабеля стружки сжимаются горячимгидравлическимпрессом,вследствиечегосмолаотвердевает,иполучаютсялистыОСП.

Процессыиаппараты(технологическаясхема),изображенныенарис.3.1,3.2и3.3являютсяэлементамиоднойиздвухидентичныхтехнологическихлиний.Наоднойиз-готавливаетсядревеснаястружкадлясердцевиныОСП,анадругой–дляповерхностиплиты.


Рисунок 3.2 Существующий завод ОСП. Технологическая схема движения газов.

Рисунок 3.3 Действующий завод ОСП. Технологическая схема движения газов.


Рисунок 3.4 Оптимизированный завод ОСП. Технологическая схема движения газов.

Таблица 3.2 Существующий завод ОСП.Изменения в энергопотреблении вследствие улучшений.

Изначальныехарактеристики Оптимизированные Экономия

энергии

Оборудование

Установ. мощность двигателя,

кВт

Потребл. мощность

вентилятора, л.с. (кВт)


кВт

Потребл. мощность

вентилятора, л.с. (кВт)


кВт

2вентиляторавоздухагорения

144 188(140) 44 56(42) 100

2ВВсушилки 332 402(300) 154 186(139) 178

2ВВE-tube 202 260(194) 146 188(140) 56

Итого 678 850(634) 344 430(321) 338

Вкачествепримера,разберемподробноодинизшестивентиляторов–вентиляторподачивоздухадлягорения.Данныйвентиляторимеетрадиальноеколесоиприводитсявдвижениемотороммощностьюв125л.с.(93кВт)сременнымприводом.Из-заувели-ченныхгабаритоввентиляторанеобходимдроссельнавыпускнойтрубедляуменьшениярасходавоздухаиобеспеченияоптимальногосгорания.


Рисунок 3.5 Оптимизированный вентилятор (сторона входа).

Таблица 3.3 Вентилятор подачи воздуха горения (1 из 2 идентичных вентиляторов)на заводе ОСП. Сравнительная таблица параметров до и после оптимизации.

Вентилятор подачи воздуха для горелкизавода ОСП (1 из 2) До После

Положениедросселя Восновномзакрыт Открыт

Расход,КФМ(м3/с) 8080(3,814) 8080(3,814)

Давление,создаваемоевентилятором,дюймвод.столба(Па) 42,7(10640) 12,0(2990)

Давление,необходимоедляпроцесса,дюймвод.столба(Па) 12,0(2990) 12,0(2990)

Потеридавлениянавоздуховоде,дюймвод.столба(Па) 2,0(500) 0,0

Потеридавлениянадросселе,дюймвод.столба(Па) 25,6(6380) 0,0

Потеридавлениянадиафрагме,дюймвод.столба(Па) 3,1(770) 0,0

Установочнаямощностьдвигателя,л.с.(кВт) 125(93) 40(30)

Мощностьдвигателя,л.с. 94 26

Потребляемаявентилятороммощность,кВт 72 22

Годовыеэнергозатраты$28800

ZAR202000RM86000

$8800ZAR62000RM26000


Дополнительная информацияКопиюрецензииданногослучаяможнонайтинасайтепередовыхнаработокМи-

нистерстваЭнергетикиСША:http://www.oit.doe.gov/bestpractices/motors/factsheets/forest_products.pdf.

Выгоды от Оптимизации Систем Вентиляции

УказанияЭто задание соревновательного характера, требующее коллективногомозгового

штурма. Группам за 10 минут требуется перечислить какможно больше преимуществОВСпотремнижеперечисленнымкатегориям.Побеждает группа,котораяпредложитнаибольшеечислодействительныхпреимуществ.

Финансовые/Корпоративные

Обслуживание/Безопасность

Экологические/Общественные


4. Характеристика (кривая) вентилятораХарактеристика вентилятора была разработана производителями,

как способ графического представления способности вентилятора пере-мещать воздух (или другую жидкость) по системе.

Производители устанавливают вентиляторнаиспытательном стенде в лаборато-риисидеальнымиусловияминавходеивыходе,каксхематическипоказанонарисунке4.1(насамомделеконфигурациястенданемногосложнее).Кольцапредставляютсобойдиафрагмыспостепенноуменьшающимисяотверстиями.

Рисунок 4.1 Упрощенная схема определения параметров вентилятора.

Организовав нормальные условия входа/выхода работы вентилятора, техникиизмеряют давление, расходимощность. Полученные данные записываются, откла-дываетсяточканаграфикезависимостидавленияотрасхода.Параметрыпримакси-мальномрасходе,тоестьпридиафрагмесмаксимальнымотверстием,нарисунке4.2обозначеныточкой1.

Затемрасходнесколькоуменьшают(спомощьюследующейдиафрагмы)иизме-ренияпроводятсявновь.Потокпостепенноперекрывают(спомощьюдиафрагмспосте-пенноуменьшающимисяотверстиями),замеряяприэтомдавление,расходимощность.Обратитевнимание,чтосростомпротиводавлениярасходвоздухауменьшается.


Рисунок 4.2 Кривая производительности вентилятора.

Рисунок 4.3 Кривая мощности вентилятора.

Послепроведениязамеровпроизводительностипривсехвозможныхсопротивлени-ях(отполностьюоткрытогодополностьюперекрытого),точкиотмечаютсянаграфике:погоризонтальнойоси–производительность,аповертикальнойоси–давление.Затемточкисоединяютсягладкойкривой.Полученнаякриваяназываетсяхарактеристикой вентилятора.

Хотяданнаякриваяиназываетсяхарактеристикойвентилятора,это«набор точек», соединенных кривой, по которой производитель характеризует свойства конкретного вида вентиляторов. Например, кривая, изображенная на Рисунке 4.2, характеризует венти-лятор с профильными, загнутыминазад, лопатками.Другие виды вентиляторов будутиметьнесколькодругуюформукривой.


Нахарактеристикувентиляторавлияетмножествофакторов,такихкак:

Типвентилятора(формалопаток);Диаметрколеса;Ширинаколеса;Частотавращения;Плотностьжидкости.

Смомента установки вентилятора, на его характеристикуначинают также дей-ствоватьдругиефакторы.Например,еслирабочееколесоповрежденоабразивнымича-стицамиилиизъеденосильнымихимикатами,тоэтоможетсильноотразитсянапроиз-водительностивентилятора.

Рисунок 4.4 Характеристики вентилятора: давление, мощность и КПД.


Физика работы радиальных вентиляторов

Радиальные (центробежные) вентиляторы создают давление с помощью трех раз-дельных, но взаимосвязанных механизмов.Общеедавлениеявляется суммойэффектов:абсолютнойскорости(кинетическая энергия),относительнойскоростилопаток(процесс диффузии)илинейнойскоростиколеса(окружная скорость конца лопаток),котораясоз-даетцентробежнуюсилунамассувоздухавнутримежлопаточныхканалов.Наибольший эффект в развиваемом давлении вносит центробежный эффект.

Действиецентробежнойсилыможнопроверитьнаопытесжестянойбанкойсво-дой,которуюначинаютбыстрораскручивать.Еслибанкараскручиваетсядостаточнобы-стро,товодабудетудерживатьсявсосудецентробежнойсилой.Радиальныевентиляторыработаютпотомужефундаментальномупринципу,чтоудерживаетводувжестянойбан-ке.Привращениивентиляторадвижениевоздухаприобретаетвращательныйхарактеридвижетсявдольвнутреннейповерхностикорпусавентилятора.Когдавоздухдостигаетвыхода,онвылетаетизвентилятора,создаваявоздушныйпоток.Другимисловами,при вращении вентилятора, корпус собирает воздух, замедляет его скорость, тем самым восста-навливая статическое давление, задает направление выходящему потоку воздуха.

Если мы меняем скорость вращения вентилятора, то мы изменяем его способность со-вершать работу над воздухом.Еслимыускоримвращение,товентиляторсможетсовер-шатьбольшуюработунадвоздухом,развиватьбольшедавлениеиперемещатьбольшийобъемвоздуха.Еслимызамедлимвращение,томыуменьшимспособностьвентиляторасовершатьработунадвоздухом,ионбудетоказыватьменьшеедавлениеиперемещатьменьшеобъемвоздуха.ЭтоизображенонаРисунке4.5.

