Вентиляторы для цементной промышленности

Вентиляторы для
цементной
промышленности
максимальный КПД за счет CFD
(Анализ воздушных потоков на
компьютерной основе)
Фирма
Конрад Райтц Вентиляторен ГмбХ и Ко.КГ в вестфальском
городе Хёкстер отмечает в этом году 60 лет своего существования. На
производственных площадях в 20 000 кв.м предприятие выпускает
ежегодно более 10 000 высококачественных радиальных вентиляторов.
На основе богатого опыта вентиляторы фирмы РАЙТЦ уже в течение
многих лет используются в цементной промышленности. Вне зависимости
от предназначения вентилятора – для воздуха горелки, печного газа,
сепаратного воздуха, для охладителя клинкерного кирпича или для подачи
первичного воздуха – все вентиляторы фирмы РАЙТЦ разрабатываются
индивидуально в соответствии с пожеланиями и условиями эксплуатации
на объекте клиента. При этом фирма обращает особое внимание на защиту
от износа и на энергетическую рентабельность.
В отношении использования электроэнергии
во всех отраслях промышленности идет
процесс
переосмысления
ситуации.
Требование
Европейского
Союза
о
повышении эффективности использования
энергии и сокращении выбросов
CO2
влечет за собой во всех отраслях
промышленности новые инвестиции и
мероприятия по модернизации производства.
Какие
возможности
для
экономии
ресурсов и сокращения инвестиционных
объемов существуют именно в цементной
промышленности,
показывает
пример
крупной установки по удалению пыли,
для которой РАЙТЦ осенью прошлого
года изготовил несколько вентиляторов.
Изначально вся установка ориентировалась
на традиционные концепции. Но поскольку
клиент хотел повысить энергетическую
эффективность,
стало
необходимым
на
базе
аэрогидродинамических
условий более подробно рассмотреть
возможность расчета каналов установки
пылеудаления для расхода воздуха ок. 2
100 000 м3/ч . Вся ситуация осложнялась
из-за того, что совокупный объем воздуха
должен
был
обеспечиваться
тремя
радиальными вентиляторами. За счет
этого эксплуатационник рассчитывал на
большую надежность оборудования, даже
при выходе из строя одного вентилятора.
Для
получения
новых
идей
для
вентиляционного оборудования фирма
РАЙТЦ провела анализ сильных и слабых
мест предшествующей установки.
При
этом рассматривались, в первую очередь,
аэродинамические и
аэроакустические
характеристики, а также возможность
практической реализации.
В качестве
второго
шага
после
окончательного
REITZ Ventilatoren 05/2008
1
определения размеров были исследованы
две концепции конструкции установки на
базе компьютерного модулирования потока
воздуха (CFD - Computational Fluid Dynamics).
Благодаря современному программному
обеспечению
CFD
и
современной
компьютерной технике на сегодняшний
день имеется возможность моделировать
и анализировать комплексные воздушные
потоки. При компьютерном модулировании
воздушных
потоков
подлежащая
исследованию область потока изображается
на расчетном поле, на котором при помощи
комплексных
расчетных
алгоритмов
решаются
математические
уравнения
для описания механики прохождения
воздушного
потока.
Для
создания
характеристики области потока, как правило,
применяются компьютерные модели CAD.
После расчета поля течения оно может
быть затем визуализировано и оценено на
компьютере. Данные по распределению
давления и скорости перемещаемой среды
дают информацию о состоянии воздушного
потока
в
пределах
модулированной
области потока. В частности, особый
интерес представлял анализ условий
на всасе и на выходе вентиляторов.
Результаты
анализов
предоставили
информацию
о
качестве
концепций
конструкции установок и о возможностях
их
улучшения,
которые
были
подтверждены последующими расчетами.
Для подгонки к часто меняющимся
производственным условиям и в целях
экономии электроэнергии вентиляторы
установки
пылеудаления
были
оборудованы
электронной
системой
регулирования числа оборотов. В отличие
от механических способов регулирования,
таких как дроссельные заслонки или
регуляторы закрутки, при регулировании
числа оборотов потребляется только то
количество энергии для работы вентилятора,
которое необходимо для оптимального
воздухотехнического
процесса.
Результаты
говорят
сами
за
себя:
Благодаря
последовательному
учету
аэродинамических
характеристик
при
создании новых компонентов установок
было достигнуто значительное сокращение
потерь на потоке и, благодаря этому,
экономия в 10 % «на стороне сырьевых
продуктов»
и в потреблении энергии.
Позитивные результаты были достигнуты
и в сфере шумоглушения. Кроме этого,
обновленная конструкция всей установки
положительно сказалась на надежности и
долговечности вентиляторов. Уже через
3 месяца эксплуатации была заметна
экономия
эксплуатационных
расходов.
Данный
пример
демонстрирует
те
преимущества,
которые
предоставляет анализ потока воздуха.
45 m/s
40
40 m/s
40
25 m/s
20
20
15
20
10
0
5
0
Unguided flow in stack without baffles
2 Lorem Sit Month 00, 0000
0
Improved flow guidance in stack by the application of baffles
REITZ Ventilatoren 05/2008
2