Kipas aksial Variax dengan bilah yang dapat disesuaikan

Kipas aksial Variax dengan bilah yang dapat disesuaikan

 

1. Pendahuluan

1.1. Tujuan

Pada pembangkit listrik tenaga panas, kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan merek Variax dapat digunakan sebagai kipas aliran paksa boiler, kipas udara primer, kipas aliran hisap, kipas pendorong, dan kipas gabungan. Lokasi spesifik kipas pendorong meliputi kipas pendorong posisi A, kipas pendorong posisi C, dan kipas pendorong posisi D, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6-1.

Lingkungan kerja dari kipas pendorong pada posisi tersebut persis sama dengan lingkungan kerja kipas hisap paksa boiler. Kipas pendorong di lokasi ini telah memiliki pengalaman operasional yang luas dan mampu beroperasi pada suhu tinggi, sehingga dapat mencegah terjadinya korosi; selain itu, pengembangan teknologi anti-keausan untuk mengatasi keausan akibat abu terbang membuat kipas tersebut hampir tidak terpengaruh oleh keausan.

Kipas pendorong posisi C terletak di antara menara absorpsi pada pulau desulfurisasi dan pemanas ulang gas buang (GGH). Gas buang memasuki GGH melalui kipas pendorong posisi C setelah keluar dari menara absorpsi pada pulau desulfurisasi. Suhu gas buang berada dalam kisaran 45–50 derajat Celcius , yang sangat korosif. Meskipun konsumsi daya kipas pendorong posisi c adalah yang terendah, karena lingkungan tempat kipas beroperasi sangat keras, biaya pemeliharaannya menjadi sangat tinggi.

Kipas booster posisi D terletak di belakang GGH, dan gas buang yang dipanaskan oleh pemanas ulang gas buang merupakan gas buang yang belum jenuh; sementara itu, abu terbang telah dihilangkan di menara absorpsi. Bahan kipas booster posisi D pada dasarnya sama dengan bahan kipas booster posisi A, namun mengingat suhu gas buang yang lebih rendah, potensi korosi akibat gas buang juga perlu dipertimbangkan.

1.2. Makna model

Model dan kepentingan kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax adalah sebagai berikut:

AN N(T) – 5120/ 2600 B(N) 590

AN -------- AN merupakan singkatan dari aliran aksial, dengan kotak masuk yang diperbesar; AS merupakan singkatan dari aliran aksial, dengan kotak masuk standar.

N (T) ---- seri impeler (N-tahap tunggal; T-tahap ganda)

5120 ------ diameter impeler (mm)

2600 ------ diameter hub (mm)

B (N) ---- bentuk hub roda

590 -- kecepatan (r/min)

1.3. Fitur produk

1.3.1. Struktur keseluruhan. Kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax memiliki dua bentuk: satu tahap dan dua tahap. Strukturnya terbagi menjadi dua bagian: bagian berputar dan bagian statis. Di antara keduanya, bagian berputar terutama meliputi hub, bilah, bantalan tangkai daun, perangkat pengatur hidrolik, grup bantalan utama, dan kopling; sedangkan bagian statis meliputi kotak masuk, selubung impeler, sudu pandu udara tengah, diffuser, penopang geser, stasiun hidrolik dan pelumas, elemen pemanas serta sistem udara penyegelan, serta sambungan ekspansi masuk dan keluar. Gambar 6-2 menunjukkan struktur tipikal dari kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax satu tahap.

 

1.3.2. Rentang kinerja yang luas. Kipas aksial Variax dengan bilah yang dapat disesuaikan memiliki rentang kinerja aerodinamis yang sangat luas. Rentang aliran pada kipas aliran aksial satu tahap adalah 25 ~ 1600 m ³ /s, dan rentang tekanannya adalah 300 ~ 14000 Pa; rentang alirannya untuk kipas aliran aksial dua tahap adalah 15 ~ 1600 m ³ /s, dan rentang tekanannya adalah 1500 ~ 28000 Pa. Cakupan kinerja yang begitu luas ini disebabkan oleh penerapan desain saluran aliran yang canggih. Kotak masuk udara skala besar yang telah ditingkatkan mampu memastikan aliran udara yang lancar ke dalam kipas. Kolektor dan baling-baling pandu depan yang dioptimalkan membuat aliran udara masuk ke bilah bergerak kipas secara merata serta menghasilkan putaran awal tertentu, sehingga meningkatkan kenaikan tekanan. Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6-3, kombinasi terbaik antara bilah bergerak dan baling-baling pandu belakang dapat meminimalkan kehilangan energi ketika aliran udara berubah arah dan memasuki difuser sepanjang arah aksial. Difuser dirancang sedemikian rupa sehingga tekanan dinamis dapat dikonversi menjadi tekanan statis sejauh mungkin. Kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan dirancang dengan tekanan menengah, aliran besar, tekanan tinggi, tekanan tinggi plus baling-baling pandu depan dengan putaran awal khusus, serta profil bilah berefisiensi ultra-tinggi; tersedia 10 jenis hub standar tipe N, 12 jenis hub tipe B, dan 22 jenis rasio hub, sehingga terbentuk sejumlah besar model aerodinamis. Selain itu, perbedaan profil bilah memungkinkan pemenuhan persyaratan peningkatan kinerja aerodinamis hanya dengan mengubah profil bilah tanpa harus mengganti komponen lain dari kipas. Misalnya, sistem SCR perlu ditambahkan pada tahap akhir pembangkit listrik untuk meningkatkan kinerja kipas. Pada saat seperti ini, hal tersebut hanya dapat direalisasikan dengan mengubah profil bilah, sehingga prosesnya menjadi praktis, cepat, dan berbiaya rendah. Gambar 6-4 menampilkan kurva kinerja kipas dengan berbagai tipe bilah.