Рисунок 4.5 Производительность вентилятора при различных частотах вращения.


Вывод

Физическиезаконыдиктуют,чтовентилятордолженработатьсогласносвоейха-рактеристике. Это означает, что при определенном противодавлении, которое оказы-ваетсетьнавентилятор,будетиметьместоопределеннаяпроизводительность(расход).(Единственнымисключениемизэтогоправилаявляетсяточкавблизинулевогорасхода,ноэтопроисходиттолькоесливентиляторнаходитсявсрывномрежиме,чегонужноиз-бегать,таккакэтоможетпривестикповреждениювентилятора).

Характеристика сети (кривая сети)

Кривая сети – это графическое отображение того, какое давление необходимо создать, чтобы переместить определенное количество воздуха в данной сети (вентиля-ционной системе).

Словом«система»определяютвсекомпоненты,которыесоединенысвентилято-ром.Кромесамоговентилятора,всистемупромышленнойвентиляциимогутвходить:

Вытяжныеэлементы;Воздуховоды;Регуляторырасхода–дроссели;Фильтры;Теплообменники;Сушилки;Бойлеры;Глушители;Вентиляционныерешетки;Диффузоры;Циклонныесепараторы;Пылеуловители.

Конечно,двигатель,ременнойприводиэлектрическиесоединениятакжеявляют-сяэлементамивентиляционнойсистемы.Еслионифизическиненаходятсяввоздуш-номпотоке,тоониневлияютнатребуемоедавление.Внекоторыхвентиляционныхси-стемахремнипривода,подшипникиидвигателинаходятсяввоздушномпотокеимогутоказыватьнанеговоздействие.

Все эти устройства имеют соответствующие потери давления.Этиустройстваделятсянатрикатегории:

Статические –устройстваостаютсянеизменными.например,воздуховод.Изменяемые(илипостепенноизменяемые)–компонентыустанавливаютсяна

определенныхпозициях,прикоторыхдостигаетсянеобходимыйрасход,например,дрос-сельрегулированиярасхода.Нанекоторыхэлементах,такихкакфильтры,потеридавле-ниямогутизменятьсявтечениеработы.

Динамические–устройства,меняющиесяприпоступлениисигналауправления.


Рисунок 4.6 Типовая кривая сети.

Рисунок 4.7 Изменение кривой сети при загрязнении фильтра.

Взаимодействие вентилятора с сетью

Посколькувентиляторисетьпозаконамфизикиработаютсогласносвоимхаракте-ристикам,тоточкасогласованнойработыдолжнабытьтам,гдекриваясетипересекаетсясхарактеристикойвентилятора,какэтопоказанонарисунке4.8.


Рисунок 4.8 Рабочий режим вентилятора.

Рабочий лист по эффективности вентиляторов и их рабочих колесУказанияРаботаявгруппах,выберитенаиболееподходящийтипвентиляторадлякаждойси-

туации.Выможетепользоватьсясправочнымматериаломпотипамрабочихколес,пред-ставленнымниже.Несмотрянато,чторазныевентиляторымогутприменятьсядляразныхцелей,вэтомупражнениикаждыйтипдолженбытьвыбрантолькоодинраз.

Применение Типвентилятора

A.Цехутребуетсяподача2,4м3/своздуха.

B.Вытяжнойвентиляторперемещает9,4м3/своздуха,содержащегомалоеколичествосухойпыли,пристатическомдавлении2500Па.

C.Высокоскоростнойвентилятордляизмельченияитранспортировкиобрезковбумагивцентральноехранилище.

D.Кондиционер,мощностью25,3МДж/чдолженподавать0,4м3/своздухапристатическомдавлении350Па.

E.Промышленныйпроцесс,требующий24м3/счистоговоздухапристатическомдавлении2700Па.

F.Дляавтодорожноготоннелятребуетсяподача43м3/своздухапристатическомдавлениив400Па.

AFПрофильныелопатки

FCВпередзагнутыелопатки

РПропеллерноготипа

BIЗагнутыеназадлопатки

VAОсевойсоспрямляющимаппаратом

RРадиальный


Сводная таблица видов радиальных вентиляторов

Рисунок колеса

ПредельныйКПД, % Преимущества Недостатки Применение Рекомендации по

оптимизации

Профильныелопатки(АF)

Полный85-91

Статиче-ский80-87

ВысокийКПД.Отсутствуетперегрузкаэлектродвига-теля.СамыйвысокийКПДизвсехтипов.

Высокаяокружнаяскоростьлопаток.Сравнительношумныйпривысокомдавлении.Полыелопастимогутнапол-нитьсягрязьюиливлагой,чтоприводиткдис-балансу.

Процессы,требующиесреднегодавления,такиекаквысоко-скоростнаяилиприточнаявентиляция.

Можетприме-нятьсядажевгрязныхпромыш-ленныхусловиях,еслиестьпылеу-лавливающаяка-мераилифильтр.Требуеттщатель-нойрегулировкирабочегозазорамеждурабочимколесомивход-нымколлектором.

Загнутыена-задлопатки

Полный80-86


ХорошийКПД,второйпослевентилятораспрофильнымилопатками.Неперегружаетдвигатель.Можетиметьхарактеристикубезсрыва.

Высокаяокружнаяско-ростьлопаток.Высокийуровеньшумапривысо-комдавлении.Нанижнейповерхностилопатокможетосаждатьсяпыль,еслионаестьвпотоке.

См.примене-ниевентиляторовспрофильнымилопатками.

Можетработатьпригрязныхусловиях,гдепро-фильныелопаткимогутэроди-роваться(приотсутствиилипкихилиабразивныхчастиц).

Назадзагну-тыелистовые

(прямые)лопатки

Полный75-80


СравнительновысокийКПД.

Неперегружаетдвигатель.

Можетиметьместосрывпотокапрималыхрасходах.Высокаяокружнаяскоростьлопаток.Болеешумныеименеепрочныелопаткипосравнениюспредыдущими.

См.примене-ниепрофиль-ныхиназадзагнутыхлопа-ток.

Можетработатьпригрязныхусловиях,гдепро-фильныелопаткимогутэроди-роваться(приотсутствиилипкихилиабразивныхчастиц).

Радиальнооканчи-

вающиесялопатки

Полный70-75


Прочноерабочееколесо.УмеренныйКПД,новыше,чемуколессчи-сторадиальны-милопатками.

Возрастающаякриваямощности.Шумнее,чемFCилиBI

Вытяжнаявентиляциясвысокойконцентрациейпыли.

Рассмотритевоз-можностьсменынаFCилиBI,еслипылеваянагрузкамалаичастичкипылинелипкиеилиабразивные.





Радиальныелопатки

(спереднимизаднимдиском)

Полный65-70


Оченьпрочноерабочееколесо,проствиз-готовлениииремонте,можетработатьпривысокихна-грузкахбольшойконцентрациейпыли

Возрастающаякриваямощно-сти.Шумнее,чемсрадиальноокан-чивающимисялопатками.

Промышленнаявытяжнаяуста-новка,большаяконцентрацияпыли.


Радиальныелопаткибезпереднего

диска

Полный60-65


Прочноеколе-со,заднийдискпредотвращаетнаматываниедлинныхволок-нистыхматериа-ловнавал.

Возрастающаякриваямощ-ности.Болеешумный,чемпредыдущий

Работасво-локнистымиматериалами:шерсть,длин-наястружкаит.д.


Радиальныелопатки,безпереднегои

заднегодисков

Полный55-60


Прочное,про-стоерабочееколесо,редкоза-соряется,легкоочищаютсяиремонтируются.

НизкийКПД.

Возрастающаякриваямощно-сти.Можетработатьпривысокихтемпературах,нооченьшумный.

Транспорти-ровкаматериа-ловилюбоедр.применениепривысокойконцентрациипыли


Впередзагнутые

лопатки(FC)

Полный55-65


Работаетпрималыхокруж-ныхскоростях.Менеешумныйиболееком-пактный.

Сильновозрас-тающаякриваямощности.Нестабиленпрималыхрасходах.Слабоерабочееколесоограни-чиваетчастотувращения.

Всевидывентиляциипринизкоматмосферномдавленииивсистемахвентиляциизаводов.

