Quạt ly tâm là gì? Nguyên tắc làm việc, loại và sử dụng công nghiệp

Quạt ly tâm là một loại máy di chuyển không khí hoặc khí bằng cách quay nó ra ngoài. Khí đi vào tâm của một cánh quạt đang quay, bị kẹt giữa các cánh quạt và được đẩy về phía mép ngoài của vỏ, nơi nó thoát ra qua một cửa thoát. Cánh quạt tăng thêm vận tốc cho khí; Sau đó, vỏ hình cuộn làm chậm lượng khí đó và chuyển vận tốc thành áp suất tĩnh. Mọi chi tiết khác - đường kính cánh quạt, hình dạng lưỡi cắt, vật liệu, cách bố trí ổ trục, loại truyền động - đều tồn tại để làm cho bộ chuyển đổi đó hoạt động ở một điểm làm việc cụ thể.

Đó là câu trả lời ngắn gọn. Trong thực tế công nghiệp, quạt hiếm khi là thiết bị đầu tiên được chọn trong hệ thống và hầu như luôn là thiết bị bị đổ lỗi đầu tiên khi hệ thống hoạt động kém.

Quạt ly tâm hoạt động như thế nào, từng bước một

Theo dõi một lô khí thông qua một quạt hút gió đơn. Nó được hút vào hình nón đầu vào, dẫn nó vào mắt của bánh công tác. Các lưỡi dao ép nó hướng ra ngoài vào vỏ. Bởi vì khí thoát ra gần như vuông góc với trục nên máy đôi khi được gọi là quạt góc vuông: không khí di chuyển dọc theo trục và rời ra vuông góc với trục.

Hai khoảng hở chi phối mức độ hoạt động tốt của điều này: khoảng cách giữa hình nón đầu vào và tấm che bánh công tác, và khoảng hở đầu ở điểm cắt nơi cuộn gặp lỗ thoát. Cả hai đều phát triển cùng với sự mài mòn và cả áp lực về chi phí - đó là lý do tại sao nhiệm vụ mài mòn cuối cùng xuất hiện khi một hệ thống không còn đạt đến lưu lượng thiết kế của nó nữa.

Các phần chính rất ít:

• Cánh quạt - bộ phận chuyển động khí động học duy nhất; hình dạng lưỡi thiết lập đặc tính dòng áp suất.
• Vỏ hoặc cuộn - thu thập khí và chuyển vận tốc thành áp suất.
• Hình nón hoặc hộp đầu vào - cung cấp khí vào mắt cánh quạt với tổn thất tối thiểu.
• Trục, vòng bi và vỏ - chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục, thường ở nhiệt độ cao.
• Truyền động - khớp nối trực tiếp, truyền động đai hoặc truyền động biến tần trên động cơ.
• Phụ kiện - bộ giảm chấn, đầu nối linh hoạt, ống thoát nước, lớp lót chống mòn, cảm biến rung và nhiệt độ.

Ly tâm so với trục: Tại sao đường góc vuông thay đổi mọi thứ

Quạt ly tâm và quạt hướng trục có thể được chế tạo với cùng công suất trục và vẫn hoạt động hoàn toàn khác nhau trong hệ thống ống dẫn. Cánh quạt ly tâm đẩy khí ra ngoài và tạo áp suất chống lại lực cản; cánh quạt hướng trục đẩy khí thẳng qua, giúp tăng thể tích hơn áp suất.

Hình học cánh quạt: Năm gia đình bạn sẽ gặp

Hầu hết các quyết định lựa chọn đều thuộc về cánh quạt. Hình dạng lưỡi cắt quyết định hiệu quả, khả năng chịu mài mòn và khả năng chịu khí bẩn hoặc nóng.

Sự đánh đổi là nhất quán: bánh xe càng hoạt động hiệu quả thì khả năng chịu đựng các hạt, sự thay đổi nhiệt độ và sự mất cân bằng càng kém.

Vị trí quạt ly tâm trong hệ thống công nghiệp

Ở hầu hết các nhà máy, quạt là một thiết bị tiện ích trong một quy trình lớn hơn. Kỹ sư xử lý xác định khí; Sau đó, quạt sẽ được điều chỉnh kích thước để di chuyển quạt — và hiệu suất của quạt phụ thuộc vào mật độ, nhiệt độ và lượng bụi chứ không chỉ phụ thuộc vào âm lượng.

Nhiệm vụ của nồi hơi và nhà máy điện

Quạt gió cưỡng bức đẩy không khí đốt qua bộ sấy sơ bộ không khí; quạt gió sơ cấp mang nhiên liệu nghiền đến đầu đốt; quạt gió cảm ứng kéo khí thải qua bộ tiết kiệm, bộ sấy sơ bộ và bộ thu bụi vào ống khói. Quạt gió cảm ứng hoạt động mạnh nhất: khí nóng, nhiều bụi và phần lớn lực cản của hệ thống.