1.3.3. Produk yang hemat energi. Kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax merupakan jenis kipas dengan efisiensi tinggi dan penghematan energi:

1.3.3.1. Kinerja aerodinamis kipas diverifikasi melalui uji model yang ketat, dan seluruh uji model aerodinamis dilaksanakan di laboratorium Howden Denmark sesuai dengan standar AMCA802. Standar tersebut menetapkan bahwa diameter minimum dari skala model adalah 900 mm. Kinerja skala model setara dengan kinerja produk berukuran penuh, dan efisiensi yang ditampilkan tidak memperhitungkan efek pembesaran ukuran. Oleh karena itu, nilai efisiensi yang tertera pada kurva kinerja mengandung margin keamanan tertentu.

1.3.3.2. Kotak masuk berukuran besar yang telah dioptimalkan dapat menurunkan kecepatan aliran masuk dan mengurangi kehilangan pada aliran udara masuk. Berdasarkan hasil uji kinerja aerodinamis, terlihat bahwa efisiensi kipas dapat ditingkatkan sebesar 2% dengan menggunakan kotak masuk berukuran besar yang telah dioptimalkan (lihat Gambar 6-5).

1.3.3.3. Celah ujung bilah memiliki pengaruh yang besar terhadap tekanan total dan efisiensi kipas. Celah bagian atas bilah pada kipas aksial Howden sangat ketat. Nilai minimumnya dapat mencapai 1 ‰ , yang dijamin oleh cangkang impeller integral dengan kekakuan yang sangat baik dan akurasi pemesinan yang tinggi. Melalui jaminan celah atas, kehilangan daya berkurang, dan efisiensi dapat ditingkatkan sebesar 0,5% hingga 1%. Gambar 6-6 menunjukkan hasil uji kinerja dengan 1,1 ‰ dan 2,9 ‰ Jarak ujung yang lebih kecil. Jarak ujung yang lebih kecil dapat meningkatkan gaya angkat tekanan dan efisiensi.

1.3.3.4. Seperti ditunjukkan pada Gambar 6-7, permukaan pangkal bilah dan hub berbentuk bola, dan sambungan antara bilah dan hub hanya dilengkapi satu pasang kunci penempatan, dengan permukaan yang halus, celah yang seragam, dan kehilangan daya yang kecil, sehingga dapat meningkatkan efisiensi kipas hingga lebih dari 1%.

Gambar 6-7 hubungan pemasangan dan pemasangan permukaan bola antara pangkal bilah dan hub (a) pasangan permukaan bola: (b) hubungan pemasangan

Hasil kurva uji kinerja menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan sambungan baut antara bilah dan hub pada kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax, efisiensi dapat ditingkatkan sebesar 1% hingga 3% untuk kipas dengan ukuran yang berbeda (lihat Gambar 6–8).

1.3.3.5. Sistem kontrol bilah rotor yang fleksibel dan andal. Sistem penyesuaian sudut pada kipas aliran aksial dengan bilah bergerak Variax terutama terdiri atas stasiun minyak hidrolik, aktuator listrik, batang penghubung, perangkat penggerak pengatur, garpu, segel minyak putar, silinder hidrolik, dan poros penopang. Fitur utama dari sistem ini adalah bahwa keseluruhan sistem kontrol hidrolik memastikan penyesuaian bilah bergerak yang fleksibel dan andal serta respons yang cepat.

1.3.3.5.1. Stasiun oli pengatur hidrolik dan stasiun oli pelumas dipisahkan secara terpisah, sehingga dapat menghindari interferensi timbal balik antara kedua sistem oli yang memiliki fungsi berbeda, memudahkan pengendalian masing-masing subsistem, dan menjamin operasi yang stabil dan andal.

1.3.3.5.2. Baik sudut bilah kipas disesuaikan maupun tidak, stasiun oli pengatur hidraulik selalu beroperasi; oli hidraulik yang bersirkulasi secara terus-menerus akan mengangkat kotoran dan impuritas dari sistem oli hidraulik melalui filter, serta menyerap panas yang dihasilkan selama proses operasi, sehingga dapat menjamin umur pakai semua komponen, khususnya bagian-bagian penyegelan, serta keandalan dan stabilitas sistem.

