Tugevad tsentrifugaalventilaatorid, mis on loodud suure tolmusisaldusega tööstusprotsesside jaoks

Puhta õhuga ventilatsioonisüsteemis on tsentrifugaalventilaatori valimine suhteliselt lihtne. Suure tolmusisaldusega tööstusprotsessid on erinevad. Tsemenditolm, mineraalsed peened, kivisöe tuhk, puiduosakesed, klinker ja muud abrasiivsed materjalid võivad tiivikut ja korpust pidevalt mõjutada. Aja jooksul võib see põhjustada tera erosiooni, materjali kogunemist, vibratsiooni, õhuvoolu vähenemist ja ootamatuid seiskamisi.

Siin muutuvad oluliseks raskeveokite tsentrifugaalventilaatorid. Need ei ole lihtsalt standardsete tööstuslike ventilaatorite suuremad versioonid. Nende tiiviku konstruktsiooni, materjali valikut, võlli paigutust, laagrite konfiguratsiooni, kulumiskaitset ja tööpunkti tuleb arvesse võtta vastavalt tegelikele protsessitingimustele.

Tolmukoormus on olulisem, kui paljud ostjad eeldavad

Üks esimesi vigu ventilaatori valikul on ainult õhuvoolu ja rõhu vaatamine.

Näiteks võib klient määrata:

Õhuvool: 20 000 m³/h

Staatiline rõhk: 3000 Pa

Temperatuur: 80°C

Esmapilgul näivad need kolm väärtust ventilaatori valimiseks piisavad. Nad ei ole.

Kui gaas sisaldab 30–50 g/m³ abrasiivset mineraaltolmu, võivad mehaanilised nõuded olla täiesti erinevad puhta õhuga ventilaatori omast. Osakeste suurus, kõvadus, niiskusesisaldus ja see, kas ventilaator on paigaldatud enne või pärast tolmukogujat, võivad kõik mõjutada lõplikku disaini.

Raskeveokite tsentrifugaalventilaatorite puhul tuleks tolmuolukorda käsitleda pigem põhilise konstruktsiooniparameetrina kui valikulise detailina. Tolmu kontsentratsioon ja osakeste omadused mõjutavad otseselt eeldatavat kulumist ja sobivat tiiviku konfiguratsiooni.

Valige tiivik vastavalt tolmule

Pole olemas ühte tiiviku konstruktsiooni, mis sobiks ideaalselt igaks tolmuseks tööks. Tugevalt saastunud õhu puhul kasutatakse tavaliselt radiaalseid labasid, kuna sirged labad on vähem altid materjali kogunemisele ja taluvad abrasiivset kasutamist. USA riiklik tööohutuse ja töötervishoiu instituut tuvastab ka radiaallabaga tsentrifugaalventilaatorid sobivaks suurele tolmukoormusele, kuna need on kulumiskindlad ja materjali kogunemise kalduvus on väiksem.

Tagurpidi kõverad või tahapoole kallutatud tiivikud võivad tagada suurema tõhususe, kuid need vajavad hoolikamat kaalumist, kui suured kogused tahkeid osakesi liiguvad otse läbi ventilaatori. Kui ventilaator paigaldatakse tõhusast tolmukollektorist allavoolu, võib väiksem osakeste koormus muuta need konstruktsioonid praktilisemaks.

Raskete rakenduste korral võivad raskeveokite tsentrifugaalventilaatorid kasutada ka tugevdatud labasid, vahetatavaid kulumiskatteid, kulumiskindlaid materjale või spetsiaalselt kaitstud esiservi. Need meetmed suurendavad esialgseid kulusid, kuid need võivad olla palju odavamad kui tiiviku vahetamine iga paari kuu tagant.

Ärge ignoreerige erinevust määrdunud ja puhta külje paigaldamise vahel

Ventilaatori asend võib oluliselt muuta seadmete mehaanilist koormust. Kaaluge tolmukogumissüsteemi kasutamist. Kui ventilaator on paigaldatud filtrist allavoolu, on suurem osa abrasiivsetest osakestest juba enne õhu jõudmist tiivikuni eemaldatud. Ventilaator peab veel ületama koormatud filtri, torustiku, siibrite ja muude seadmete rõhulanguse, kuid osakeste otsene erosioon on vähenenud.

