Voimakkaat keskipakotuulettimet, jotka on suunniteltu erittäin pölyisiin teollisuusprosesseihin

Puhtaan ilmanvaihtojärjestelmässä keskipakotuulettimen valinta on suhteellisen yksinkertaista. Korkeapölyiset teolliset prosessit ovat erilaisia. Sementtipöly, hienojakoiset mineraalit, kivihiilen tuhka, puuhiukkaset, klinkkeri ja muut hankaavat materiaalit voivat jatkuvasti vaikuttaa juoksupyörään ja koteloon. Ajan myötä tämä voi aiheuttaa terän kulumista, materiaalin kertymistä, tärinää, heikentynyttä ilmavirtaa ja odottamattomia sammutuksia.

Tässä raskaat keskipakotuulettimet ovat tärkeitä. Ne eivät ole vain suurempia versioita tavallisista teollisuuspuhaltimista. Niiden juoksupyörän rakenne, materiaalivalinta, akselijärjestely, laakerikokoonpano, kulumissuoja ja toimintapiste on otettava huomioon todellisten prosessiolosuhteiden mukaan.

Pölykuorma on tärkeämpää kuin monet ostajat odottavat

Yksi ensimmäisistä virheistä tuulettimen valinnassa on vain ilmavirran ja paineen tarkastelu.

Asiakas voi esimerkiksi määrittää:

Ilmavirta: 20 000 m³/h

Staattinen paine: 3000 Pa

Lämpötila: 80°C

Ensi silmäyksellä nämä kolme arvoa vaikuttavat riittäviltä tuulettimen valintaan. He eivät ole.

Jos kaasu sisältää 30–50 g/m³ hiovaa mineraalipölyä, mekaaniset vaatimukset voivat olla täysin erilaiset kuin puhdasta ilmaa käsittelevä tuuletin. Hiukkaskoko, kovuus, kosteuspitoisuus ja se, asennetaanko tuuletin ennen pölynkerääjää vai sen jälkeen, voivat kaikki vaikuttaa lopulliseen suunnitteluun.

Heavy Duty -keskipakopuhaltimissa pölytilannetta tulisi siksi käsitellä suunnittelun perusparametrina eikä valinnaisena yksityiskohtana. Pölypitoisuus ja hiukkasten ominaisuudet vaikuttavat suoraan odotettuun kulumiseen ja sopivaan juoksupyörän kokoonpanoon.

Valitse juoksupyörä pölyn mukaan

Ei ole olemassa yhtä ainoaa juoksupyörämallia, joka sopisi ihanteellisesti jokaiseen pölyiseen käyttöön. Voimakkaasti saastuneessa ilmassa harkitaan yleisesti säteittäisiä siipiä, koska suorat siivet ovat vähemmän alttiita materiaalin kerääntymiselle ja kestävät hankausta. Yhdysvaltain kansallinen työturvallisuus- ja työterveysinstituutti tunnistaa myös radiaalisiipiset keskipakotuulettimet soveltuviksi suurille pölykuormille, koska ne kestävät hankausta ja heikentävät materiaalin kertymistä.

Taaksepäin taivutetut tai taaksepäin kallistetut siipipyörät voivat parantaa tehokkuutta, mutta niitä on harkittava tarkemmin, kun suuria määriä hiukkasia kulkee suoraan puhaltimen läpi. Jos puhallin asennetaan tehokkaan pölynkerääjän jälkeen, pienempi hiukkaskuormitus voi tehdä näistä malleista käytännöllisempiä.

Vaikeissa sovelluksissa Heavy Duty -keskipakotuulettimet voivat käyttää myös vahvistettuja siipiä, vaihdettavia kulumissuojakalvoja, kulutusta kestäviä materiaaleja tai erityisesti suojattuja etureunoja. Nämä toimenpiteet lisäävät alkukustannuksia, mutta voivat olla paljon halvempia kuin juoksupyörän vaihtaminen muutaman kuukauden välein.

Älä jätä huomiotta eroa likaisen puolen ja puhtaan puolen asennuksen välillä

Tuulettimen asento voi muuttaa merkittävästi laitteiston mekaanista kuormitusta. Harkitse pölynkeräysjärjestelmää. Jos puhallin asennetaan suodattimen jälkeen, suurin osa hankaavista hiukkasista on poistettu jo ennen kuin ilma pääsee juoksupyörään. Puhaltimen on vielä voitettava kuormitetun suodattimen, kanavan, vaimentimien ja muiden laitteiden painehäviö, mutta suora hiukkaseroosio vähenee.