1.3.3.5.3. Desain keseluruhan sistem pengaturan dan silinder hidrolik merupakan suatu mekanisme umpan balik tanpa lag, yang mampu menyesuaikan dan mengendalikan sudut bilah bergerak kipas dengan akurat.

1.3.3.5.4. Sistem pengaturan juga dilengkapi dengan langkah-langkah anti-gangguan, yang dapat mencegah kesalahan pengaturan akibat gangguan listrik atau gangguan lainnya.

1.3.3.5.5. Respons dari keseluruhan sistem pengaturan sangat cepat. Pada saat yang sama, waktu penyesuaian seluruh langkah kerja juga singkat, sehingga dapat menjamin respons yang cepat dari sistem kontrol bilah terhadap permintaan beban boiler serta operasi yang stabil dari sistem boiler.

1.3.3.5.6. Waktu penyesuaian seluruh langkah ditentukan oleh ukuran silinder hidrolik yang berbeda, umumnya berkisar antara 7 hingga 25 detik.

1.3.3.5.7. Prinsip kerja silinder hidrolik. Silinder hidrolik merupakan komponen kunci dari sistem penyesuaian bilah rotor; sistem pengaturan hidrolik meliputi stasiun oli hidrolik dan perangkat pengatur hidrolik yang dipasang pada hub roda (lihat Gambar 6-9).

Perangkat penyesuaian hidrolik terdiri atas silinder hidrolik stasioner 10 dan piston 11. Piston mentransmisikan perpindahan ke bilah melalui cakram penyetel 12, sedangkan plunger silinder hidrolik membentuk dinding katup pengatur 6. Katup pengatur tersebut, bersama dengan orifice 16 dan celah 7, menurunkan tekanan pompa oli hingga mencapai tekanan atmosfer.

Stasiun oli hidrolik mengalirkan oli hidrolik ke silinder hidrolik dengan aliran oli yang konstan melalui segel oli berputar 2. Perangkat pengatur dapat digunakan pada kondisi suhu lingkungan yang tinggi dengan cara mendinginkan melalui pendingin.

Dalam posisi seimbang, posisi lengan penyetel luar 13 dan katup pengatur 6 tetap terkunci, dan silinder hidrolik berada dalam posisi keseimbangan yang tidak terganggu, sehingga gaya-gaya (tekanan × luas) pada kedua sisi piston 11 adalah sama.

Jika bilah perlu dibuka, lengan penyetel eksternal 13 harus disesuaikan ke posisi yang tepat sebagaimana ditunjukkan oleh pelat indeks sudut pada kipas. Pada saat ini, katup pengatur 6 akan bergeser ke arah “terbuka” melalui penyetelan lengan penyetel eksternal, sehingga celah lubang 7 menjadi lebih lebar, yang pada gilirannya menurunkan tekanan pada sisi dengan luas permukaan besar dari piston 11 (area berwarna kuning), dan membuat plunger 11 bergerak ke sisi “terbuka” hingga kembali mencapai posisi kesetimbangan.

Jika sudut bilah perlu dikurangi, lengan penyetel eksternal 13 juga disesuaikan sesuai dengan sudut bilah yang akan ditetapkan. Ketika katup pengatur 6 bergerak ke arah “tutup”, lubang celah 7 akan tertutup, sehingga tekanan oli di kedua sisi piston 11 menjadi sama. Karena terdapat perbedaan luas pada kedua sisi piston, silinder hidrolik akan bergerak menuju impeler hingga tercapai keseimbangan baru.

Selama seluruh proses penyesuaian, silinder hidrolik bergerak secara terus-menerus hingga terbentuk posisi keseimbangan baru. Jarak gerakan antara piston 11 dan katup kontrol 6 adalah sama. Untuk memastikan kecepatan gerak yang sama dalam kedua arah, maka Minyak hidrolik mengalir ke ruang tekanan pada sisi yang lebih besar dari piston 11 melalui lubang celah 15. Ketika celah 7 ditutup, celah 15 dibuka.

Katup penggerak 6 tidak akan pernah mencapai posisi “penuh terbuka” maupun “penuh tertutup”. Di sekitar titik keseimbangan, gangguan pada katup tersebut sangat kecil, karena gangguan kecil saja akan menyebabkan tekanan di ruang tekanan pada sisi impeler piston berubah, sehingga piston pun akan bergerak.

Pegas 8 menghilangkan celah antara lengan penyetel luar 13 dan katup 6. Untuk menetralkan gaya pegas 8 yang bekerja pada motor servo, digunakanlah beban keseimbangan khusus.