Kui ventilaator on paigaldatud kollektorist ülesvoolu, käsitleb tiivik tolmuga koormatud gaasi otse. Selles paigutuses muutuvad palju olulisemaks osakeste kõvadus, kontsentratsioon, suurusjaotus ja kogunemine.

Seda eristamist tuleks kinnitada enne raskeveokite tsentrifugaalventilaatorite valimist. Ventilaatoril, mis töötab hästi filtri puhtal küljel, ei pruugi olla sama kasutusiga, kui seda kasutatakse määrdunud poolel.

Arvutage süsteemi tegelik rõhk

Teine levinud probleem on ventilaatori valimine ainult ühe seadme rõhukadude järgi.

Ventilaatori tegelik rõhunõue peaks tavaliselt arvestama kogu süsteemi:

Nõutav ventilaatori rõhk = õhupuhasti kaod + kanali hõõrdumine + põlved ja oksad + separaatori takistus + filtri takistus + väljalaskekaod + töömarginaal

Oletame näiteks, et tööstuslikul tolmukogumissüsteemil on:

Kapoti ja sisselaske kaod: 450 Pa

Kanali- ja põlvekaod: 700 Pa

Tsükloni takistus: 900 Pa

Kottfiltri takistus: 1600 Pa

Väljalaske- ja korstnakaod: 350 Pa

Kogutakistus on juba ligikaudu 4000 Pa, enne kui arvestada täiendava projekteerimisvaruga.

Ventilaatori valimine hinnangulise 2500–3000 Pa põhjal võib tegelikes töötingimustes põhjustada ebapiisava õhuvoolu.

Seetõttu tuleks raskeveokite tsentrifugaalventilaatorid valida kogu süsteemi takistuskõvera alusel, mitte lihtsalt sobitada kliendi soovitud õhuvoolu kataloogimudeliga.

Juhtumi näide: tsemenditolmu kogumine

Mõelge tsemenditehasele, mis vajab lihvimisprotsessist väljatõmbeõhku umbes 25 000 m³/h. Algne ventilaator valiti eelkõige õhuvoolu ja mootori võimsuse järgi.

Pärast mitu kuud töötamist leidsid tehnikud kolm probleemi:

Ventilaatori vibratsioon suurenes järk-järgult.

Õhuvool vähenes.

Tööratas näitas ilmset kulumist laba sisselaskeava ja välisosa lähedal.

Ülevaatus näitas, et ventilaator käsitles enne viimast filtreerimisetappi abrasiivset tsemenditolmu. Tolm oli labade pindu ebaühtlaselt kulutanud, muutes rootori tasakaalu. Samal ajal suurendas tolmu kogunemine süsteemi efektiivset vastupidavust.

Lahendus ei olnud lihtsalt suurema mootori paigaldamine.

Inseneride meeskond kinnitas esmalt tegeliku õhuvoolu ja rõhu, seejärel vaatas üle tolmu kontsentratsiooni ja osakeste omadused. Valiti kulumiskindlam tiiviku konfiguratsioon ja haavatavaid kohti tugevdati vahetatava kulumiskaitsega.

Oluline õppetund on see, et mootori võimsuse suurendamine ei lahenda mehaanilist kulumist. Esmalt tuleb ventilaator tegeliku protsessiga sobitada.

Selliste rakenduste puhul nagu tsemendi jahvatamine, klinkri käitlemine, kaevandamine ja mineraalide töötlemine tuleks raskeveokite tsentrifugaalventilaatoreid hinnata nii aerodünaamilise kui ka mehaanilise vaatenurga alt.

Kulumiskaitse tuleks kavandada seal, kus see on oluline

Kulumiskindla materjali lisamine kõikjale ei ole alati parim lahendus.

Praktilisem lähenemine on tuvastada piirkonnad, mis saavad suurima osakeste mõju.