Нерекомендуетсяиспользоватьвпромышленныхцелях,кромемалоразмерныхсистемконди-ционирования.Восновномприменяютсявнебольшихкон-диционерахиобогревателях.


Сводная таблица осевых и других типов вентиляторов




Пропел-лерноготипа(Р)

Общийдо50

Статическийменее40

Низкаяначаль-наястоимостьипростотауста-новки.Развиваемоедавлениеможнонесколькоувеличить,еслиустановитьвентиляторвдиафрагме.

МалыйКПДималоедавлние.

Восновномбезвоздуховодовпринебольшихдавлениях.

Зачастуюлучшийвыбордлявенти-ляциимагазинов.

Осевойвентиляторвцилинд-рическомкорпусе

Полный75-80

Статический60-65

Компактный.Незакрученныйпоток.

Устанавливаетсявлюбомполо-жении–гори-зонтальноиливертикально.

Высокаяокруж-наяскоростьлопаток.Уровеньшумавыше,чемуцентробежных.Создаетотноси-тельнонизкоедавление.

Всеслучаи,когдатребуетсянизкоедавле-ние.

Ищитевентиляторспрофильны-милопатками,низкимшумомивысокимКПД.

Осевойсоспрямля-

ющимилопатками

(VA)

Полный80-85


Незакрученныйпоток.

Устанавливаетсявлюбомполо-жении.

Какуосевоговцилиндричес-комкорпусе,номенеевыражен-ные.

Какиуосевоговкорпусе,атакжебольшиесистемывен-тиляции,такиекакдорожныетуннелиилиметро.

Диффузорынавыходепреобра-зуютбольшуюскоростьвполез-ноестатическоедавление.Бездиффузорачастьдинамическогодавлениябудетпотерянной.





Вентиляторвстречноговращения

Полный70-80


Незакрученныйпоток.Устанавливаетсявлюбомполо-жении.Небольшаяза-круткапотокапередвторымколесомпозво-ляетсоздаватьболеевысокоедавление,чемвобычномдвух-ступенчатомвентиляторе.Пусковойтокменьше,т.к.распределяетсямеждудвумядвигателями.

Такиеже,как2предыдущих,нотольковмень-шейстепени.

Глубокаясрыв-наязонавхарак-теристике.

Какиуосевыхвентилято-ров+задачи,требующиеболеевысокогодавления.

Уменьшитепу-сковуюсилутока.Восстановитеэнергиюзакручен-ногопотока.

Диаго-нальный

вентилятор

Полный75-80

Статичес-кий70-75

Незакрученныйпоток.Можноустано-витьвлюбомместеввоздухо-воде.Используетсядлясозданиябольше-годавления,чемосевыевентиля-торы.Меньшаяокруж-наяскорость-меньшешум.

Спрямляющиелопаткисильнонагруженыиз-заболеевысокогодавления.Вбольшинствеконструкциймаксимальныйдиаметркор-пусабольше,чемдиа-метрывходногоиливыпускногоот-верстий.

Большиевен-тиляционныесистемы,гденеобходимобольшеедавле-ниеимень-шийуровеньшума,чтодаетданномутипупреимуществапередосевымивентиляторами.

Эффективенвне-большихсистемахкондиционирова-ния.

Диамет-ральный

вентилятор

Полный40-45

Статичес-кий25-30

Равномерныйпоток.

Длинныйиузкийвыходпотока.Определенныеприменения

НизкийКПД.

Создаетнизкоедавление.

Доводчики.Комнатныекондиционеры.Комнатныеобогреватели.Воздушныеза-весы.

Идеалендлявоз-душныхзавесидлядоводчиков.


5. Оценка способов регулированиявентиляторов

Краткий обзор

Вентиляторы–машиныпостоянногообъема.Длярегулированиярасходаисполь-зуютсятакиеэлементы,какдросселиирегулируемыеприводы.Некоторыеизметодов(регулируемыевходныеаппараты,регулируемыеприводы)могутуменьшатьрасходта-кимобразом,чтомощностьвентиляторазначительноуменьшается;другиеспособы(жа-люзийныедросселинавыходе)уменьшаютрасходиперекрываютего,третьи,например,жалюзийныедросселинавходе,выполняютиту,идругуюфункции.

Дросселированиерасхода(запирание)иногданазывают«поездкапокривойвенти-лятора».Неопытныеоператорынаблюдаютзапонижениемсилытокапридросселирова-ниирасходаиошибочнополагают,чтоэтоположительныйрезультат.Ксожалению,онинезамечают,чтовозникаютпотериэнергиииз-западениядавлениянадросселях.

Дросселиэтоустройства,которыезамедляютиличастичноблокируютвоздушныйпоток.Исторически,дросселииспользовалисьвпроцессах,вкоторыхбылнеобходимпеременный расход и в основном, когда необходимо приспособить переразмеренныйвентилятор под требования производственного процесса. В результате подобных дей-ствийсильнопадаетэффективностьвенсистемы.Почтивсегдачастичноилипочтиза-крытыйдроссельявляетсяхорошиминдикаторомвозможностизначительнойоптими-зациипроцесса.

Дроссели,влучшемслучае,должныиспользоватьсядлянезначительнойкоррек-тировки расхода, не более 10%. Они не должны использоваться как дросселирующееустройстводляподгонкинегабаритноговентиляторадлясоответствиянуждампроцес-са.Рациональнееснизитьскоростьвращенияилиустановитьдругойвентилятор,вэтомслучае,этопозволитвамсэкономитьэнергию.Регулировкарасходадросселемприводиткпустойтратеэнергиииможетвызватьпульсациипотока,что,всвоюочередь,можетпривестикпроблемамвовремяпроцессаиполомкевоздуховодов.


Рисунок 5.1 Элементы вентилятора.(СобственностьAMCA)

Допоявлениянедорогихинадежныхрегулируемыхприводов,дросселибылиедин-ственнымспособомдинамическогорегулированиярасходавсистеме.Вследствиеэтого,производственныесистемывентиляциисодержатбольшиевозможностиоптимизации.Системыдинамическогорегулированияпотоков старшепятилет такжемогутявлять-сяобъектамиоптимизации.Вслучаеновыхсистем,обратитеськРисунку5.1.Следуетизбегатьдросселей,расположенныхкакнавходе,такинавыходе.Регулируемыйвход-нойнаправляющийаппарат(ВНА)подходиттолькодлякорректировкипотокана10или15%.Подробнаяинформацияпредставленаниже.

Дросселиклассифицируютсяпосвоемурасположениювсистемеитипом.

Частотно-регулируемые приводы (ЧРП – англ. VFD)

Частотнорегулируемыеприводы(ЧРП),известныподнесколькиминазвания-ми:ПриводыПеременнойЧастоты(ППЧ),ПриводыРегулируемойСкорости(ПРС)иприводШиротно-ИмпульснойМодуляции(ШИМ).Всеназванияотносятсяпрак-тическикодномуитомужеустройству.ИхКПДварьируетсяот90до95%отрасчет-ноймощности.


Регулируемыеприводыобеспечиваютневероятную гибкость. Они могу постоян-но регулировать скорость мотора, а, следовательно, и мощность вентилятора, чтобы соот-ветствовать меняющимся требованиям к расходу во время производственного процесса.Запоследниенескольколетстоимостьприводовстремительноснижалась,аихнадежностьувеличивалась.

Замедляячастотувращениявентилятора,ЧРПуменьшаетспособностьмашинысо-вершатьработу.Когдавентиляторзамедляется,онуменьшаетрасходидавление.Нари-сунке5.2видно,чтопризамедленииЧРПчастотывращениявентиляторарабочаяточкасдвигаетсяспозиции1на2.Мощностьвентиляторауменьшитсявсоответствиисзакона-миподобиявентиляторов(втретьейстепениизменениярасхода).(см.Рисунок5.3).

Рисунок 5.2 Характеристики вентилятора с ЧРП.

Дляэлектромоторовмалоймощности(меньше15кВт)приобретениеприводарегу-лируемойскоростиможетобойтисьдешевле,чемфинансово-экономическийрасчетдляопределенияпередаточногочисладляновогоременногопривода.ДлямощныхмоторовприменениеПРСможетбытьвесьмадорогостоящиммероприятием.Вкачествеменеедорогойальтернативыэтоможетбытьременнойпривод,новоерабочееколесоилидаженовыйвентилятор–еслирасходотносительнопостоянный.