1.3.3.6. Desain khusus komponen berputar. Pengembangan, perancangan, pembuatan, dan verifikasi uji terhadap komponen berputar pada kipas aliran aksial seri Howden memiliki fitur-fitur utama sebagai berikut:

1.3.3.6.1. Pada tahap perancangan dan pengembangan komponen berputar, setelah melewati uji model dan memperoleh kinerja aerodinamis yang memuaskan, harus diterapkan metode perancangan canggih, seperti mensimulasikan kondisi kerja sebenarnya untuk analisis dan perhitungan tegangan; menyusun model elemen hingga untuk menganalisis keadaan tegangan dinamis dan frekuensi alami pada berbagai mode getaran; serta; respons tegangan dinamis dan frekuensi dari komponen dapat diperoleh melalui uji regangan. Semua metode teknis dan data uji ini dapat menjamin bahwa seluruh bagian kipas, khususnya komponen berputar seperti bilah dan hub, telah diverifikasi pada tahap perancangan dan pengembangan, serta memiliki kekuatan dan kekakuan yang memadai. Pada saat yang sama, keselamatan dan keandalan operasi peralatan dapat terjamin, sehingga membentuk landasan bagi perancangan yang standar.

1.3.3.6.2. Konsep desain komponen berputar adalah desain yang terstandarisasi untuk memastikan penggunaan teknologi dan komponen yang matang serta telah teruji, sehingga komponen berputar tersebut memiliki interchangeability yang baik dan memudahkan persiapan serta pemeliharaan suku cadang.

1.3.3.6.3. Bantalan hub, bilah, dan tangkai daun yang dirancang khusus: Hub: Kipas aliran aksial dengan bilah rotor yang dapat disesuaikan Variax; terdapat dua jenis desain hub roda, yaitu hub tipe N dan hub tipe B. Tujuan penggunaan kedua jenis hub roda yang berbeda ini juga berbeda. Hub roda tipe N merupakan hub roda dari besi cor nodular, yang terutama digunakan untuk lingkungan udara bersih dan mendukung bilah aluminium cor; sedangkan hub roda tipe B merupakan struktur las baja karbon berkekuatan tinggi, yang dapat digunakan untuk mendukung bilah besi cor atau bilah baja dalam lingkungan kerja yang keras.

Bilah: kipas aliran aksial dengan bilah variabel vario memiliki tekanan menengah, aliran besar, tekanan tinggi, tekanan tinggi plus baling-baling pandu depan pra-rotasi khusus, serta profil bilah efisiensi tinggi untuk tekanan ultra-tinggi, guna memenuhi berbagai persyaratan kinerja. Kurva kinerja dari berbagai jenis bilah ditampilkan pada Gambar 6-10. Bahan bilah meliputi paduan aluminium cor dan besi cor nodular; selain itu, sesuai dengan kebutuhan khusus pengguna yang berbeda, untuk lingkungan operasi yang sangat keras, kami juga dapat menggunakan baja tahan karat dengan lapisan paduan kromium keras pada bagian ujung dan permukaan bilah, serta menerapkan berbagai metode pelapisan untuk meningkatkan umur pakai akibat keausan.

Bantalan tangkai daun: sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6-11, Variax. Bantalan tangkai daun pada kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan menerapkan desain khusus. Bantalan bilah tersebut tidak dilengkapi sangkar dan menggunakan bola berukuran besar. Pada saat yang sama, jumlah bantalan bola ditingkatkan. Oleh karena itu, bukan hanya kapasitas dukung bantalan yang meningkat, tetapi juga umur pakai bantalan menjadi lebih panjang. Periode operasi pun bertambah, sementara biaya pemeliharaan menurun, seiring dengan penyesuaian sudut bilah selama pengoperasian. Sementara itu, bantalan tangkai daun pada hub tipe B menggunakan pelumasan dengan rendaman minyak. Segel minyak dan rongga minyak yang dirancang khusus memastikan pelumasan bantalan serta operasi yang andal.

1.3.3.7. Langkah-langkah anti-korosi untuk komponen berputar. Pada kipas draft paksa dan kipas booster, khususnya kipas booster, untuk mencegah kemungkinan korosi pada komponen berputar, semua kipas yang menangani media gas buang dilengkapi dengan sistem udara penyegel guna mencegah gas buang masuk ke dalam selubung bagian dalam diffuser, selubung bagian dalam panduan udara tengah, atau kotak saluran masuk udara, sehingga terhindar dari korosi pada komponen berputar dan set bantalan. Sistem udara penyegel dapat disediakan dalam satu set tunggal atau dalam bentuk satu unit untuk penggunaan dan satu unit sebagai cadangan.

Gambar 6-12 menunjukkan prinsip kerja dari sistem udara segel. Untuk fan draft paksa, fan pendorong, dan peralatan lainnya, sistem udara segel merupakan peralatan pendukung yang berukuran sangat kecil, namun memainkan peran yang sangat penting. Pada fan draft paksa, khususnya pada fan pendorong, karena media yang harus diolah adalah gas buang yang mengandung belerang, suhu pada dinding bagian dalam kotak masuk dan diffuser jauh lebih rendah dibandingkan dengan suhu gas buang tersebut.

Oleh karena itu, fungsi penting dari kipas segel adalah menyediakan udara yang telah dipanaskan oleh pemanas ke silinder pada kotak masuk dan ke silinder bagian dalam difuser, serta membentuk tekanan yang lebih besar dari 250 Pa antara silinder pada kotak masuk dan silinder bagian dalam difuser dengan saluran alir. Dengan demikian, gas buang tidak dapat masuk ke dalam silinder bagian dalam melalui saluran alir, sehingga mencegah gas buang yang mengandung belerang menyerang komponen berputar, yang dapat menyebabkan korosi parah dan akhirnya merusak komponen berputar tersebut (termasuk hub, bantalan utama, silinder hidrolik, segel oli putar, perangkat penggerak penyetelan, kopling, dan sebagainya). Karena itu, pengoperasian dan penggunaan kipas segel yang benar sesuai dengan ketentuan bukan hanya merupakan perlindungan terhadap komponen berputar pada kipas draft paksa dan kipas booster, tetapi juga merupakan jaminan bagi operasi jangka panjang yang aman dan andal dari kedua jenis kipas tersebut. Hal ini juga menjadi alasan mengapa mode penyegelan yang digunakan adalah setiap kipas dilengkapi dengan empat set (satu untuk operasi dan satu untuk siaga di sisi kotak masuk, serta satu untuk penggunaan dan satu untuk siaga di sisi difuser). Tentu saja, kadang-kadang berdasarkan hasil perhitungan, mungkin tidak diperlukan penyegelan pada sisi inlet kipas.

1.3.3.8. Verifikasi uji pabrik. Sebelum keluar dari pabrik, setiap kipas harus menjalankan verifikasi uji yang relevan untuk memastikan bahwa semua komponen memenuhi persyaratan yang berlaku sebelum dikeluarkan dari pabrik.

1.3.3.8.1. Uji pembebanan pada set bantalan utama. Sebagai bagian yang integral, guna memastikan bahwa indikator teknis spindel memenuhi persyaratan spesifikasi setelah perakitan, uji pembebanan harus dilakukan pada bangku uji sebelum pengiriman (lihat Gambar 6-13). Persyaratan uji adalah mensimulasikan beban radial dan beban aksial dalam kondisi kerja sebenarnya pada kecepatan operasional. Setelah beroperasi selama 6 hingga 8 jam atau setelah kenaikan suhu bantalan stabil selama 1 jam, jika suhu bantalan, getaran, dan indikator lainnya memenuhi syarat, baru kemudian produk dapat dikeluarkan dari pabrik.

1.3.3.8.2. Uji gaya penyetelan. Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6-14, rakitan hub roda dan keseluruhan set bilah harus menjalani uji gaya penyetelan di pabrik, dan uji tersebut dilaksanakan pada kecepatan maksimum untuk memeriksa apakah gaya pengaturan pada dua langkah penuh bilah—dari posisi tertutup sepenuhnya hingga terbuka sepenuhnya, dan sebaliknya—seimbang serta memenuhi persyaratan spesifikasi, serta apakah terdapat ruang penyetelan yang cukup pada hub selama proses penyetelan.

1.3.3.8.3. Keseimbangan momen statis baling-baling. Rakitan hub pada kipas aliran aksial dengan baling-baling yang dapat disesuaikan Variax diseimbangkan secara dinamis secara terpisah, dan tidak ada baling-baling yang dipasang ketika hub berada dalam keadaan seimbang dinamis. Setiap baling-baling memiliki nomor identifikasi tersendiri, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6-15. Momen statis masing-masing baling-baling ditimbang secara terpisah, nilai momen statis dari semua baling-baling dicatat, kemudian urutan penyeimbangan diatur dalam program perhitungan khusus. Pastikan bahwa ketidakseimbangan sisa memenuhi persyaratan standar, lalu tandai posisi masing-masing baling-baling.

1.3.3.8.4. Uji tekanan silinder hidrolik. Silinder hidrolik merupakan komponen penting yang diimpor dari Denmark. Sebelum keluar dari pabrik, setiap silinder hidrolik wajib menjalani berbagai uji kinerja dan uji tekanan sesuai dengan persyaratan spesifikasi untuk memastikan bahwa fungsi-fungsi silinder hidrolik memenuhi persyaratan serta menegaskan bahwa tidak terdapat kebocoran; selain itu, juga perlu dilakukan pengecekan apakah tekanan silinder hidrolik sesuai dengan persyaratan. Gambar 6-16 menunjukkan uji tekanan silinder hidrolik.

1.3.3.9. Pemeliharaan di lokasi yang praktis dan cepat. Diffuser pada kipas satu tahap, serta diffuser dan kotak masuk pada kipas dua tahap, semuanya didukung oleh penopang geser dan dipasang pada rel panduan. Apabila diperlukan perbaikan besar dan pemeliharaan terhadap komponen berputar, diffuser dan kotak masuk dapat ditarik ke kedua sisi sepanjang rel panduan untuk melakukan perbaikan besar pada seluruh komponen berputar. Gambar 6-17 menunjukkan saluran pemeliharaan rotor pada kipas dua tahap. Karena adanya saluran pemeliharaan yang praktis, perbaikan rotor dan penggantian komponen menjadi sangat mudah dilakukan. Sebagai contoh, penggantian bilah kipas dapat diselesaikan oleh satu orang dalam waktu 8 jam. Periode perbaikan besar standar adalah 1 minggu setelah 4 tahun operasi dan 2 minggu setelah 6 tahun operasi. Gambar 6-18 memperlihatkan proses penggantian bilah di lokasi.

1.4. Prinsip kerja

Pada beban terukur, efisiensi kipas aliran aksial dalam kondisi desain tertinggi dapat mencapai 90%, yang mendekati efisiensi titik desain maksimum kipas sentrifugal. Namun, ketika beban unit berubah, terutama pada kondisi operasi beban rendah, efisiensi kerja kipas aliran aksial dengan bilah bergerak yang dapat disesuaikan jauh lebih tinggi daripada kipas sentrifugal. Oleh karena itu, jika unit perlu sering menyesuaikan beban dan beroperasi pada kondisi beban rendah, sebaiknya dipilih kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan.

Susunan tipikal kipas aksial baling-baling variabel Variax ditunjukkan pada Gambar 6-19. Komponen pendukung utama kipas terbagi menjadi badan kipas dan peralatan bantu, sedangkan badan kipas terbagi menjadi dua bagian: komponen berputar dan komponen statis. Komponen berputar meliputi motor utama, kopling, rangkaian bantalan utama, hub, baling-baling, silinder hidrolik, segel oli putar, dan perangkat penggerak pengatur hidrolik; komponen statis meliputi pelindung kopling, kotak saluran masuk udara, selubung impeler, difuser, penopang geser, dan rel pandu; sedangkan peralatan bantu mencakup stasiun minyak pelumas, stasiun minyak hidrolik, aktuator servo, probe stall, instrumen, sistem alarm stall, sambungan fleksibel, serta sistem penyegelan kipas.

Kipas ini digerakkan oleh motor listrik. Dari sisi penggerak, arah putaran impeller adalah searah jarum jam. Udara mengalir dengan lancar ke dalam saluran aliran kipas melalui kotak masuk. Kolektor dan baling-baling pandu masuk memastikan aliran udara masuk secara merata ke bilah bergerak kipas serta menghasilkan putaran awal tertentu untuk meningkatkan kenaikan tekanan. Ketika aliran udara melewati impeller, bilah bergerak memberikan gaya pada aliran udara dan meningkatkan kenaikan tekanan aliran tersebut. Kombinasi terbaik antara bilah bergerak dan baling-baling pandu belakang menyebabkan aliran udara mengubah arah dan masuk ke dalam diffuser sepanjang arah aksial dengan kerugian yang seminimal mungkin. Desain ini menjamin bahwa tekanan dinamis sepenuhnya diubah menjadi tekanan statis: sudut bilah bergerak kipas dapat disesuaikan oleh sistem kontrol hidrolik selama operasi, sehingga dapat memenuhi kebutuhan beban unit dalam berbagai kondisi kerja yang bervariasi setiap saat.

1.5. Tingkat teknis

Pengembangan mesin aliran aksial vaniax dengan bilah bergerak yang dapat disesuaikan dimulai pada tahun 1949. Pada tahun 1951, kipas aliran aksial beralir variabel dengan bilah yang dapat disesuaikan pertama di dunia secara resmi dipasang dan mulai beroperasi di pembangkit listrik. Hingga saat ini, kipas aliran aksial beralir variabel dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax telah mengalami perkembangan selama 60 tahun. Howden telah selama bertahun-tahun mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dunia. Perusahaan ini menaruh perhatian yang cermat terhadap perubahan dan tuntutan pasar. Sambil memastikan bahwa produk-produknya memiliki tingkat teknologi yang terdepan, Howden senantiasa melakukan penyempurnaan dan pembaruan untuk memenuhi tuntutan pasar yang terus berkembang.

Hingga saat ini, kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax telah banyak digunakan dalam bidang ketenagalistrikan, ventilasi terowongan, tungku baja industri, dan industri pertambangan, serta lebih dari 300 set peralatan telah beroperasi di berbagai sektor industri di berbagai negara di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun terakhir, hampir 700 set kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax telah secara luas diterapkan di banyak pembangkit listrik tenaga panas di Tiongkok, misalnya pada sistem gas buang dan sistem udara, serta pada sistem desulfurisasi dan denitrifikasi. Kipas ini telah memperoleh pujian sepenuh hati dari para pengguna berkat kualitasnya yang baik, rentang kinerja yang luas, efisiensi tinggi dan penghematan energi, penyesuaian yang andal, pemeliharaan yang praktis, serta operasi yang handal.

1.6. Seri produk

Kipas aliran aksial Variax dengan bilah yang dapat disesuaikan dapat diklasifikasikan berdasarkan struktur keseluruhan dan penggunaannya. Lihat Tabel 6-1 dan Tabel 6-2 untuk klasifikasi spesifik.

