کاربرد فن و دمنده دیگ بخار

فن و دمنده دیگ بخار برای جابه جا کردن گازها (سیالات قابل تراکم) است. در اکثر موارد از عبارات تجهیزات گردان یا تجهیزات انتقال سیال که شامل پمپ دیگ بخار، فن و دمنده دیگ بخار و کمپرسور دیگ بخار است فارغ از نوع سیال استفاده می شود چون هر نوع کار مشابهی، یعنی انتقال حجم معین سیال، را با اعمال انرژی به آن انجام میدهند. برای هر نوع طرح پمپ طرح قابل قیاس فن و دمنده دیگ بخار و کمپرسور دیگ بخار هم وجود دارد. حتما باید قبلا مطالب انواع پمپ دیگ بخار بویلر صنعتی بخار را خوانده باشید تا درک بهتری از مطالب این بخش داشته باشید.

تفاوت در تجهیزات اساسا مربوط به چگالیها، دماها و ویسکوزیته های مختلف در سیالات و تاثیری است که تجهیز بر آن دارد، می باشد. فن و دمنده دیگ بخار برای انتقال سیالات قابل تراکم استفاده میشوند نه متراکم کردن آنها و این تفاوت آنها با کمپرسور است. البته میتوان گفت این تجهیزات به طور خیلی مختصر عمل تراکم را انجام میدهند. در اکثر موارد از این تاثیر چشم پوشی می شود چون چگالی سیال دچار تغییر چندانی نمیشود. همین که اختلاف فشار فن دمنده دیگ بخار افزایش یابد تراکم بیشتر به چشم می آید. یک خط خاکستری بین دمنده ها و کمپرسورها وجود دارد ولی تعریف مشخصی از این که چه موقع میتوان آنها را به جای دیگری فرض کرد وجود ندارد. ولی فن هرگز قابلیت تراکم کردن را ندارد.

معمولا کاربرد فن و دمنده دیگ بخار برای افزایش فشار سیال به منظور انتقال آن به یک مخزن با فشار بالاتر نیست. اختلاف فشار سیستم در جریان صفر برای فن و دمنده دیگ بخار صفر است چون فشار در انتهای سیستم یکسان است. منحنی سیستم همیشه از هد و جریان صفر شروع می شود، در غیر این صورت دستگاه کمپرسور است.

تفاوت فن و دمنده دیگ بخار با کمپرسور

تفاوت اصلی فن و دمنده دیگ بخار با کمپرسور در هدف آنها است. اگر هدف متراکم کردن سیال باشد باید از کمپرسور استفاده کنیم و در غیر این صورت از فن یا دمنده دیگ بخار تشخیص این که یک تجهیز فن است یا دمنده دیگ بخار خود یک ناحیه خاکستری است. یک پمپ سانتریفیوژ دیگ بخار میتواند گاز را پمپ کند ولی اختلاف فشار بالا نخواهد بود. اگر به پمپ، فن و دمنده سانتریفیوژ دیگ بخار دقت کنید ساختار آنها کاملا مشابه است. این تجهیزات همگی فارغ از خود سیال بر اساس منحنی عملکردشان کار میکنند. اختلاف فشار تولیدی آنها مستقیما مربوط به سرعت نوک ایمپلر و چگالی سیال است چون پره های ایمپلر سیال را پرتاب می کنند و فشار تولیدی مرتبط با وزن سیالی است که با سرعت متناسب با پره حرکت می کند.

میتوان منحنی پمپ سانتریفیوژ را در نظر گرفته و متوجه شد که اختلاف هد پمپ با واحد فوت سیال است. آن را تبدیل کرده تا اختلاف فشار آب تولیدی آن برحسب اینچ در حالی که هوا را پمپ می کند مشخص شود. از منحنی فن میتوان برای محاسبه هد در صورتی که آب پمپاژ استفاده کرد. مشکل این است که چگالی بالاتر آب بار زیادی به فن وارد می کند و ممکن است به خود فن یا موتور آن قبل از این که حتا آبی پمپ کند آسیب بزند. نشت هوا از فن چندان اهمیت ندارد و تقریبا هیچ چیزی برای آب بندی شفت آن استفاده نمیشود. چون چگالی سیال خیلی کم است، فن و دمنده دیگ بخار ممکن است خیلی بزرگتر از پمپ باشند تا حجم کافی سیال را منتقل کنند.

