วิธีลดการใช้พลังงานในระบบพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมที่มีอยู่

พัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมสามารถใช้ไฟฟ้าจำนวนมากเมื่อทำงานอย่างต่อเนื่องในโรงงานผลิต ในระบบระบายอากาศและไอเสียแบบเก่าๆ ตัวพัดลมเองก็ไม่ได้มีประสิทธิภาพเสมอไป ปัญหาที่ใหญ่กว่าคือพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมมักจะทำงานด้วยความเร็ว ความดัน หรือการไหลเวียนของอากาศที่สูงกว่าที่กระบวนการต้องการจริงๆ ก่อนที่จะเปลี่ยนอุปกรณ์ วิศวกรโรงงานควรวัดสภาพการทำงานที่มีอยู่และพิจารณาว่าพลังงานส่วนเกินถูกใช้ไปที่ใด

เริ่มต้นด้วยข้อมูลการดำเนินงานจริง

ขั้นตอนแรกในการปรับปรุงระบบพัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรมคือการสร้างพื้นฐานการปฏิบัติงานที่เชื่อถือได้ บันทึกการไหลของอากาศ ความดันคงที่ ความเร็วพัดลม กระแสมอเตอร์ กำลังมอเตอร์ อุณหภูมิแบริ่ง การสั่นสะเทือน และเวลาทำงาน ควรบันทึกตำแหน่งแดมเปอร์ด้วย เนื่องจากพัดลมที่ทำงานที่ความเร็ว 100% โดยมีแดมเปอร์ปิดอย่างแน่นหนา มักเป็นข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าความจุของพัดลมและความต้องการของระบบไม่ตรงกัน

ตัวอย่างเช่น โรงงานอาจเลือกพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมแต่เดิมไว้ที่ 30,000 ลบ.ม./ชม. ที่ 2,000 Pa ในขณะที่กระบวนการปัจจุบันต้องการเพียงประมาณ 22,000 ลบ.ม./ชม. หากพัดลมยังคงทำงานที่ความเร็วสูงสุดและกระแสลมถูกควบคุมโดยแดมเปอร์ มอเตอร์จะยังคงใช้พลังงานพิกัดอยู่มาก การวัดสภาวะของระบบจริงจะให้ข้อมูลที่จำเป็นก่อนทำการแก้ไขใดๆ

ตรวจสอบว่าพัดลมถูกควบคุมหรือไม่

โอกาสในการประหยัดพลังงานโดยทั่วไปสำหรับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมซ่อนอยู่หลังแดมเปอร์ทางเข้าหรือทางออก แดมเปอร์ช่วยลดการไหลเวียนของอากาศโดยการเพิ่มความต้านทานของระบบ แต่ไม่ได้ลดความเร็วในการหมุนของพัดลมโดยตรง มอเตอร์จึงขับเคลื่อนใบพัดต่อไปด้วยความเร็วเท่าเดิม ในขณะที่แรงดันบางส่วนที่มีอยู่กระจายไปทั่วแดมเปอร์

ในระหว่างการตรวจสอบ ช่างเทคนิคควรบันทึกช่องเปิดของแดมเปอร์และเปรียบเทียบกับการไหลของอากาศในกระบวนการที่ต้องการ หากพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมโดยปกติทำงานโดยเปิดแดมเปอร์ไว้เพียง 50–60% วิศวกรควรตรวจสอบว่าสามารถลดความเร็วพัดลมแทนได้หรือไม่ ในการใช้งานที่เหมาะสม การติดตั้งตัวแปลงความถี่ (VFD) สามารถควบคุมได้ดีกว่าการควบคุมปริมาณเชิงกลอย่างต่อเนื่อง

ใช้การลดความเร็วพัดลมอย่างระมัดระวัง

การลดความเร็วพัดลมสามารถช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก เนื่องจากกำลังของพัดลมแบบแรงเหวี่ยงเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามความเร็ว ภายใต้สภาวะของระบบที่คล้ายคลึงกัน กฎความสัมพันธ์ของพัดลมระบุว่าการไหลของอากาศเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับความเร็ว ความดันจะแปรผันโดยประมาณตามกำลังสองของความเร็ว และกำลังจะแปรผันโดยประมาณด้วยลูกบาศก์ของความเร็ว

สำหรับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมที่ทำงานที่ 50 Hz การลดความเร็วลงเหลือ 45 Hz จะแสดงอัตราส่วนความเร็วที่ 0.90 อัตราส่วนพลังงานตามทฤษฎีอยู่ที่ประมาณ:

พี₂ / พี₁ data (45 / 50)³ = 0.729

ซึ่งหมายความว่ากำลังพัดลมตามทฤษฎีอาจลดลงเหลือประมาณ 73% ของค่าเดิม แม้ว่าการประหยัดจริงจะขึ้นอยู่กับเส้นโค้งของระบบ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ การสูญเสียการส่งผ่าน และจุดทำงาน วิศวกรจึงควรวัดระบบหลังการปรับ แทนที่จะคิดว่าจะได้ค่าทางทฤษฎีเสมอไป

ทำความสะอาดใบพัดก่อนเปลี่ยนอุปกรณ์

การปนเปื้อนของใบพัดเป็นอีกแหล่งหนึ่งของการสูญเสียพลังงานในพัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรมที่ถูกมองข้าม ฝุ่น ละอองน้ำมัน เส้นใย หรืออนุภาคในกระบวนการสามารถสะสมบนใบพัดและเปลี่ยนแปลงโปรไฟล์แอโรไดนามิกได้ การสะสมของตะกอนจำนวนมากยังทำให้เกิดความไม่สมดุล เพิ่มการสั่นสะเทือนและภาระของแบริ่งอีกด้วย

ก่อนที่จะปรับเปลี่ยนพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรม ให้ตรวจสอบใบพัดผ่านประตูทางเข้า หรือหลังจากแยกและล็อคอย่างเหมาะสม ตรวจสอบการสะสมของฝุ่น การกัดเซาะ การกัดกร่อน ใบมีดที่ชำรุด และคราบสกปรกที่กระจุกตัวอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของล้อ ในตัวอย่างหนึ่งที่ใช้งานได้จริง พัดลมดูดฝุ่นมีการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นและลดการไหลของอากาศหลังจากใช้งานไปหลายเดือน การทำความสะอาดใบพัดช่วยคืนการไหลเวียนของอากาศและลดการสั่นสะเทือนโดยไม่ต้องเปลี่ยนมอเตอร์หรือโครงพัดลม

ลดความต้านทานของระบบที่ไม่จำเป็น

พัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมไม่ทำงานโดยอิสระจากระบบท่อ เมื่อตัวกรองถูกปิดกั้น ท่อจะสะสมวัสดุ ข้อศอกจัดเรียงไม่ดี หรือแดมเปอร์ปิดบางส่วน ความต้านทานของระบบจะเพิ่มขึ้น และพัดลมจะต้องสร้างแรงกดดันมากขึ้น

การตรวจสอบภาคสนามที่เป็นประโยชน์ควรรวมถึงตัวกรอง การเปลี่ยนท่อ ข้องอ ตัวเก็บเสียง แดมเปอร์ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องฟอก และช่องเปิดระบาย หากตัวกรองมีแรงดันตกคร่อมสูงกว่าสภาพที่สะอาดอย่างมาก การเปลี่ยนหรือการทำความสะอาดตัวกรองอาจประหยัดพลังงานได้มากกว่าการปรับเปลี่ยนพัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรม นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในระบบดักจับฝุ่น ซึ่งความต้านทานของตัวกรองจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นในระหว่างการทำงานปกติ

ตรวจสอบว่าพัดลมทำงานอยู่ที่จุดที่ถูกต้องหรือไม่

พัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมทุกตัวมีกราฟประสิทธิภาพที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการไหลของอากาศ ความดัน ความเร็ว และประสิทธิภาพ ควรเปรียบเทียบสภาพการทำงานจริงกับกราฟพัดลมของผู้ผลิตทุกครั้งที่มีข้อมูลการทำงานที่เชื่อถือได้