Tabel 6-1

Seri penggemar	Seri ANN (tahap tunggal)	Seri ANT (dua tahap)
Aliran (m/s)	25~1600	15~1600
Suhu masuk ( derajat Celcius )	20~200	20~200
Kenaikan tekanan penuh (Pa)	300~14000	1500~28000

 

Tabel 6-2

Aplikasi penggemar	Mediumnya adalah udara. (seperti blower, kipas primer)	Media tersebut adalah gas buang. (seperti draft paksa dan kipas booster)
Jenis hub	Tipe N	Tipe B
Bahan hub	Besi ulet	Struktur las dari baja karbon berkekuatan tinggi
Bilah	Paduan aluminium cor	Besi ulet
Koneksi antara bilah dan hub	Koneksi baut	Koneksi sekrup + pin penempatan
Pelumasan bantalan utama	Gemuk, berbasis minyak, dan stasiun minyak	Stasiun minyak
Silinder hidrolik	66,160 kN	330.625.800 kN
Aktuator listrik	50Nm	75Nm
Waktu ayunan penuh bilah	7~20 detik	15~25 detik
Pelumasan petiole	Gemuk	Basis minyak
Lengan keseimbangan	Paduan aluminium cor	Baja karbon
Bobot penyeimbang lengan keseimbangan	Memimpin	Baja karbon

 

2. Parameter teknis

2.1. Parameter teknis utama

Saat membeli kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax, pengguna harus menyediakan parameter berikut:

2.1.1. Tekanan atmosfer lokal atau ketinggian.

2.1.2. Suhu lingkungan kerja kipas.

2.1.3. Tekanan masuk kipas (tekanan absolut atau tekanan relatif).

2.1.4. Aliran menengah pada saluran masuk kipas (aliran aktual atau aliran standar).

2.1.5. Kerapatan menengah pada saluran masuk kipas (kerapatan aktual atau kerapatan standar).

2.1.6. Suhu medium pada saluran masuk kipas.

2.1.7. Kenaikan tekanan total atau kenaikan tekanan statis pada kipas.

2.1.8. Kandungan debu pada media kipas.

Selain itu, jika media tersebut bersifat korosif atau beracun, pengguna juga harus mengetahuinya dengan jelas, sehingga perancang kipas dapat mengambil langkah-langkah yang relevan.

Kipas aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan Variax memiliki rentang operasi yang luas dan dapat dipilih sesuai dengan berbagai kebutuhan pengguna.

2.2. Parameter teknis

Jika pengguna memiliki kebutuhan khusus terhadap produk, kipas dapat dirancang secara khusus sesuai dengan situasi spesifik untuk memenuhi berbagai kebutuhan pengguna.

2.3. Penampilan dan struktur peralatan

2.3.1. Penampilan kipas seri ANN ditunjukkan pada Gambar 6-20 hingga Gambar 6-23 (dengan mengambil kipas booster ANN3294 / 1800B sebagai contoh).

2.3.2. Penampakan kipas seri ant ditunjukkan pada Gambar 6-24–Gambar 6-27 (dengan mengambil ANT1960/1400F sebagai contoh).

 

3. Metode seleksi

Gambar 6-28 Hubungan antara titik operasi dan kurva kinerja

Variax Prinsip pemilihan kipas aliran aksial dengan bilah yang dapat disesuaikan adalah sebagai berikut: berdasarkan parameter pada setiap titik operasi yang disediakan oleh pengguna, meliputi laju aliran, tekanan, suhu, densitas gas, kandungan debu, dan tekanan atmosfer, serta berdasarkan spektrum seri dari seluruh model kinerja aerodinamis kipas, desain yang dioptimalkan dapat dilakukan sesuai dengan ukuran kipas, sehingga dapat ditemukan kipas yang memenuhi persyaratan pengguna; pada akhirnya, parameter aerodinamis yang sama dapat dipastikan. Pada saat yang sama, kipas tersebut juga memiliki efisiensi operasi yang tinggi, serta terdapat margin keamanan yang cukup antara setiap titik operasi dan garis stall.

Setelah profil bilah kipas aliran aksial ditentukan, terdapat dua parameter utama yang memengaruhi rentang kinerja aerodinamis kipas, yaitu diameter impeler dan diameter hub. Semakin besar diameter impeler, semakin besar debit aliran kipas; semakin besar diameter hub, semakin tinggi tekanan kipas. Gambar 6-28 menunjukkan tren perubahan titik operasi pada kurva kinerja kipas.

Oleh karena itu, setelah menentukan kecepatan, profil bilah, diameter hub, dan diameter impeler, hasil akhir pemilihan kipas pun ditetapkan.

Saat ini, seluruh spektrum seri model kinerja aerodinamis dari kipas aliran aksial dengan baling-baling yang dapat disesuaikan Variax telah diprogramkan melalui komputer, sehingga pemilihan kipas dapat dilakukan dengan mudah dan cepat di komputer sesuai dengan persyaratan parameter pengguna, serta beberapa skema pemilihan dapat dibandingkan untuk mengoptimalkan desain.