Jos puhallin asennetaan ennen kerääjää, siipipyörä käsittelee pölyistä kaasua suoraan. Tässä järjestelyssä hiukkasten kovuus, pitoisuus, kokojakauma ja kertyminen tulevat paljon tärkeämmiksi.

Tämä ero tulee vahvistaa ennen raskaiden keskipakotuulettimien valitsemista. Puhaltimen, joka toimii hyvin suodattimen puhtaalla puolella, käyttöikä ei välttämättä ole sama, kun sitä käytetään likaisella puolella.

Laske todellinen järjestelmäpaine

Toinen yleinen ongelma on tuulettimen valinta vain yhden laitteen painehäviön mukaan.

Todellisen tuulettimen paineen vaatimuksen tulisi yleensä ottaa huomioon koko järjestelmä:

Vaadittu tuulettimen paine = huuvan häviöt + kanavakitka + kulmaukset ja oksat + erottimen vastus + suodattimen vastus + poistohäviöt + käyttömarginaali

Oletetaan esimerkiksi, että teollisessa pölynkeräysjärjestelmässä on:

Kupu- ja tulohäviöt: 450 Pa

Kanava- ja kulmahäviöt: 700 Pa

Syklonivastus: 900 Pa

Pussisuodattimen vastus: 1 600 Pa

Ulostulo- ja pinohäviöt: 350 Pa

Kokonaisvastus on jo noin 4 000 Pa ennen kuin harkitaan ylimääräistä suunnittelumarginaalia.

Puhaltimen valinta 2 500–3 000 Pa arvioon voi johtaa riittämättömään ilmavirtaan todellisissa käyttöolosuhteissa.

Tästä syystä Heavy Duty -keskipakopuhaltimet tulisi valita koko järjestelmän vastuskäyrän mukaan sen sijaan, että yksinkertaisesti sovitettaisiin asiakkaan pyytämä ilmavirta luettelomalliin.

Tapausesimerkki: Sementin pölynkeräys

Harkitse sementtitehdasta, joka tarvitsee noin 25 000 m³/h poistoilmaa jauhatusprosessista. Alkuperäinen puhallin valittiin ensisijaisesti ilmavirran ja moottorin tehon mukaan.

Useiden kuukausien käytön jälkeen teknikot havaitsivat kolme ongelmaa:

Tuulettimen tärinä lisääntyi vähitellen.

Ilmavirta väheni.

Juoksupyörässä oli selvää kulumista lähellä lavan sisääntuloa ja ulkoosaa.

Tarkastus osoitti, että puhallin käsitteli hankaavaa sementtipölyä ennen viimeistä suodatusvaihetta. Pöly oli kuluttanut siipien pintoja epätasaisesti, mikä muutti roottorin tasapainoa. Samaan aikaan pölyn kerääntyminen lisäsi järjestelmän tehollista vastusta.

Ratkaisu ei ollut pelkästään suuremman moottorin asentaminen.

Suunnitteluryhmä vahvisti ensin todellisen ilmavirran ja paineen, minkä jälkeen tarkasteli pölypitoisuuden ja hiukkasten ominaisuudet. Kulutusta kestävämpi juoksupyöräkokoonpano valittiin ja herkät alueet vahvistettiin vaihdettavalla kulumissuojalla.

Tärkeä opetus on, että moottorin tehon lisääminen ei ratkaise mekaanista kulumista. Puhallin on ensin sovitettava todelliseen prosessiin.

Sementin hiontaan, klinkkerin käsittelyyn, kaivostoimintaan ja mineraalien käsittelyyn tarkoitetuissa sovelluksissa Heavy Duty -keskipakotuulettimet tulee arvioida sekä aerodynaamisista että mekaanisista näkökulmista.

Kulutussuoja on suunniteltava sinne, missä sillä on merkitystä

Kulutusta kestävän materiaalin lisääminen kaikkialle ei ole aina paras ratkaisu.

Käytännöllisempi lähestymistapa on tunnistaa alueet, jotka saavat suurimman hiukkasvaikutuksen.

Sovelluksesta riippuen nämä alueet voivat sisältää:

Juoksupyörän siipien etureunat

Terän pinnat

Juoksupyörän takalevy

Kotelon imuosa

Rullattu kotelo

Kulumiselle alttiit kääntöalueet

Vaihdettavat kulutuslevyt voivat olla hyödyllisiä, kun huolto on käytettävissä. Kun kulutuslevy saavuttaa käyttörajansa, teknikot voivat vaihtaa suojakomponentin koko kotelon vaihtamisen sijaan.

Erityisen hankaavissa sovelluksissa valmistajat voivat käyttää myös kulutusta kestävää terästä, kovapintaista, vahvistettua terärakennetta tai vaihdettavia vuorauksia. Oikea ratkaisu riippuu hiukkasten kovuudesta, nopeudesta, pitoisuudesta ja odotetusta käyttötunnista.

Tavoitteena ei ole tehdä jokaisesta komponentista tarpeettoman raskaita. Tavoitteena on sijoittaa oikea suoja oikeaan paikkaan.

Moottorin teho ei ole lähtökohta

Joskus asiakas lähettää kyselyn, jossa sanotaan:

"Tarvitsemme 160 kW:n keskipakotuulettimen."

Tämä ei riitä oikeaan tuulettimen valintaan.

160 kW:n moottoria voidaan käyttää useilla eri puhallinyhdistelmillä riippuen ilmavirrasta, paineesta, nopeudesta, kaasun lämpötilasta, kaasun tiheydestä, tehokkuudesta ja voimansiirron järjestelystä.

Erittäin pölyisissä sovelluksissa toimittajan tulee yleensä pyytää vähintään:

Vaadittu ilmavirta

Staattinen tai kokonaispaine

Normaali kaasun lämpötila

Kaasun maksimilämpötila

Pölypitoisuus

Pölyn tyyppi ja hiukkasten ominaisuudet

Kaasun koostumus

Tuulettimen tulo- ja ulostuloolosuhteet

Tuulettimen asennusasento

Vaaditut aukioloajat

Moottorin jännite ja taajuus

Tarvittaessa vaadittu korkeus

Tila- ja huoltorajoitukset

Näiden parametrien avulla puhallin voidaan valita todellisesta käyttöpisteestä pelkän moottorin tehon sijaan.

Tarkista toimintapiste asennuksen jälkeen

Jopa oikein suunniteltu tuuletin voi toimia huonosti, jos järjestelmäolosuhteet muuttuvat.

Käyttöönoton jälkeen teknikoiden tulee kirjata:

Tuulettimen kierrosluku

Ilmavirta

Staattinen paine

Moottorin virta

Moottorin teho

Laakerin lämpötila

Tärinä

Kaasun lämpötila

Oletetaan, että alkuperäinen suunnittelupiste on 20 000 m³/h paineella 3 500 Pa. Asennuksen jälkeen mittaukset osoittavat 24 000 m³/h vain 2 800 Pa:lla.

Tuo ero ansaitsee selvityksen.

Mahdollisia syitä ovat odotettua pienempi järjestelmän vastus, pellin asento, kanavamuutokset, suodatinolosuhteet, virheellinen tuulettimen nopeus tai virheellinen alkuperäinen järjestelmän laskenta.

Jos puhallin käy suunnitellun toimintapisteen yläpuolella, moottorin virta voi myös kasvaa. Tässä tilanteessa pelkkä pellin sulkeminen ymmärtämättä järjestelmää voi piilottaa todellisen ongelman.

Huollon tulisi keskittyä trendin muutoksiin

Pölyisten teollisuuspuhaltimien kunnossapidon ei tulisi riippua vain kiinteästä kalenterista.

Parempi tapa on seurata trendejä.

Jos esimerkiksi tärinä on pysynyt noin 3 mm/s useiden kuukausien ajan ja nousee yhtäkkiä 5 mm/s:iin, teknikkojen tulee tutkia asiaa ennen kuin puhallin saavuttaa vakavan vikatilan.

Hyödyllisiä tarkastuspisteitä ovat:

Juoksupyörän kuluminen

Epätasainen terän eroosio

Pölyn kerääntyminen

Laakerin kunto

Akselin kohdistus

Kytkennän kunto

Perustuksen pultit

Hihnan kireys, jos hihnakäyttöinen

Asunnon kuluminen

Tulo- ja ulostuloliitännät

Pölyn kerääntyminen juoksupyörään on erityisen tärkeää. Epätasainen kerääntyminen voi aiheuttaa roottorin epätasapainon, vaikka alkuperäinen juoksupyörä olisi dynaamisesti tasapainotettu.