สมมติว่าพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมได้รับการออกแบบสำหรับ 25,000 ลบ.ม./ชม. ที่ 1,800 Pa แต่ปัจจุบันผลิตได้ 19,000 ลบ.ม./ชม. ที่ 2,300 Pa ความแตกต่างอาจบ่งบอกถึงความต้านทานของระบบที่เพิ่มขึ้น การตั้งค่าแดมเปอร์ที่ไม่ถูกต้อง การเปลี่ยนแปลงสภาวะของกระบวนการ หรือจุดปฏิบัติงานที่ห่างไกลจากบริเวณที่มีประสิทธิภาพสูงสุดของพัดลม การติดตั้งมอเตอร์ขนาดใหญ่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ปัญหาพื้นฐานได้ ก่อนอื่นควรวิเคราะห์ระบบเพื่อพิจารณาว่าเหตุใดจุดปฏิบัติการจึงเปลี่ยนไป

กรณีศึกษา: การลดการใช้พลังงานในระบบดูดฝุ่น

พิจารณาพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมที่มีอยู่ซึ่งใช้สำหรับดูดฝุ่นในโรงงานแปรรูปโลหะ พัดลมตัวนี้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ขนาด 30 กิโลวัตต์ และทำงานประมาณ 6,000 ชั่วโมงต่อปี การวัดแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้ต้องใช้ประมาณ 18,000 ลบ.ม./ชม. ในขณะที่พัดลมส่งประมาณ 22,000 ลบ.ม./ชม. แดมเปอร์ทางออกถูกปิดบางส่วนเพื่อควบคุมการไหลเวียนของอากาศส่วนเกิน

โรงงานได้ติดตั้ง VFD และปรับความเร็วพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมเพื่อให้ตรงกับการไหลเวียนของอากาศที่ต้องการ หลังจากการทดสอบเดินเครื่อง การไหลเวียนของอากาศจะถูกรักษาให้ใกล้กับค่ากระบวนการที่ต้องการ ในขณะที่กำลังของมอเตอร์ลดลงอย่างมาก การประหยัดจริงควรคำนวณจากกิโลวัตต์ที่วัดได้ก่อนและหลังการปรับเปลี่ยน ตัวอย่างเช่น หากกำลังไฟฟ้าเข้าเฉลี่ยลดลงจาก 24 กิโลวัตต์เป็น 16 กิโลวัตต์ ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อปีจะลดลงประมาณ:

(24 − 16) × 6,000 = 48,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง/ปี

ตัวอย่างนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเหตุใดการวัดกำลังมอเตอร์จริงจึงมีประโยชน์มากกว่าการประมาณค่าการประหยัดจากความจุแผ่นป้ายชื่อมอเตอร์เท่านั้น

อย่าลดความเร็วให้ต่ำกว่าข้อกำหนดของกระบวนการ

การเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานไม่ได้หมายความเพียงแค่ทำให้พัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรมทำงานช้าลงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การไหลเวียนของอากาศที่ไม่เพียงพออาจทำให้การดักจับควันไม่ดี ความเข้มข้นของฝุ่นที่มากเกินไป ความไม่แน่นอนของแรงดันเตาหลอม ความร้อนสูงเกินไป หรือความล้มเหลวในการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

เมื่อทำการปรับพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรม วิศวกรควรกำหนดกระแสลมและแรงดันขั้นต่ำที่ยอมรับได้ตามกระบวนการจริง สำหรับการระบายอากาศเสียเฉพาะที่ ประสิทธิภาพการดักจับต้องคงเพียงพอที่ฝากระโปรงหน้า สำหรับการใช้งานหม้อไอน้ำหรือเตาเผา ความดันเตาเผาและข้อกำหนดในการเผาไหม้อาจมีความสำคัญมากกว่าการลดการไหลของอากาศ

ตรวจสอบมอเตอร์ แบริ่ง และระบบส่งกำลัง

สภาพทางกลยังส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมด้วย แบริ่งที่สึกหรอ การหล่อลื่นไม่ดี การวางแนวของเพลาไม่ตรง การสลิปของสายพาน ความตึงของสายพานไม่ถูกต้อง และปัญหาคัปปลิ้งอาจเพิ่มการสูญเสียทางกลและการสั่นสะเทือน

สำหรับระบบพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยสายพาน ช่างเทคนิคควรตรวจสอบสภาพและความตึงของสายพาน และตรวจสอบการจัดตำแหน่งรอก สำหรับการกำหนดค่าระบบขับเคลื่อนโดยตรง ควรตรวจสอบการจัดตำแหน่งเพลา สภาพตลับลูกปืน และประสิทธิภาพของมอเตอร์ ไม่ควรตำหนิมอเตอร์ที่ดึงกระแสไฟฟ้าผิดปกติไปที่มอเตอร์โดยอัตโนมัติ ภาระของพัดลมที่มากเกินไป ความต้านทานของระบบ แรงเสียดทานทางกล หรือสภาวะการทำงานอาจเป็นสาเหตุที่แท้จริง

เมื่อการเปลี่ยนพัดลมมีเหตุผลมากขึ้น

ในบางกรณี พัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรมที่มีอยู่เดิมมีขนาดใหญ่เกินไปหรือมีการออกแบบใบพัดที่ไม่ตรงกับกระบวนการปัจจุบัน หากพัดลมทำงานอย่างต่อเนื่องโดยห่างจากพื้นที่การทำงานที่มีประสิทธิภาพ การควบคุมปริมาณและการปรับความเร็วซ้ำๆ อาจช่วยแก้ปัญหาได้เพียงบางส่วนเท่านั้น

การพิจารณาเปลี่ยนพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมเมื่อพัดลมที่มีอยู่มีการสึกหรออย่างรุนแรง ประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ต่ำ วัสดุที่ไม่เหมาะสม ความสามารถในการรับแรงดันมากเกินไป หรือมีความจุสูงกว่าข้อกำหนดจริงอย่างมาก ควรเลือกการเปลี่ยนโดยใช้การไหลของอากาศที่วัดได้และความดันของระบบ แทนที่จะเพียงแค่จับคู่กำลังมอเตอร์ที่มีอยู่

รายการตรวจสอบการประหยัดพลังงานที่ใช้งานได้จริง

ก่อนที่จะปรับเปลี่ยนพัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรม วิศวกรโรงงานสามารถใช้ลำดับต่อไปนี้:

วัดการไหลของอากาศจริงและแรงดันสถิต

บันทึกกำลังไฟฟ้าเข้าและกระแสของมอเตอร์

บันทึกความเร็วพัดลมและตำแหน่งแดมเปอร์

ตรวจสอบใบพัดเพื่อดูฝุ่น การกัดกร่อน และการสึกหรอ

ตรวจสอบการสูญเสียแรงดันของตัวกรองและท่อ

เปรียบเทียบสภาพการทำงานจริงกับกราฟประสิทธิภาพของพัดลม

ตรวจสอบว่าพัดลมมีขนาดใหญ่เกินไปหรือไม่

ประเมินการควบคุมความเร็ว VFD หากมี

ตรวจสอบมอเตอร์ แบริ่ง สายพาน ข้อต่อ และการจัดตำแหน่งเพลา

วัดกระแสลม ความดัน และกำลังอีกครั้งหลังการปรับเปลี่ยน

แนวทางที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการปฏิบัติต่อพัดลมแบบแรงเหวี่ยงทางอุตสาหกรรมโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบจัดการอากาศทั้งหมด แทนที่จะเป็นเครื่องจักรแบบแยกส่วน ในโรงงานหลายแห่ง การประหยัดอย่างมีนัยสำคัญสามารถทำได้โดยการควบคุมจุดปฏิบัติงานที่ดีขึ้น ลดความต้านทานของระบบ การทำความสะอาดใบพัดเป็นประจำ และการควบคุมความเร็วที่เหมาะสมโดยไม่ต้องเปลี่ยนพัดลมทันที

สำหรับโรงงานที่มีอุปกรณ์ระบายอากาศหรือไอเสียทำงานอย่างต่อเนื่อง การลดพลังงานลงเล็กน้อยก็สามารถสะสมเป็นการประหยัดรายปีได้อย่างมาก พัดลมแบบแรงเหวี่ยงอุตสาหกรรมที่ได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสมควรให้เฉพาะการไหลเวียนของอากาศและแรงดันที่จำเป็นสำหรับกระบวนการ โดยใช้พลังงานในทางปฏิบัติน้อยที่สุด ขณะเดียวกันก็รักษาการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพ