ボイラー遠心ファンガイド: FD と ID、限界と効率

ボイラー システムでは、圧力能力と粒子耐性という 2 つの構造上の理由から、ほとんどの場合、軸流ファンではなく遠心ファンが指定されています。遠心ファンは、湾曲したインペラを通してガスを外側に加速することで気流を生成し、コンパクトな設置面積でより高い静圧を構築できます。軸流ファンは空気をファンの軸を通して直線に移動させるため、ボイラーのダクト、エコノマイザー、集塵装置によって生じる抵抗ではなく、一般換気などの大量低圧の用途に適しています。

排ガスには飛灰や未燃焼の微粒子が含まれることが多いため、ほとんどのボイラー運転者は、前方に湾曲した設計よりも浸食や蓄積に対する耐性がはるかに高い、後方に湾曲した遠心羽根車または後方に傾斜した遠心羽根車を指定しています。

温度許容差は、必要なファン ケーシングの材質とベアリング冷却システムの両方を決定するため、最も重要な選択基準の 1 つです。

• 強制通風ファン入口: 周囲の燃焼空気を処理し、通常は最大 100 ℃ の連続使用定格となります。
• 誘導通風ファン入口: 炉から出る高温の排気ガスを処理する装置で、通常は 200 ～ 250 ℃ と評価されますが、一部の重工業ユニットは短期の場合は最大 300 ℃ と評価されます。
• 一次空気ファン入口: 微粉炭システムで使用され、通常、摂氏約 100 ～ 120 度の強制通風ユニットと同様の定格です。

定格入口温度を超えるとベアリングの摩耗が加速し、時間の経過とともにインペラが歪む可能性があるため、多くの誘引通風ファンには、特に高温の排ガスへの持続的な曝露を管理するために、水冷または空冷のベアリングハウジングが含まれています。

強制通風ファンと誘起通風ファンは、同じ燃焼空気流路内で反対の役割を果たすため、仕様の際にこの 2 つを混同することはよくある、コストのかかる間違いです。

最新のボイラーの多くはバランスドラフトシステムを実行しており、FD ファンと ID ファンが連携して炉がわずかに負圧で動作し、完全な燃焼空気の流れを確保しながら高温のガスや炎が点検ドアから逃げるのを防ぎます。

90.5% に近い効率定格は、通常、最高効率点におけるファンの機械的効率または静的効率を指します。これは、設計流量および圧力条件での有効な空気出力とシャフト出力の入力の比率を意味します。この数値に達するには、通常、後方に湾曲した翼型ブレード設計と、適切に適合したモーターおよび可変周波数ドライブを組み合わせる必要があります。

可変周波数ドライブを使用せずにボイラー全負荷に対応するサイズのファンをわずか 40% のスロットルで動作させるなど、最高効率点から遠く離れたファンを動作させると、固定速度の減衰はモータ消費量を減らすのではなくエネルギーを浪費するため、実際の効率が定格値を大幅に下回る可能性があります。効率を定格 90.5% 付近に維持することを目指す施設では、通常、ファンと VFD を組み合わせて、ダンパーの位置ではなくファンの速度で空気の流れを制御します。

ボイラーファンのメンテナンス費用は、検査が予定通りに行われていれば、致命的な故障ではなく、主にベアリングの摩耗、微粒子によるインペラの侵食、および定期的なバランス調整によって発生します。

誘導送風ファンは強制送風ファンよりも保守コストが常に高くなります。これは、誘導送風ファンが高温で動作し、研磨粒子を処理するためです。これにより、FD ファンで処理されるきれいな空気と比較して、インペラの摩耗が促進され、ベアリングの寿命が短くなります。 ID ファンに耐灰ブレード コーティングを施す工場では、多くの場合、インペラの交換間隔を大幅に延長して、装置の耐用年数にわたる追加のコーティング コストを相殺します。

正しいファンの選択は、銘板の馬力のみに依存するのではなく、ボイラーの実際の動作条件に 4 つのパラメーターを一致させることになります。

1. ダクト、エコノマイザ、および下流の汚染防止装置を含む実際のシステム抵抗に対して必要な静圧を確認します。
2. 平均排ガス温度だけでなく、入口温度定格を予想される最も高温の動作条件に合わせてください。
3. 粒子負荷に基づいてブレードのプロファイルを選択し、灰の多い誘起ドラフトデューティ向けに後方に湾曲した翼形設計を優先します。
4. ボイラーの動作範囲全体で負荷が大幅に変化する場合は、ファンと可変周波数ドライブを組み合わせて、部分負荷時の効率を保護します。