На главную страницу ICQ: 309870098
  









ЖУРНАЛ »  2007, Nº2 »  ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ АВО...

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ АВО – АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Б. Г. Просветов, В. В. Давитулиани - ООО "ТехМашИмпэкс"
Россия, Воронежская обл., г. Борисоглебск, ул. Матросовская, 118 А
Почтовый адрес: 397160, Воронежская обл., г. Борисоглебск, а/я 19
тел. (47354) 6-77-37, 5-64-63, 5-70-91
факс (47354) 6-83-31
e-mail: pro@texmash.ru
www.texmash.ru
    В последние годы в различных отраслях промышленности для охлаждения жидких и газообразных продуктов стали широко применяться аппараты воздушного охлаждения (АВО). Доступность охлаждающего агента (атмосферный воздух) и простота конструкции – основные достоинства этих аппаратов, состоящих из лопастного вентилятора и стандартных теплообменных секций с оребренными трубами.
    В настоящее время многие АВО, работающие в различных отраслях промышленности, морально и физически устарели – аэродинамически несовершенные контуры воздушных каналов и лопастей, большая масса рабочих колес, большие пусковые токи, отсутствие современных систем автоматического управления вызывают повышенные затраты на электроэнергию и ремонт оборудования, нарушения технологии и снижение срока службы аппаратов.
    Эти недостатки практически можно исключить без существенного изменения конструкций аппаратов, если воспользоваться нашими предложениями по поставкам альтернативных систем и комплектующих. Цель данной статьи – рассказать об этих системах.
    Факторы, негативно влияющие на работу АВО, условно можно разделить на две группы – конструктивные и технологические.

    КОНСТРУКТИВНЫЕ ФАКТОРЫ
    К ним относятся расположение рабочего колеса (РК), форма рабочих лопастей, обводы диффузора, коллектора и крышки аппарата. Раньше рабочие колеса, диффузоры, коллекторы и крышки изготавливали из металла, и их аэродинамический облик был далек от совершенства, кроме того, РК вентилятора располагалось в непосредственной близости от теплообменных секций. В оптимальной конструкции вентилятора РК находится на значительном расстоянии от секций (это уменьшает аэродинамические потери). Лопасть колеса имеет существенную крутку и хорду по длине лопасти, а пластиковые диффузор, коллектор и крышка имеют более обтекаемые, аэродинамически выверенные формы, стали дешевле и в несколько раз легче, что существенно снижает затраты при монтаже.
    Создание такого вентилятора стало возможным благодаря использованию композитных (пластиковых) материалов вместо металлов (а.с. №25771 и пат. № 2205991). Лопасти изготовляют из стеклопластика сэндвичевой структуры с демпфирующей прослойкой из пенопласта. Такая структура материала позволяет создать легкую и жесткую бесшовную оболочку лопасти. Наиболее подверженные эрозии передние кромки лопастей защищены сменными защитными носками из усиленного пластика или титана. Металл используют лишь в конструкции ступицы для крепления РК на валу и обжатия хвостовиков лопастей при помощи пластиковых хомутов.
    В результате применения композитных материалов (стеклопластик) вместо стали, получен следующий эффект:
    - Масса РК уменьшилась примерно в 4 раза, что увеличивает межремонтный пробег вентилятора и уменьшает пусковые нагрузки на электродвигатель.
    - Удобное в монтаже крепление колеса и его сниженная масса позволяют смонтировать его в короткий срок, посредством двух человек.
    - В лопастях отсутствуют концентраторы напряжений в виде сварных швов, а благодаря сэндвичевой структуре стеклопластиковой лопасти (с пенопластом внутри) гасятся вибрации агрегата, тем самым продлевается ресурс работы АВО.
    - Применение сложной формы клееной лопасти, точно соответствующей расчетным геометрическим параметрам, приводит к увеличению КПД вентилятора более чем на 15% по сравнению с существующими аналогами.
    - Применение пластиковых конструкций (диффузор, коллектор, крышка) позволяет увеличить не только срок их службы (отсутствие коррозии), но и КПД вентилятора (снижение потерь при обтекании воздушным потоком более плавных пластиковых контуров).
    - Как показали производственные испытания, КПД вентилятора (отношение расчетной мощности к фактической) увеличивается с 0,6 до 0,8 при переходе на композитные материалы, соответственно уменьшаются и энергетические затраты.

    ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
    К ним относятся проблемы регулирования расхода воздуха с целью поддержания заданной температуры охлаждаемого продукта на выходе из АВО при изменениях температуры атмосферного воздуха, пиковые нагрузки на приводе вентилятора при его пуске или остановке, проблемы автоматизации управления крупными АВО с целью оптимизации производственных затрат.
    Начнем с проблемы регулирования расхода воздуха. В настоящее время на многих АВО регулирование расхода воздуха осуществляется путем включения – выключения отдельных вентиляторов. Если, например, температура охлаждаемого продукта снизилась ниже заданной и происходит «растранжиривание» электроэнергии, работающей на охлаждение, выключают один из вентиляторов. При этом общий расход воздуха через АВО, а с ним и отток тепла от охлаждаемого продукта, уменьшится, следовательно, температура последнего повысится. Однако она может перескочить через заданное значение и повыситься до недопустимых значений.
    Чтобы этого не случилось, требуется плавное регулирование оттока тепла. Для этого не обязательно отключать вентилятор, если применить рециркуляцию теплого воздуха, которая приводит к повышению средней температуры охлаждающего агента (воздуха) на входе в АВО и, соответственно, к повышению температуры охлаждаемого продукта. Следовательно, помощи имеющегося в составе оборудования агрегата АВО с возможностью рециркуляции теплого воздуха, можно стабилизировать конечную температуру продукта на заданном уровне.
    Для автоматического управления расходом рециркулирующего воздуха разработана система, состоящая из жалюзи с приводом от специального исполнительного механизма МЭО (механизм однооборотный). МЭО действует путем преобразования управляющего электросигнала в перемещение рабочего органа, воздействующего на систему створок жалюзи.
    МЭО допускают автоматическое, дистанционное и ручное управление с информацией о промежуточных положениях рабочего органа.
    Альтернативным способом стабилизации конечной температуры охлаждаемого продукта при изменяющейся температуре наружного воздуха является изменение частоты вращения привода вентилятора при помощи преобразователя частоты переменного тока, питающего асинхронный электродвигатель привода. Изменение частоты переменного тока вызывает соответствующее изменение частоты вращения вала двигателя и расхода воздуха через АВО.
    Этот способ регулирования очень удобен, однако при малых оборотах двигателя возникает проблема с его охлаждением, связанная с уменьшением скорости воздуха, обтекающего двигатель на входе в АВО. В связи с этим, регулирование частоты вращения привода вентилятора на малых оборотах используется, в основном, в зимних условиях.
    При пуске и остановке вентиляторов с асинхронными двигателями вследствие высокой инерционности привода возникают большие нагрузки на двигатель, резкое увеличение пускового тока и соответствующее уменьшение (провал) напряжения. Возникает дефицит так называемой реактивной мощности (мощности, необходимой для компенсации возникшей высокой нагрузки). Эти явления приводят к росту затрат электроэнергии. Для компенсации реактивной мощности (РМ) используют устройства плавного пуска, позволяющие в каждый момент пускового периода обеспечить на клеммах двигателя нужное напряжение.
    К таким устройствам относится, в частности, система динамической компенсации реактивной мощности (ДКРМ), работающая в режиме реального времени и позволяющая комплексно решать проблемы эффективности и надежности работы электроприводов АВО.
    Применение устройств плавного пуска типа ДКРМ позволяет уменьшить пусковые токи, снизить вероятность перегрева двигателя, повысить срок службы двигателя, устранить рывки в механической части привода в момент пуска и остановки двигателей, снизить нагрузки на подшипники электродвигателя. Кроме того, эти устройства позволяют существенно снизить реактивную мощность, снизить шум, нагрев и вибрацию электродвигателя и, следовательно, уменьшить затраты электроэнергии на работу привода.
    Указанные выше устройства могут использоваться в рамках единой системы автоматического управления (САУ) аппаратами воздушного охлаждения, которая будет обеспечивать согласованную работу всех систем управления, нацеленную на оптимизацию процесса охлаждения продукта. Такие системы разработаны и позволяют выполнять следующие функции:
    в ручном режиме:
    - открытие – закрытие всех жалюзи с индикацией их положения;
    - включение – выключение вентиляторов;
    - изменение частоты вращения вентиляторов с помощью преобразователей частоты;
    в автоматическом режиме:
    - поддержание заданной температуры охлаждаемого продукта при помощи жалюзи (зимний режим);
    - поддержание заданной температуры охлаждаемого продукта за счет включения – выключения и изменения частоты вращения вентиляторов (летний режим).
    Вышеизложенное свидетельствует о том, что современный аппарат воздушного охлаждения, в котором стальные рабочие (по воздуху), узлы заменены пластиковыми, снабженный средствами автоматизации управления и выхода на оптимальный режим, является аппаратом нового поколения. Он позволяет существенно повысить рабочий ресурс аппарата, эффективность процесса, получить более качественный продукт в технологической цепи, связанной с АВО, вследствие более точной регулировки температуры охлаждаемого продукта, снизить затраты на обслуживание и ремонт, уменьшить на 30 – 40 % энергетические затраты.
    Все вышеуказанные системы автоматизации и комплектующие, а также теплообменное оборудование изготавливается и поставляется компанией ООО ТехМашИмпэкс. Возможно приобретение данного оборудования в лизинг.
    НАС ОБЪЕДИНЯЕТ ЕДИНАЯ ЦЕЛЬ – ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ УСЛУГ, АДАПТИРОВАННЫХ К СОВРЕМЕННЫМ УСЛОВИЯМ ПРИОБРЕТЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.



Тел./факс (812) 633-30-67
e-mail: info@s-ng.ru
ICQ: 309870098
Редакция "Сфера Нефтегаз"
192012, Санкт-Петербург,
Пр. Обуховской Обороны, 271, лит.А, офис 610
Свидетельство о регистрации
средства массовой информации
ПИ N ФС2-7409 от 18.02.2005 г.


Сводная статистика WWW.S-NG.RU

  За сегодня За 7 дней За 30 дней
хосты 88 4270 26496
 хиты 137 10241 76206