 

4. Contoh pemilihan

4.1. Contoh pemilihan kipas 600 MW

Lihat Tabel 6-3 untuk parameter pemilihan kipas pada unit tipikal berkapasitas 600 MW.

Tabel 6-3 parameter pemilihan kipas untuk unit 600 MW yang tipikal

Menurut parameter pemilihan yang tercantum dalam tabel 6-3, hasil pemilihannya ditampilkan dalam tabel 6-4.

Tabel 6-3

Aplikasi penggemar	Barang	Kondisi kerja TB	Kondisi kerja BMCR
Kipas utama	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	143	87
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	20374	14018
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	38	20
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	1.13	1.12
Blower	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	298	231
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	5383	4070
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	38	20
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	1.13	1.12
Kipas angin dorong buatan	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	507	444
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	9448	7873
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	137	122
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	0.88	0.88
Kipas penguat	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	942	838
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	3607	3005
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	130	120
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	0.881	0.917

 

Tabel 6-4 hasil pemilihan kipas untuk unit 600 MW

Aplikasi penggemar	Model kipas	Kecepatan （ putaran/menit)	Daya motor （ kW)
Kipas utama	ANT-1960/1400F	1490	3400
Blower	ANN-2800/1600N	990	2000
Kipas angin dorong buatan	ANT-3200/1600B	990	5900
Kipas penguat	ANN-4360/2000B	740	4200

 

4.2.1 Contoh pemilihan kipas 1000 MW

Parameter pemilihan kipas untuk unit tipikal berkapasitas 1000 MW ditampilkan dalam Tabel 6-5.

Menurut parameter pemilihan yang tercantum dalam tabel 6-5, hasil pemilihan ditampilkan dalam tabel 6-6.

Tabel 6-5

Aplikasi penggemar	Barang	Kondisi kerja TB	Kondisi kerja BMCR
Kipas utama	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	151	112
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	20016	16680
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	32	20
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	1.132	1.18
Blower	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	399	341
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	5935	4566
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	20	20
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	1.197	1.197
Kipas angin dorong buatan + kipas pendorong kipas gabungan	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	748	694
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	8679	6676
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	134	124
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	0,845	0.866
Kipas penguat	Aliran udara pada inlet (m 3 /s)	744	631
	Peningkatan tekanan penuh pada kipas （ Ayah ）	2318	1934
	Suhu udara pada saluran masuk （℃ )	133	123
	Kerapatan udara pada saluran masuk （ kg/m3)	0.89	0.91

 

Tabel 6-6 hasil pemilihan kipas untuk unit 1000 MW

Aplikasi penggemar	Model kipas	Kecepatan （ putaran/menit)	Daya motor （ kW)
Kipas utama	ANT-2100/1400F	1490	3700
Blower	ANN-3120/1600N	990	3000
Kipas angin dorong buatan	ANT-3816/1800B	740	7800
Kipas penguat	ANN-4240/2000B	740	2200

 

5. Lingkup pasokan dan instruksi pemesanan

5.1. Lingkup pasokan

Ruang lingkup penyediaan kipas aksial Variax dengan bilah yang dapat disesuaikan biasanya meliputi:

5.1.1. Badan kipas. Bellow impor, casing, poros perantara, diffuser, rotor, grup bantalan utama, kopling dan penutup pelindung kopling, perangkat kontrol hidrolik, pipa pembuangan bellow, katup, dan lain-lain.

2.5. Motor, sambungan ekspansi masuk dan keluar, stasiun pelumas oli, stasiun hidrolik oli, elemen pengukur suhu bantalan, aktuator listrik, perangkat alarm stall (surge), perangkat pengukur getaran bantalan, pelat pondasi (termasuk baut jangkar, mur, dan ring), peredam suara, instrumen pengukur utama untuk kontrol kipas, kotak sambungan lokal, serta alat-alat khusus, dan lain-lain.

5.2. Persyaratan pesanan

5.2.1. Persyaratan parameter teknis. Saat melakukan pemesanan, perlu ditentukan persyaratan parameter kinerja kipas, termasuk laju aliran, tekanan, suhu, densitas gas, kandungan debu, dan tekanan atmosfer kipas tersebut. Secara khusus, tujuan penggunaan kipas harus dinyatakan dengan jelas. Jika kipas tersebut dirancang untuk keperluan khusus, kondisi operasi yang rinci, seperti abrasi dan korosi, harus dijelaskan secara jelas.

5.2.2. Lingkup penyediaan. Baik pihak pemasok maupun pihak pemesan wajib menetapkan lingkup penyediaan lengkap untuk kipas, persyaratan rinci mengenai suku cadang, serta lingkup suku cadang impor, termasuk pemasok suku cadang khusus.

5.2.3. Konfirmasi tanggal pengiriman. Baik pemasok maupun Pemohon wajib mengonfirmasi tanggal pengiriman.

5.2.4. Jadwal penyampaian data teknis. Isi dan persyaratan waktu untuk penyampaian data teknis harus ditetapkan.