Olenevalt rakendusest võivad need valdkonnad hõlmata:

Tööratta laba esiservad

Tera pinnad

Tööratta tagaplaat

Korpuse sisselaskeava

Kerige korpus

Hõõrdumisohtlikud pöördealad

Vahetatavad kulumisplaadid võivad olla kasulikud, kui hooldus on saadaval. Kui kulumisplaat jõuab kasutuspiirini, saavad tehnikud kogu korpuse asendamise asemel kaitsekomponendi välja vahetada.

Eriti abrasiivsete rakenduste puhul võivad tootjad kasutada ka kulumiskindlat terast, kõvakattega, tugevdatud terakonstruktsiooni või vahetatavaid vooderdusi. Õige lahendus sõltub osakeste kõvadusest, kiirusest, kontsentratsioonist ja eeldatavast töötundidest.

Eesmärk ei ole muuta iga komponenti tarbetult raskeks. Eesmärk on panna õige kaitse õigesse kohta.

Mootori võimsus ei ole lähtepunkt

Klient saadab mõnikord päringu, öeldes:

"Me vajame 160 kW tsentrifugaalventilaatorit."

Sellest ei piisa ventilaatori õigeks valikuks.

160 kW mootorit saab kasutada paljude erinevate ventilaatorikombinatsioonidega sõltuvalt õhuvoolust, rõhust, kiirusest, gaasi temperatuurist, gaasi tihedusest, efektiivsusest ja ülekande paigutusest.

Suure tolmusisaldusega rakenduse puhul peaks tarnija tavaliselt nõudma vähemalt:

Nõutav õhuvool

Staatiline või täielik rõhk

Tavaline gaasitemperatuur

Gaasi maksimaalne temperatuur

Tolmu kontsentratsioon

Tolmu tüüp ja osakeste omadused

Gaasi koostis

Ventilaatori sisse- ja väljalaskeava tingimused

Ventilaatori paigaldusasend

Nõutavad töötunnid

Mootori pinge ja sagedus

Vajadusel nõutav kõrgus merepinnast

Ruumi- ja hoolduspiirangud

Need parameetrid võimaldavad valida ventilaatori tegelikust tööpunktist, mitte ainult mootori võimsusest.

Pärast paigaldamist kontrollige tööpunkti

Isegi õigesti konstrueeritud ventilaator võib süsteemi tingimuste muutumisel halvasti töötada.

Pärast kasutuselevõttu peaksid tehnikud registreerima:

Ventilaatori pöörete arv

Õhuvool

Staatiline rõhk

Mootori vool

Mootori võimsus

Laagri temperatuur

Vibratsioon

Gaasi temperatuur

Oletame, et algne projekteerimispunkt on 20 000 m³/h 3500 Pa juures. Pärast paigaldamist näitavad mõõtmised 24 000 m³/h ainult 2800 Pa juures.

See erinevus väärib uurimist.

Võimalikud põhjused on süsteemi oodatust madalam takistus, siibri asend, kanali modifikatsioonid, filtri tingimused, vale ventilaatori kiirus või ebatäpne algne süsteemi arvutus.

Kui ventilaator töötab ettenähtud tööpunktist kõrgemal, võib ka mootori vool suureneda. Sellises olukorras võib siibri lihtsalt sulgemine ilma süsteemist aru saamata tegelikku probleemi varjata.

Hooldus peaks keskenduma suundumuste muutustele

Tolmuste tööstuslike ventilaatorite puhul ei tohiks hooldus sõltuda ainult kindlast kalendrist.

Parem lähenemine on trendide jälgimine.

Näiteks kui vibratsioon on püsinud mitu kuud umbes 3 mm/s ja tõuseb järsku 5 mm/s-ni, peaksid tehnikud uurima, enne kui ventilaator jõuab tõsise rikkeseisundini.

Kasulikud kontrollpunktid hõlmavad järgmist:

Tööratta kulumine

Tera ebaühtlane erosioon

Tolmu kogunemine

Laagri seisukord

Võlli joondamine

Ühenduse seisukord

Vundamendi poldid

Rihmapinge, kui see on rihmajam

Eluaseme kulumine

Sisse- ja väljalaskeühendused

Eriti oluline on tolmu kogunemine tiivikule. Ebaühtlane kogunemine võib tekitada rootori tasakaalustamatuse isegi siis, kui algne tiivik oli dünaamiliselt tasakaalustatud.