ЧРП отлично проявляются в процессах, когда требуется регулирование расхода.Есливентиляторвдваразабольшечемтребуется,ипроцесстребуетизменятьрасход,тозадумайтесьоприобретениивентилятораменьшихразмеровименеемощногодвигателяиЧРП.Возможно,этобудетнаиболееподходящеесфинансовойточкизрениярешение.


Надежность

Специалисты,изучающиенадежностьмеханическихи электрических устройств,относятся настороженноксредне-вольтажнымЧРП. Темнеменее,приводынизкогонапряжения (менее 550В ) обычно весьма надежны, если соответствуют техническимусловиям и приобретаются у надежного производителя. Будьте осторожны! ИногдаЧРПсоздаютпроблемыскачествомэлектроэнергии,чтоможетнанестиущербкомпью-терам,электроннымустройствамидажедругимЧРП.

Рис. 5.3 Кривые мощности вентилятора с ЧРП.

Управление регулируемым входным направляющимаппаратом (ВНА – англ. VIV)

РегулируемыйВНА–регулируемыйвходнойнаправляющийаппаратсостоитизлопаток,внешнепохожихнатреугольныесегментыпирога(см.рисунок5.4),которыеустановленыпередвходнымотверстиемвентиляторакаклопаткипропеллера,приэтомопаткимогутповорачиватьсядляувеличенияилиуменьшениярасхода.


Рисунок 5.4 Регулируемые ВНА. (СобственностьAMCA)

РегулируемыйВНАсоздает закруткупотокана входе в вентилятор, что «разгру-жает»вентиляторисокращаетэнергопотребление,темсамымизменяяпроизводитель-ность.РегулируемыйВНАнемногоболее эффективнеевходнойкоробкисдросселемспротивоположнымиилипараллельнымилопатками,ноегоследуетприменятьтолькодлянезначительнойкорректировкирасходас100%до85%(отмаксимальногорасхода).Длятакихцелейониявляютсяоченьэкономичнымиэффективныминструментом.

Тем не менее, когда они открыты менее, чем на 75%, они начинают затруднять движе-ние воздушного потока и работают как дроссели, перекрывающие поток.Обратитевнима-ниенаизменениякривойвентиляторанаРисунке5.5.

Рисунок 5.5 Характеристика вентилятора при регулировании ВНА.


Угол установки лопаток ВНА влияет также и на мощность вентилятора.НижеизображенытипичныекривыемощностиприразныхположенияхВНА.Обратитевни-мание,чтопотребляемаямощностьсдвигаетсяотточки1кточке2когдалопаткиза-крытына75%.

Рисунок 5.6 Кривые мощности при регулировании ВНА.

Система,вкоторойлопаткиВНАоткрыты,например,на40%,вероятноперераз-мерена.Еслиэтотак,сначалауменьшитенаскольковозможночастотувращения,азатемиспользуйтеЧРПдлярегулированияверхнегопределановогоуменьшенногодиапазонапроизводительности.

Установка регулируемого ВНА на вентилятор, диаметр которого менее 500мм,обычнонеслишкомудачноерешениепотому,чтонавентиляторахмалыхразмеровцен-тральныймеханизм«затеняет»значительнуючастьвходаввентилятор.Вследствиепо-добной блокировки на малых вентиляторах происходит падение давление даже когдаВНАполностьюоткрыт.

Регулирование входным жалюзийным дросселем

Параллельные лопаткиПараллельные лопатки – параллельные лопатки данного типа дросселя имеют

склонностьнаправлять поток к одной стороне воздуховода, что создает неравномерное рас-пределение скорости движения воздуха.

Жалюзийныедросселиспараллельнымилопаткамилучше всего применять в качестве запорного клапана, когда он полностью открыт или полностью закрыт, напримерприосевомвытяжномвентилятораилиприпараллельнойработенесколькихвентиляторов:когдавен-


тиляторработает–клапаноткрыт,акогдавентиляторнеработает–клапанзакрыт.Иногдаихиспользуютнавходедлянебольшой«разгрузки»вентиляторапосредствомсоз-данияпредварительнойзакруткинавходеввентилятор.

Жалюзийный дроссель на входе (ILD)–дроссель,установленныйнавходевентилятора.ILDдросселииме-ютпараллельныелопаткиииспользуютсявместесвход-нымикоробками.Когдадроссельначинаетзакрываться,воздухнаправляетсякоднойсторонекоробкиисоздаетпредварительнуюзакруткупотока,которая«разгружает»вентиляторэффективнее,чемдроссельнавыходе.

Несмотрянато,чтожалюзийные дросселинавходеэффективнее,чемнавыходе,следуетизбегатьихприме-нениявсовременныхконструкциях,аеслиониустанов-ленывстарыхсистемах–этоиндикаторвозможностиоптимизации.

Нарисунке5.8(см.ниже)рабочаяточкауказанакакточка1,когдадроссельпол-ностьюоткрыт.Кактолькодроссельначинаетзакрываться,рабочаяточкавентсистемысдвигаетсявточку2ивточку2’вентилятора.Обратитевнимание,чтодействиедросселяскладываетсяиздвухкомпонентов.

Первыйкомпонент,вызывающийуменьшениерасходасвязанспредварительнойзакруткойпотока,авторойсаэродинамическимипотеряминадросселе.Точка2”ото-бражаетрабочуюточкувентилятораспредварительнойзакруткой,арасстояниеповер-тикалиот2до2”обозначаетпотеридавленияназаглушке.

Рисунок 5.8 Регулировочные характеристики вентиляторас жалюзийным дросселем на входе (ILD).

Рисунок 5.7 Дроссельс параллельными лопатками.

(СобственностьAMCA)


Рисунок 5.9 Кривая мощности вентилятора с жалюзийным дросселем на входе (ILD).

Управление посредством жалюзийного дросселя на выходе

Противоположно вращающиеся лопатки – каждая ло-патка вращается в противоположном направлении относи-тельно соседней.Этотвиддросселясоздаетотносительноравномерныйпоток за дросселем иотличаетсябольшейстабильностьюрегулирования,чемдроссельспараллель-нымилопатками.

Жалюзийный дроссель на выходе (OLD) – Дроссель,устанавливаемыйнавыходевентилятора(такженазывае-мой«выхлопом»).

C точки зрения эффективности, это самое худшее место во всей системе вентиляции для установки дросселя.Потоквоздуха,выходящийизвентилятора,имееткрайненеравномерноеполескоростей,из-затого,чтобольшаяегочастьприлегаеткоднойизстеноквыходногопатрубка.Врезуль-татепотокпытается«протиснуться»черезчастьщелейдросселя,см.рис.5.11.Когдаэтамассаразогнанноговоздуха«ударяется»олопаткидросселя,потериэнергиизначитель-новыше,чемприведенныевкаталогедлядросселя,посколькукаталогподразумеваетравномерноераспределениескоростипотокаповсемувходномусечениюдросселя.

Рисунок 5.10 Дроссельс противоположно

вращающимися лопатками. (СобственностьAMCA)


Рисунок 5.11 Распределение скорости на выходе вентилятора. (СобственностьAMCA)

Дроссель в сети – дроссель, установленный в любом месте воздуховода. Это может быть дроссель с противоположно вращающимися или параллельными лопатками, «бабочка» или одностворчатый.

Дроссельвсети,накотороместьзначительныепотеридавления,служитиндикато-ромвозможностиоптимизации.

К сожалению,множество вентиляторов управляютсяжалюзийнымидросселяминавыходе.Существуетдваосновныхпредставленияодросселяхвсети.Водномслучаеклапанвоспринимаетсякакчастьсистемы.Нарисунке5.12видно,чтосзакрытиемдросселявозрас-таетсопротивлениесистемы,ирабочаяточкавентиляторасмещаетсяпокривойвточку2.

Рисунок 5.12 Характеристика вентилятора с жалюзийным дросселем на выходе.


Поэтомуэтотспособуправлениятакжеизвестенкак«поездкапокривойвентилятора».

Рисунок 5.13 Кривая мощности вентилятора с жалюзийным дросселем на выходе.