کنترل فن و دمنده دیگ بخار چگونه انجام میگیرد؟

کنترل جریان گاز با فن و دمنده دیگ بخار توسط دمپر انجام میگیرد که از نشتی شیرها هستند. اگر وجود نشتی قابل قبول نباشد باید از شیر استفاده نمود. استفاده از دمپر برای کنترل جریان بهترین روش نیست چون فقط به خاطر ارزانی ساخته میشوند و رابطه خطی بین موقعیت دمپر و جریان هوا وجود ندارد. دمپرهای با پره های متقابل رابطه بهتری از دمپرهای پره موازی ایجاد می کند.

منحنی های مختلفی مربوط به افت فشار در حالت کاملا باز دمپر، تقسیم بر حداکثر حد فشار سیستم می باشد. در رایج ترین کاربردهای فن که مستلزم کنترل جریان هوا هستند معمولا F. D فن ها و پره های ورودی متغیر برای کاهش توان مورد نیاز فن استفاده میشود. پره های ورودی متغیر در ورودی F . D فن ها نه تنها به عنوان دمپر عمل می کنند بلکه چرخشی هم به هوا میدهند. در این صورت هوا در جهت گردش چرخ فن میچرخند.

این پره ها توان مورد نیاز موتور را هم با چرخاندن هوا کاهش میدهند چون دیگر لازم نیست خود فن این کار را انجام دهد.  توجه داشته باشید که هوا باید در جهت چرخش فن بچرخد. اگر موقعیت پره ها را برعکس نصب کنید توان مورد نیاز به شدت افزایش خواهد یافت که حتی امکان دارد موتور دچار اضافه بار شود. این پره ها برای استفاده در دیگ بخار بویلر صنعتی مناسب است  و حداکثر نسبت برگشته آنها 4 به 1 است اما معمولا نشتی زیادی در حالت بسته دارند که برای برگشته بالاتر مناسب نیست. در برخی کاربردها علاوه بر پره های ورودی، دمپر خروجی هم وجود دارد تا برگشته را افزایش دهد. امروزه VSL محرک های سرعت متغیر که گاهی VFD  محرک فرکانس متغیر هم خوانده می شوند امکان کنترل نامحدود سرعت فن را به وجود می آورند، بنابراین جریان گاز کنترل می شود.

تجربیات یک اپراتور در مورد فن دیگ بخار

من برای اولین بار  موتورهایی را روی فن های F. D و I. D یک دیگ بخار بویلر صنعتی بخار نصب کردم. من در آن پروژه از مقاومت های قطع کننده هم استفاده کردم که بعدها متوجه شدیم میتوان بدون آن هم بهره برداری دیگ بخار را انجام داد. من می دانستم مقاومت ها کار می کنند چون سروصدای آنها را با گرم شدنشان میشنیدم و تنها وقتی عمل کردند که هنگام نصب بود و کنترل به دنبال تحریک کوچکی برای شروع به سرعت دادن به فن بود.

وقتی آن واحد را استارت کردیم فهمیدم میتوانستیم از نصف توان تغذیه لازم برای راه اندازی دیگ بخار بویلر صنعی بخار فن های استارت روی خطی (نوعی روش استارت) استفاده کنیم. وقتی بویلر صنعتی در آتش پایین بود، ترکیب F . D فن 50HP و ID فن 125HP به همراه تمام کنترل ها و چراغها فقط 5 آمپر جریان کشید. آن را با نرخ مصرف موتور در بار کامل یعنی 218A مقایسه کردم. من در تمام طراحی های خود از VSD ها در فن ها و دمپرهایی که پس از خاموش شدن بویلر صنعتی بسته می شوند تا از تلفات و سرد شدن سریع دیواره توسط هوای خنک جلوگیری کنند استفاده میکنم.