Ärge jätke tähelepanuta niiskust ja kleepuvat tolmu

Mitte kogu tolm ei käitu nagu kuiv mineraalpulber.

Niiskus võib põhjustada peente osakeste kleepumist tiiviku külge. Aja jooksul võib see tekitada ebaühtlasi ladestusi ja vibratsiooni.

Näiteks kuiva materjali käitlev ventilaator võib mitu kuud normaalselt töötada. Kui protsessi temperatuur langeb alla kastepunkti, võib süsteemi sees tekkida kondensaat. Tolm muutub seejärel kleepuvaks ja hakkab rootorile kogunema.

Sellisel juhul ei pruugi lihtsalt tera materjali kulumiskindluse suurendamine probleemi lahendada.

Tehniline lahendus võib nõuda paremat temperatuuri reguleerimist, isolatsiooni, drenaaži, protsessi muutmist või tiiviku konstruktsiooni, mis on vähem vastuvõtlik kogunemisele.

See on veel üks põhjus, miks raskeveokite tsentrifugaalventilaatorid tuleks valida tegeliku protsessi, mitte ainult tolmu nimetuse järgi.

Praktilise valiku kontrollnimekiri

Enne tolmuse protsessi jaoks tugeva ventilaatori tellimist soovitan protsessiinseneriga kinnitada järgmised andmed:

Õhu jõudlus

Õhuvool: m³/h, CFM või m³/s

Staatiline rõhk või kogurõhk

Disaini tööpunkt

Minimaalsed ja maksimaalsed töötingimused

Gaasi seisukord

Normaalne temperatuur

Maksimaalne temperatuur

Gaasi koostis

Tihedus

Niiskus

Tolmuseisund

Tolmu tüüp

Keskendumine

Osakeste suurus

Osakeste kõvadus

Niiskuse sisaldus

Kleepuvad või abrasiivsed omadused

Ventilaatori ehitus

Tööratta tüüp

Materjal

Kandke kaitset

Võlli läbimõõt

Laagrite paigutus

Sõidukorraldus

Ülevaatuse juurdepääs

Elektrisüsteem

Mootori võimsus

Pinge

Sagedus

Käivitusmeetod

Nõutav RPM või VFD töö

Paigaldamine

Ventilaatori asend tolmukoguja suhtes

Sisse- ja väljalaskeava orientatsioon

Kanali läbimõõt

Saadaval paigaldusruum

Hoolduskliirens

Keskkonnatingimused

Täielik andmeleht projekti alguses võib paljusid probleeme hiljem ära hoida.

Viimased Mõtted

Suure tolmuga tööstuslikud rakendused on ventilaatoritele rasked, kuna probleem ei piirdu õhuvooluga. Hõõrdumine, materjali kogunemine, temperatuur, süsteemi vastupidavus, vibratsioon ja hooldusnõuded mõjutavad üksteist.

Seetõttu tuleb õiged raskeveokite tsentrifugaalventilaatorid valida tegelike protsessitingimuste alusel. Ainuüksi tugevam mootor ei muuda ventilaatorit vastupidavaks ja paksem korpus üksi ei taga pikka kasutusiga.

Tsemenditehaste, kaevandustööde, biomassi töötlemise, söe käitlemise, metallitöötlemise, jahvatussüsteemide ja tööstusliku tolmu kogumise puhul on kõige usaldusväärsem lähenemine alustada tööpunkti ja tolmu omaduste täielikest omadustest, seejärel määrata tiiviku tüüp, materjal, kulumiskaitse, ajami paigutus ja mootori konfiguratsioon.

Selline lähenemine võib nõuda enne tellimuse esitamist rohkem inseneritööd, kuid tavaliselt maksab see palju vähem kui korduv tiiviku vahetamine, liigne vibratsioon, ootamatu seisakuaeg ja halb tolmu kogumine pärast paigaldamist.