Анализ эффективности регулирования радиальных вентиляторовУказанияРаботаявнебольшихгруппах,используяинформациюобуправлениивентилято-

рамиспредыдущихстраниц,выполнитезадания:(1)Поставьтевсоответствиесметодамирегулированияихописания;(2)Оценитеэффективностьметодоврегулированиявентиляторомпошкалеот

4до1,где4–максимальнаяэффективность.

Описание Методуправления

Эффективность[4=Лучший]

A.Электронныйспособрегулирования,постоянноуправляющийдвигателемичастотойвращениявентилятора.

B.Дроссель,ссегментными(вформепирога)радиальнымилопатками,установленныйнавходевентиляторадлясозданияпредварительнойзакруткипотока.

C.Жалюзийныйдроссельспараллельнымилопатками,установленныйнавходевентилятора.

D.Дроссельнавыходевентилятора.

IBD–Дроссельнавходнойкоробке,VFD(ЧРП)–Частотно-регулируемыйпривод,

OD–Выпускнойклапан,VIV(ВНА)–Регулируемыевходныелопасти.


6. Основные этапы Оптимизации Вентиляционных Систем

Обязанности пользователя:1.Проводитьпредварительнуюоценкудлявыявленияиндикаторовнеэффектив-

ныхсистемвентиляции,такихкак:препятствиянапутивоздушногопотока,непродук-тивныйрасходвоздухаиливентиляторыбольшихразмеров,чемтребуетсядляпроцесса.

2.Определениестоимостиэксплуатации,измериврасходэлектроэнергии.3.ВыберитенаиболееприоритетныецелиОВС,сделаввыводыонесоответствии

вентиляторовипотребностейпредприятия.4.ВыделитесредствадлянаймаэкспертапоОВС.

Обязанности эксперта ОВС:5.Осмотризамерыввентиляционных(ой)системах(е).6.ВыбратьоптимальнуюстратегиюОВСиподсчитатьстоимостьпроектаиэконо-

миюэнергии.

Обязанности пользователя:7.ВыделитьсредствадляреализациипроектаОВС.8.РеализоватьпроектприпомощисобственныхилиприглашенныхэкспертовОВС.

Работа с Контрольным листом ОВСЧастотно Регулируемый ПриводЕсливсистемеужеиспользуетсяЧРП,тосистеманеявляетсяхорошимобъектом

дляоптимизации.ЧРП,вероятно,охватилбольшуючастьпотенциальнойэкономии.

Дроссели Выход потока.Сетисдросселяминавыходе,находящиесяпостоянновпочти

закрытомположенииявляютсяпервостепеннымиобъектамиоптимизации.Уменьшитечастотувращениявентилятора, заменившкивы,иоткройтедроссель.Регулируемыеипрактическиоткрытыезаглушки–хорошиеобъектыоптимизации.

Вход в вентилятор. Схожесхарактеристикамидросселейнавыходе,нонемноголучше.

Регулируемые ВНА.ЕслилопаткиВНАобычнозакрытые,товэтойсистемеестьпотенциальнаявозможностьоптимизации.РегулируемыеВНАявляютсяоченьэффек-тивныминедорогимспособомнезначительнойрегулировкирасходав85%-100% отмаксимальногорасхода.


Привод вентилятора.Частотувращенияпринепосредственномприводе(колесонавалудвигателя-прим.перев.)трудноуменьшить,покавынеприобрелиЧРП.Сдругойстороны,клиноременнуюсистемуможномодифицироватьпростоинедорого.

Рабочее колесо вентилятора. Вентиляторысрадиальнымиилисвпередзагнутымилопаткамименееэффективны,чемназадзагнутые;вентиляторыспрофильнымилопат-ками–наиболееэффективные.Ихотявентиляторыспрофильнымилопаткамичувстви-тельныкгрязи,онииногдамогутустанавливатьсяв«чистых»частяхсети,например,по-слемокрогоилимешочногопылеуловителя.

Нагрузка. Старыесистемыспеременнойнагрузкой(такие,каксиловойзапускилипрерывистаянагрузка)частоявляютсяхорошимиобъектамидляоптимизации.Припо-стояннойнагрузкевомногихслучаяхоптимизацияможетбытьпроведеназасчетнедо-рогихприемов,типаизменениячастотывращенияилисменышкивов.

Проблемы обслуживания.Проблемыприобслуживанииявляютсяхорошиминдика-торомвозможностиоптимизации.Обратитевниманиенатакие«симптомы»,какизлиш-неетепло,вибрацияишум.Этоформынеэффективнорасходуемойэнергии,которыеведуткпреждевременныминеоднократнымполомкамоборудования.

Планы модернизации.Лучшевсегопроводитьоптимизациюсистем,когдаВыпро-изводите другие капитальные улучшения. Вы и так закупаете и устанавливаете новоеоборудование,поэтомудополнительныерасходынаповышениеэффективностибудутнезначительными.

Размеры вентилятора.Проектыпооптимизациикрупныхсистемвентиляциипред-полагаютбольшуюпотенциальнуюэкономиюсредств,чеммалоразмерныхсистем.

Пример контрольного листа ОВСДлянаглядногопримерарассмотримнагнетательвоздухадлягорелкизаводаОСП,

котораяиспользоваласьдляподачивоздухавкамерусжиганиядревесныхотходов(Ри-сунок4.1).

Вспомнимхарактеристикиданноговентиляторадоегооптимизации:Радиальноерабочееколесо;Двигатель125л.с.(93кВт);Дроссельнавыходеиспользовалсядляуменьшениярасходавоздухадлядости-

женияоптимальногогорения;Дроссельвосновномпочтизакрыт;Продолжительноевремяработы;Работаетсчистымвоздухом;8000часовработы.

ХарактеристикиданноговентиляторабылииспользованыдлязаполненияКон-трольноголистаОптимизацииСистемыВентиляции.

Пример контрольного листа ОВСУказания. Используйтеэтотконтрольныйлистдлякачественноговыборанаиболее

приоритетногопроектапооптимизациивентиляционныхсистемнавашемпредприятии.Сделайтекопииданноголистадлякаждойважнойсистемы,котораяработает4000иболеечасоввгод,затемпройдитесьпоспискуипроставьтебаллывозлесуществующихусловий.

Затем, если присутствуют какие-либо индикаторы в управлении, производстве или об-служивании, добавьте баллы за размер и часы работы следующим образом:*Еслисистемаработаетболее6000часовв год,прибавьтеодинбалл.**Еслисистемамощнее100кВтприбавьтепобаллузакаждые100кВт(200кВт=2балла,300кВт=3баллаит.д.).


Такжеприбавьтеодинилинесколькобаллов,еслиестьсерьезныепроблемыприпроизводствеилиобслуживании.Дваиболеебалловсвидетельствуютопотребностивоптимизации.4иболеебалловозначаютзначительнуювозможностьоптимизации.

Примечание:ВентиляторысЧРПобычнонеявляютсяподходящимиобъектамиопти-мизации.

Типвентилятора –Нагнетатель воздуха горелки для сушильного аппаратасердцевины ОСП (схожий с сушильным аппаратом поверхностного слоя плит ОСП)

Естьвлисистемекакие-либопроблемы?–Система кажется слишком большойБаллы**Баллы*11Двигатель93кВт11Времяработы24/7/365=8,000+Сосчитайтебаллы1+1+2+1+1=6

Управление Производство Обслуживание

Баллы Баллы Баллы

2 ___ Байпассирование

2 2 Дроссель на выходе

1 ___ Дроссель на входе

1 ___ Регулируемый ВНА

1 ___ Дроссель в сети

1 1 Дроссель почти закрыт

1 ___ Вентилятор работает, когда нет необходимости

2 ___ Система нестабильна / трудности с управлением2 ___ Система ненадежна, частые поломки1 ___ Недостаток расхода или давления

1 ___ Очень шумная система

1 ___ Отложения на лопатках

1 ___ Необходима регулярная сварка поломанных воздуховодов

1 1 Радиальный вентилятор, требующий очистки воздуха

Предприятие/Контактнаяинформация/Телефон/Факс:____________________________________________________________________

Применение контрольного листа ОВСУказания. ВампредоставленодвапустыхКонтрольныхлистапоОптимизацииВен-

тиляционныхСистемнаследующихстраницах,чтобывысмоглиихзаполнитьдлякаж-договентилятора,опираясьнаимеющуюсяинформацию.