Älä unohda kosteutta ja tahmeaa pölyä

Kaikki pöly ei toimi kuin kuiva mineraalijauhe.

Kosteus voi saada hienoja hiukkasia tarttumaan juoksupyörään. Ajan myötä tämä voi aiheuttaa epätasaisia ​​kerrostumia ja tärinää.

Esimerkiksi kuivaa materiaalia käsittelevä tuuletin voi toimia normaalisti kuukausia. Jos prosessin lämpötila laskee alle kastepisteen, järjestelmän sisällä voi tiivistyä kondensaatiota. Pöly muuttuu sitten tahmeaksi ja alkaa kerääntyä roottoriin.

Tässä tapauksessa pelkkä terämateriaalin kulutuskestävyyden lisääminen ei välttämättä ratkaise ongelmaa.

Tekninen ratkaisu saattaa edellyttää parempaa lämpötilan hallintaa, eristystä, viemäröintiä, prosessimuutoksia tai juoksupyörän rakennetta, joka on vähemmän herkkä kerääntymiselle.

Tämä on toinen syy, miksi Heavy Duty -keskipakotuulettimet tulisi valita todellisen prosessin mukaan eikä pelkästään pölynimen mukaan.

Käytännön valinnan tarkistuslista

Ennen kuin tilaat raskaan tuulettimen pölyiseen prosessiin, suosittelen varmistamaan seuraavat tiedot prosessiinsinööriltä:

Ilman suorituskyky

Ilmavirta: m³/h, CFM tai m³/s

Staattinen paine tai kokonaispaine

Suunnittelun työpiste

Minimi ja maksimi käyttöolosuhteet

Kaasun kunto

Normaali lämpötila

Maksimilämpötila

Kaasun koostumus

Tiheys

Kosteus

Pölyn kunto

Pölytyyppi

Keskittyminen

Partikkelikoko

Hiukkaskovuus

Kosteuspitoisuus

Tahmea tai hankaava ominaisuus

Tuulettimen rakenne

Juoksupyörän tyyppi

Materiaali

Käytä suojavarusteita

Akselin halkaisija

Laakereiden järjestely

Ajojärjestely

Pääsy tarkastukseen

Sähköjärjestelmä

Moottorin teho

Jännite

Taajuus

Aloitusmenetelmä

Vaadittu RPM- tai VFD-toiminto

Asennus

Tuulettimen asento pölynkerääjään nähden

Tulo- ja poistoaukon suunta

Kanavan halkaisija

Käytettävissä oleva asennustila

Huoltoväli

Ympäristöolosuhteet

Täydellinen tietolomake projektin alussa voi estää monia ongelmia myöhemmin.

Viimeisiä ajatuksia

Korkeapölyiset teollisuussovellukset ovat vaikeita tuulettimille, koska ongelma ei rajoitu ilmavirtaukseen. Kuluminen, materiaalin kertyminen, lämpötila, järjestelmän kestävyys, tärinä ja huoltovaatimukset vaikuttavat kaikki toisiinsa.

Siksi oikeat Heavy Duty -keskipakopuhaltimet on valittava todellisten prosessiolosuhteiden mukaan. Pelkästään vahvempi moottori ei tee tuulettimesta raskasta, eikä paksumpi kotelo yksin takaa pitkää käyttöikää.

Sementtitehtaissa, kaivostoiminnassa, biomassan käsittelyssä, hiilen käsittelyssä, metallinkäsittelyssä, jauhatusjärjestelmissä ja teollisessa pölynkeräyksessä luotettavin lähestymistapa on aloittaa täydellisistä käyttöpisteistä ja pölyn ominaisuuksista ja määrittää sitten juoksupyörän tyyppi, materiaali, kulumissuojaus, käyttöjärjestely ja moottorikokoonpano.

Tämä lähestymistapa saattaa vaatia enemmän suunnittelutyötä ennen tilauksen tekemistä, mutta se maksaa yleensä paljon vähemmän kuin toistuva juoksupyörän vaihto, liiallinen tärinä, odottamattomat seisokit ja huono pölynkeräys asennuksen jälkeen.