Случай A. Вытяжные вентиляторы сушильного аппарата на заводе ОСПВытяжнойвентилятор(дымосос)сушильногоаппаратамощностью350л.с.(261

кВт)переноситстружкучерезбарабаннуюсушилкуициклонныесепараторы. Лопаткивентилятора–радиальныеиз-заналичиязагрязняющихпримесейв

воздушномпотоке.Дросселинавходепрактическизакрыты.8760часовработы.

Случай Б. Вытяжной вентилятор E-Tube ПередвытяжнымвентиляторомE-tubeрасположенодностворчатыйдроссель,

которыйпочтизакрыт.Последросселяустановленэлектростатическийфильтр.


Послеэлектростатическогофильтрачистый,насыщенныйвлагойвоздухвсасы-вается вытяжным 150 л.с. вентилятором с радиально оканчивающимися лопатками иудаляетсясцеха.

Системазабираетбольшоенаружноговоздуха,чтонеявляетсяпроблемойлетом.Темнеменее,зимойработникипредпочитаютдержатьдверизакрытыми,поэтомуцехработаетвусловияхразрежения.

8760часовработы.

Пример контрольного листа ОВС (Случай А)Указания.Используйтеэтотконтрольныйлистдлякачественноговыборанаибо-

лееприоритетногопроектапооптимизациивентиляционныхсистемнавашемпред-приятии. Сделайтекопииданноголистадлякаждойважнойсистемы,котораярабо-тает 4000иболеечасов в год, затемпройдитесьпо спискуипроставьтебаллывозлесуществующихусловий.

Затем, если присутствуют какие-либо индикаторы в управлении, производстве или об-служивании, добавьте баллы за размер и часы работы следующим образом:*Еслисистемаработаетболее6000часоввгод,прибавьтеодинбалл.**Еслисистемамощнее100кВтприбавьтепобаллузакаждые100кВт(200кВт=2балла,300кВт=3баллаит.д.).


Примечание. Вентиляторы с ЧРП обычно не являются подходящими объектамиоптимизации.

Типвентилятора___________________________________________________Естьвлисистемекакие-либопроблемы?_______________________________Баллы**Баллы*1__Двигатель__кВт,1_Времяработы__________Сосчитайтебаллы_______________




2 ___ Дроссель на выходе




1 ___ Дроссель почти закрыт


2 ___ Система нестабильна / трудности с управлением

2 ___ Система ненадежна, частые поломки

1 ___ Недостаток расхода или давления




1 ___ Радиальный вентилятор, требующий очистки воздуха

Предприятие/Контактнаяинформация/Телефон/Факс:____________________________________________________________________


Пример контрольного листа ОВС (Случай Б)Указания.Используйтеэтотконтрольныйлистдлякачественноговыборанаибо-

лееприоритетногопроектапооптимизациивентиляционныхсистемнавашемпред-приятии. Сделайтекопииданноголистадлякаждойважнойсистемы,котораярабо-тает 4000иболеечасов в год, затемпройдитесьпо спискуипроставьтебаллывозлесуществующихусловий.

Затем, если присутствуют какие-либо индикаторы в управлении, производстве или об-служивании, добавьте баллы за размер и часы работы следующим образом:*Еслисистемаработаетболее6000часоввгод,прибавьтеодинбалл.**Еслисистемамощнее100кВтприбавьтепобаллузакаждые100кВт(200кВт=2балла,300кВт=3баллаит.д.).


Примечание. Вентиляторы с ЧРП обычно не являются подходящими объектамиоптимизации.

Типвентилятора___________________________________________________Естьвлисистемекакие-либопроблемы?_______________________________Баллы**Баллы*1__Двигатель__кВт1_Времяработы__________Сосчитайтебаллы_______________




2 ___ Дроссель на выходе




1 ___ Дроссель почти закрыт


2 ___ Система нестабильна / трудности с управлением

2 ___ Система ненадежна, частые поломки

1 ___ Недостаток расхода или давления




1 ___ Радиальный вентилятор, требующий очистки воздуха

Предприятие/Контактнаяинформация/Телефон/Факс:___________________________________________________________________


7. Методы расчета стоимости эксплуатации вентиляционных системВентиляционныесистемыспособныпередаватьогромноеколичествоэнергииив

тожевремяпотреблятьзначительноеколичествоэлектроэнергиизагод.Поэтомуважнопроводитьрасчетыэнергопотребленияиежегодныхрасходовнаэлектроэнергию.

Почему надо рассчитывать стоимость эксплуатации?Существуетрядпричин,покоторымследуетпроводитьрасчетыстоимостиэксплу-

атациивентилятораспособом,известнымкакБэйслайнинг(Baselining):Документированиетекущегосостояниясистемы.Возможностьточных расчетов экономии.Позволяетдокументироватьрезультатыуправленияпослезавершенияпроекта.

МетодыСуществуетнесколькоспособовоценкистоимостиэксплуатациивентиляционных

систем:Методоценкимощностиваттметромобладаетвысокойточностью,нотребует

применениядорогостоящегоприбора.Другимнедостаткомданногоспособаоценкияв-ляетсяточечныйхарактеризмерений.

Записывающий ваттметр, устанавливаемый для снятия замеров в производ-ственномпроцессенаопределенныйпромежутоквремени(нанеделю),являетсянаи-лучшимрешениемпроблемыоценкипотребленияэлектроэнергии.Наданномизмери-тельном приборе можно отслеживать любые изменения потребления во времени ипродолжительностьработыоборудования.

Широкоприменяетсявольт-амперныйметод.Этосвязаностем,чтоизмери-тельныеприборыдляданногометоданетакиедорогостоящиеилегкодоступные.Несмо-трянато,чтометодоснованнареальныхизмерениях,онзависитотвычислениякоэф-фициентамощностидвигателя,чтовноситнекоторуюнеточность.

Расчетмощностипохарактеристикевентилятораявляетсяхорошимспособомдля перекрестной проверки остальных трех способов. В сочетании с ваттметром иливольтамперметром,данныйметодможетвыявитьвозможностиоптимизации.

Вышеперечисленныеметодыможнораспределитьпоточностиирезультативностиследующимобразом:

1.Вольтамперметр Хорошо

2.Ваттметр Лучше

3.Пишущийваттметр Наилучший

4.Расчетпотребляемойпохарактеристикеперекрестнойпроверкивентилятора

Применяетсядляперекрестнойпроверки


Некоторыеизметодовмогуттребоватьналичиеинформации,которойуваснет.Привыбореметодеопирайтесьнанаиболееполнуюинформацию,котораяВамдоступна.

Сбор предварительной информацииДля всех вышеперечисленных методов вам нужно иметь точную оценку двух

факторов:1.Количествочасовработывгод;2.Средняястоимостьэлектроэнергии.Средняя стоимость или тариф на электроэнергию обычно выражаетсяврандах(на-

циональная валюта ЮАР и Единой Валютной Зоны – Южноафриканский ранд) накиловатт-час(сокр.ЮАР/кВт-ч).

Чтобыопределитьваштарифнаэлектроэнергию,просмотритесчетазаэлектро-энергиювашегопредприятиязапоследние12месяцевинайдитеодинилидвамесяца,которыевыглядятодинаково.Найдитевсчетедвецифры:

1.Полнаясуммасчета(ЮАР);2.Общийрасходэлектроэнергии(кВт-ч).Разделитеполнуюсуммусчетанаобщееколичествокиловатт-часов,чтобыполу-

читьтарифнаэлектричестводлявашегопредприятия(ЮАР/кВт-ч):

(7.1)

Electric_Rate=средняястоимостьвЮАР/кВт-ч;Bill_Amount=общаясуммасчетазавыбранныйпериодвЮАР;Energy_Used=КоличествокВт-ч,использованныхзавыбранныйпериод,указан-

ныйвсчете.Например,посчетумесячныйрасходэнергиисоставил400,000кВт-ч,чтопостои-

мостисоответствует280000ЮАР.Применяемвыражение(7.1)

Вбольшинствеслучаев,определениетарифанаэлектроэнергиюявляетсяадекват-нымдляосуществленияточныхрасчетовстоимостиэксплуатации.

Рисунок 7.1 Дымосос бойлера.


Таблица 7.1 Спецификация дымососа бойлера (Пример).

100%(Расч. расход) 60% 40%

Метрич.Брит.



Тепловаямощностькг/чпара 75000 45000 30000

Часов/год 100 4500 3500

ВыбросCO2% 13 11,5 11,0

Температураудаляемыхгазов°C 170 155 145

Плотностьгазакг/м3(фунт/фут3) 0.80 0.80 0.

Дроссель%открытия 70% 55% 25%

P1FiringchamberpressurePa -150 -140 -130

P2UpstreamofdamperPa -630 -290 -230

Р3ДавлениенавходеввентиляторПа -830 -900 -970

Р4ДавлениенавыходевентилятораПа,(дюймов.водн.ст.) 80 60 30

ПерепаддавлениянавентилятореПа(д.в.с.)

880Па3,5д.в.с.

960Па3,9д.в..с.

Падюймовводн.ст.

Расчетныйрасходм3/с(кфм)

4085,000

2451,000 16

Необходимоедавление(меньшепотерьнадросселе)

810Па3,3д.в.с.

350Па1,4д.в.с.

Пад.в.с.

Частотавращениявентилятора,об/мин 985 985 985

Типвентилятора BISISW BISISW BISISW

Пиковаяпроизводитель-ностьвентилятора 80% 80% 80%

ПаспортнаямощностьдвигателякВт(л.с) 55 55 55

КПДмотора% 93%(средн.) 93% 93%

Номинальноенапряжениедвигателя 400 400 400

Полнаянагрузкадвигателя,А 100 100 100

Замеренноенапряжение 400 400 400

Замереннаясилатока,А 93.8 79.4 68.6

Замеренные,кВт 52 44 N/A


Рабочий лист для вольтамперметрного метода (Образец)

Указания.Используя имеющуюся информацию заполните данный рабочий листдлякаждоговентилятораилирабочегопараметра.

Шаг 1. Подсчитайте электрическую мощность,потребляемую двигателем

Из спецификации вентиляционной системы, введите среднюю силу тока и напряжение в Поля 1 и 2.

Средний ток, Iavg 93,8 Ампер Поле1

Среднее напряжение, Vavg

400 Вольт Поле2

Введите коэффициент мощности в Поле 3 в десятичной форме. Введите 0,8,если он Вам не известен.

Коэффициент мощности, КМ 0,80 Десятичная

форма Поле3

Используйте неравенство, пред-ставленное выше, для вычисления мощности He. Введите итог в Поле 4. (Прим.: квадратный корень из 3 принять за 1,732).

Мощность, He 52,0 кВт Поле4

Шаг 2. Подсчитайте ежегодное энергопотребление

Введите часы работы вашей вен-тиляционной системы в Поле 5.

Часы работы,

Operating_Hours100 часов/год Поле5

Используйте указанное выше выражение, чтобы вычислить годовое энергопотребление Ea. Введите результат в Поле 6.

Годовое энерго-потребление, Ea 5200 кВт/год Поле6

Шаг 3. Подсчитайте годовую стоимость электроэнергии

Введите в Поле 7 тариф на электроэнергию, указанный в спецификации.

Тариф на электроэнергию,Electric_Rate

RM0,3или

ZAR0,7$/кВтч Поле7

Используйте указанное выше выражение (3.3) для вычисления годовой стоимости электроэнергии. Результат введите в Поле 8.

Годовая стоимость электроэнергии,Energy_Cost

RM1560ZAR3640

$/год Поле8


Расчет по характеристикам вентилятора(Пример в Британских единицах измерения)Инструкции.Используярасчетмощностипохарактеристикивентилятораоцените

расходэнергииоптимизированнойсистемы.

Шаг 1a. Рассчитайте потребляемую мощность двигателя (л.с.)

Введите значения расхода и давления Листа Данных Системы в Поля 1 и 2.

Треб. расход, Q 85000 кфм Поле1

Треб. давление, P 2,85 дюймовводн.ст. Поле2

Введите значение коэффициента сжимаемости из таблицы ниже (6.1) в Поле 3.

Коэффициент сжимаемости, Kp 1,0 Поле3

Введите достигаемый КПДв Поле 4 в десятичной форме.

КПД вентилятора, 0,80 Десятичная


Используя данное выше выражение вычислите мощность на валу, H. Введите результат в Поле 5.

Мощность вала, H 47,6 л.с. Поле5

Таблица 7.2 Коэффициент сжимаемости (приблизительный)

Давление (дюйм. вод.ст.) 0-12 13-19 20-29 30-39 40–50

Kp 1,0 0,99 0,98 0,97 0,96

Шаг 1b. Вычислите потребляемую мощность двигателя (кВт)

Введите КПД двигателя в Поле 6в десятичной форме КДП двигателя,

0,93 Поле6

Введите КПД привода в Поле 7в десятичной форме.

КПД привода, 1,00 Поле7

Вычислите электрическую мощность He, используя выражения выше и введите его в Поле 8.

He 38,2 кВт Поле8


Шаг 2. Рассчитайте годовое энергопотребление

Перенесите результат из шага 1b. He 38,2 кВт Поле8

Затем введите значение часов работы в Поле 9.

Часы работы,Operating_Hours

100 ч/год Поле9

Используя выражение, данное выше, вычислите Ea – годовое энергопотребление. Введите значение в Поле 10.

Годовое энерго-потребление, Ea

3820 кВтч/год Поле10

Шаг 3. Рассчитайте годовую стоимость электроэнергии

Введите тариф электроэнергии из Листа Данных Системы в Поле 11.

Тариф на электроэнергию

ZAR0,70

RM0,30$/кВтч Поле11

Используя годовую стоимость ЭЭ, введите результат в Поле 12 выражение, данное выше, вычислите годовую стоимость электроэнергии.

Годовая стоимость

электроэнергии

ZAR35280RM1146

$/Год Поле12

Расчет по характеристикам вентилятора(Метрические единицы измерения)Инструкция. Используйте степенной закондляопределения энергопотребления

оптимизированнойсистемы.

Шаг 1a. Вычислите мощность на валу вентилятора (Вт)

Введите значения потока и давления Листа Данных Системы в Поля 1 и 2.

Треб. поток, Q 40 м3/с Поле1

Треб. давление, P 710 Пa Поле2


Коэффициент сжимаемости, Kp 1.0 Поле3

Введите достигаемый КПД в Поле 4 в десятичной форме.

КПД вентилятора, 0.80 Десятичная



Используя данное выше выражение вычислите мощность вала, H. Введите результат в Поле 5.

Мощность вала, H 35500 Вт Поле5

Таблица 7.2 Коэффициент сжимаемости (Приблизительный)

Давление, Па 0-3000 3000-4700 4700-7200 7200-9700 9700-12500

Kp 1,0 0,99 0,98 0,97 0,96

Шаг 1b. Вычислите мощность,потребляемую электродвигателем (кВт)

Введите КПД двигателя в Поле 6в десятичной форме.

КДП двигателя, 0,93 Поле6


КПД привода, 1,00 Поле7

Вычислите электрическую мощность He, используя выражения выше, и введите его в Поле 8.

He 38,2 кВт Поле8

Шаг 2. Вычислите годовое энергопотребление

Перенесите результат из шага 1b. He 38,2 кВт Поле8


Часы работы,Operating_Hours

100 ч/год Поле9



3820 кВтч/год Поле10




Тариф на электроэнергию,

Electric_Rate

ZAR0,70

RM0,30$/кВтч Поле11

Используя выражение, данное выше, вычислите годовую стоимость ЭЭ. Введите результат в Поле 12.


электроэнергии,Energy_Cost

ZAR35280RM1146

$/Год Поле12

Сравнение методов расчета стоимости эксплуатации

Различные способы дают незначительно различающиеся результаты. Посколькурасчетпохарактеристикевентиляторабылприменендлянахожденияэнергопотребле-нияоптимизированнойсистемы,егорезультат значительноотличаетсяотдругихспо-собов.Вычитаяэнергопотреблениеоптимизированнойсистемы,можноопределитьпо-тенциальнуюэкономию.

Таблица 7.3 Сравнительная таблица трех способов оценки стоимости эксплуатации

Вольт-амперметрИзмерение

Степенной закон Требуется Разница

кВт 52,0 38,2кВт 32,7кВт

Годоваяэнергия 5200 3820кВт-ч 1380кВт-ч

Годоваястоимость(при60%нагрузке)

ЮАР3640RM1560

ЮАР2674RM1146

ЮАР966RM414

Примечание Базовыйслучай Теоретическиоптимизирован

Вероятнаяэкономия

Напомним,чтоэтотолькодля100%рабочейнагрузкекотла,такимобразом,ра-бочихчасовоченьмало.Чтобыполучитьистинноеежегоднуюперспективу,мыдолжныповторитьэтодлякаждогоизтрехусловий(100%,60%и40%),суммироватьихдляпо-лучениягодовойоценки.

Данные вентиляционный системы (предоставленные) Инструкции.Наосноведанных,представленныхдлядымососанастранице40:1.Рассчитайтеростдавлениянавентилятор;2.Заполнитетаблицудлявольтамперногометоданаследующейстранице;3.Произведитеизмерения(вметрическихиБританскихединицахизмерения)для

листамощностьвентиляторапоформулам,приведеннымнаследующихстраницах;4.Завершитезаполнениесводнойтаблицынастр.46.5. (Дополнительно)Есливысделаете60%расчетовирабочеевремя закончится,

пожалуйста,доделайтеиостальные40%.


Рабочий лист для вольтамперметрного метода

Указания: Используяимеющуюсяинформациюзаполнитеданныйрабочийлистдлякаждоговентилятораилирабочегопараметра.

Шаг 1. Подсчитайте электрическую мощность,потребляемую двигателем

Из спецификации вентиляционной системы, введите среднюю силу тока и напряжение в Поля 1 и 2.

Средний ток, Iavg Ампер Поле1

Среднее напряжение, Vavg

Вольт Поле2

Введите коэффициент мощности в ячейку 3 в десятичной форме. Введите 0,8,если он Вам не известен.

Коэффициент мощности, КМ

Десятичнаяформа Поле3

Используйте неравенство, пред-ставленное выше, для вычисления мощности He. Введите итог в Поле 4. (Прим.: квадратный корень из 3 принять за 1,732).

Мощность, He кВт Поле4

Шаг 2. Подсчитайте ежегодное энергопотребление

Введите часы работы вашей вен-тиляционной системы в Поле 5.

Часы работы,

Operating_Hoursчасов/год Поле5

Используйте указанное выше выражение, чтобы вычислить годовое энергопотребление Ea. Введите результат в Поле 6.

Годовое энерго-потребление, Ea кВт/год Поле6

Шаг 3. Подсчитайте годовую стоимость электроэнергии

Введите в Поле 7 тариф на электроэнергию, указанный в спецификации.

Тариф на электроэнергию,Electric_Rate

$/кВтч Поле7

Используйте указанное выше выражение (3.3) для вычисления годовой стоимости электроэнергии. Результат введите в Поле 8.

Годовая стоимость электроэнергии,Energy_Cost

$/год Поле8


Рабочий лист-расчет по характеристике вентилятора(Британская система единиц измерения)Инструкции. Используйте расчет мощности по характеристике вентилятора для

вычисленияэнергопотребленияоптимизированнойсистемы.

Шаг 1a. Вычислите мощности вентилятора (л.с.)

Введите значения потока и давления из Листа Данных Системы, в Поля 1 и 2.

Треб. поток, Q кфм Поле1

Треб. давление, P дюймовводн.ст. Поле2


Коэффициент сжимаемости, Kp Поле3


КПД вентилятора, Десятичная


Используя данное выше выражение, вычислите мощность вала, H. Введите результат в Поле 5.

Мощность вала, H л.с. Поле5


Давление (дюйм. вод.ст.) 0-12 13-19 20-29 30-39 40–50

Kp 1,0 0,99 0,98 0,97 0,96

Шаг 1b. Вычислите мощность, потребляемую двигателем из сети (кВт)

Введите КПД двигателя в Поле 6в десятичной форме. КДП двигателя, Поле6


КПД привода, Поле7


He кВт Поле8


Шаг 2. Рассчитайте годовое энергопотребление

Перенесите результат из шага 1b. He кВт Поле8


Часы работы,Operating_Hours ч/год Поле9



кВтч/год Поле10




Electric_Rate$/кВтч Поле11




$/Год Поле12

Рабочий лист-расчет по характеристике вентилятора(метрическая система единиц измерения)Инструкции.Используярасчетмощностипохарактеристикевентилятора,вычис-

литеэнергопотреблениеоптимизированнойсистемы.

Шаг 1a. Вычислите мощность на валу двигателя (Вт)

Введите значения расхода и давления Листа Данных Системы в Поля 1 и 2.

Треб. расход, Q м3/с Поле1

Треб. давление, P Па Поле2


Коэффициент сжимаемости, Kp Поле3


КПД вентилятора,

Десятичнаяформа Поле4

Используя данное выше выражение вычислите мощность на валу, H. Введите результат в Поле 5.

Мощность вала, H Вт Поле5



Давление (Па) 0-3000 3000-4700 4700-7200 7200-9700 9700-12500

Kp 1,0 0,99 0,98 0,97 0,96

Шаг 1b. Вычислите мощность двигателя, потребляемую из сети (кВт)

Введите КПД двигателя в Поле 6в десятичной форме КДП двигателя, Поле6


КПД привода, Поле7


He кВт Поле8

Шаг 2. Вычислите годовое потребление электроэнергии

Перенесите результат из шага 1b. He кВт Поле8


Часы работы,Operating_Hours ч/год Поле9



кВтч/год Поле10




Electric_Rate$/кВтч Поле11




$/Год Поле12


Сравнение методов оценки стоимости эксплуатации

Сравнение результатов трех методов расчета стоимости эксплуатациипри 60% мощности бойлера

Вольт-амперметровые

замерения

По характеристике вентилятора

(Метрич. сист. изм.)Замеренный

Возможные сбережения

кВт

ГодовойрасходЭЭ

ГодоваястоимостьЭЭ

Примечание

Есливысделаете60%расчетовирабочеевремяокончится,пожалуйста,доделайтеиостальные40%.

Сравнение результатов трех методов расчета стоимости эксплуатациипри 40% мощности бойлера

Вольт-амперметровые

замерения

По характеристике вентилятора

(Метрич. сист. изм.)Замеренный

Возможные сбережения

кВт

ГодовойрасходЭЭ

ГодоваястоимостьЭЭ

Примечание



8. Предварительная оценкавозможностей ОВССуществуетшестьшагов,покоторымвыможетесделатьпредварительнуюоценку

возможностейОВС:

1.Исследуйтеположениедросселейпритиповыхнагрузках.

2.Определите расход вентилятораприпредельнойнагрузке.Например, скольконеобходимоподатьвоздуханагорелкунамаксимальномрежиме.(Можетпотребовать-сяконсультациясоспециалистамиподаннымпроцессам,например,спроизводителембойлеров).

3.Определите уровни загрузки, проанализируйте историюпроцесса и найдите,скольковременибылопотраченоприработенаразличныхрежимах.

4.Определитерасходвентилятораприразличныхточкахзагрузки.Например,си-стемебойлера,шкаларасходабазируетсянашкалетепловойнагрузки,т.е50%тепловойнагрузки=50%расхода.

5.Определитенеобходимоедавлениенатиповыхнагрузках(могутпотребоватьсязамерыдавления).

6.Измерьтепотреблениеэлектричестванатиповыхнагрузках(вамперахивольтахиликВт).



9. Ключевые тезисыУказания.Пожалуйста,заполнитеданныйрабочийлист.Будьтеготовысоставить

краткуюпрезентациюдлягруппыпоприобретеннымВаминавыкам.

Ключевыетезисыпоопределениюиоценкевозможностейоптимизациивенти-ляционныхсистем,которыеяусвоил:

Послеучастиявданномтренингеясчитаю,чтонамоемпредприятии:

___[есть]

___[нет]возможностьоптимизациивентиляционныхсистем.

Date post:	15-Oct-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	2 times
Download:	0 times

Двухдневные курсы...

Documents