Quạt gió cảm ứng nồi hơi cho hệ thống nồi hơi Khai thác khí thải Quạt ly tâm tùy chỉnh dành cho hệ thống lò hơi, xử lý khí thải ở thể tích và nhiệt độ cao để hỗ trợ an toàn đốt cháy, áp suất âm và kiểm soát khí thải. Xem sản phẩm →

Lò nung xi măng, vôi và gốm sứ

Hệ thống lò nung kết hợp nhiệt độ cao, bụi nặng và ống dẫn dài. Ống xả đuôi lò nung và quạt hút nhiệt độ cao cần có cánh quạt chịu mài mòn, hợp kim chịu nhiệt và vòng bi chịu được sự tăng trưởng nhiệt. Quạt làm mát dạng ghi xử lý lượng không khí lớn ở áp suất khiêm tốn nhưng chạy liên tục.

Quạt nhiệt độ cao đuôi lò quay xi măng Quạt chuyên dụng cho đuôi lò xi măng, di chuyển khí thải bụi nhiệt độ cao để ổn định áp suất âm, hỗ trợ thu hồi nhiệt và bảo vệ thiết bị hạ nguồn. Xem sản phẩm →

Kiểm soát ô nhiễm: VOC, bụi và chất thải

Trong hệ thống xử lý khí thải, vị trí của quạt quyết định những gì nó phải tồn tại. Quạt hấp phụ và giải hấp di chuyển không khí chứa dung môi đến gần nhiệt độ môi trường. Quạt đốt xúc tác thường nằm ở phía nóng, nơi khí có thể đạt tới vài trăm độ. Quạt kín và thanh lọc giữ cho các luồng nhỏ hơn được cân bằng.

Quạt đốt xúc tác cho hệ thống xử lý khí thải Quạt tùy chỉnh để xử lý khí thải VOC, di chuyển khí qua quá trình đốt xúc tác để kiểm soát dòng chảy, nhiệt độ phản ứng và liên kết hệ thống với quá trình lọc. Xem sản phẩm →

Luyện kim, thực phẩm và nông nghiệp

Lò luyện và lò nung sử dụng quạt đốt, làm mát, tuần hoàn và hút khí xung quanh cùng một tàu. Các nhà máy thực phẩm dựa vào việc sấy khô, loại bỏ bụi, vận chuyển bột và quạt bó ống, trong đó khả năng làm sạch và luồng không khí ổn định quan trọng hơn áp suất thô. Quạt sấy và bảo quản ngũ cốc chạy ở áp suất thấp nhưng trong thời gian dài, do đó hiệu suất và tuổi thọ ổ trục quyết định chi phí vận hành.

Để biết số học đằng sau những nhiệm vụ này, hãy xem phần này hướng dẫn lựa chọn quạt ly tâm về sự tương tác giữa năng lực, áp lực và lựa chọn vật liệu.

Số liệu hiệu suất đáng để kiểm tra trên bảng dữ liệu

Hai chiếc quạt có thể trông giống hệt nhau trên báo giá và hoạt động rất khác nhau trên trang web. Yêu cầu những điều này một cách rõ ràng:

• Lưu lượng thể tích ở nhiệt độ vận hành, không phải ở 20°C.
• Áp suất tĩnh hoặc áp suất tổng tại quạt, cùng với đường cong điện trở của hệ thống.
• Mật độ khí, được điều chỉnh theo nhiệt độ, độ cao, độ ẩm và thành phần.
• Hiệu quả tại điểm làm việc được chỉ định, không chỉ là con số cao nhất.
• Công suất hấp thụ, bao gồm cả biên độ khi khởi động nguội.
• Tốc độ liên tục tối đa và nhiệt độ khí đầu vào tối đa.
• Loại vòng bi, chất bôi trơn và vỏ được làm mát hay cách nhiệt.
• Vật liệu cho cánh quạt, vỏ và trục, cộng với khả năng chống xói mòn hoặc lớp lót có thể thay thế được.
• Bịt kín trục, bất cứ nơi nào khí độc, dễ cháy hoặc đơn giản là không được rò rỉ.
• Mức áp suất âm tại quạt và tại ranh giới nhạy cảm với tiếng ồn gần nhất.

Kết hợp một chiếc quạt với một nhiệm vụ: Sáu bước theo thứ tự

Trình tự dưới đây tránh được hầu hết những điều ngạc nhiên. Bỏ qua một bước thường có nghĩa là phải sửa nó sau đó bằng một bộ giảm chấn, điều này gây lãng phí năng lượng cho đời sống của cây.

1. Xác định khí: thành phần, phạm vi nhiệt độ, tải lượng bụi, độ ẩm, độ ăn mòn và liệu nó có dễ nổ hay không.
2. Cố định lưu lượng yêu cầu và điện trở hệ thống tại vị trí quạt, bao gồm cả bộ lọc ở tình trạng bẩn nhất.
3. Điều chỉnh mật độ, sử dụng nhiệt độ cao nhất và thấp nhất mà quạt sẽ thấy.
4. Chọn mức áp suất: thấp, trung bình hoặc cao. Một chiếc quạt được đẩy ra ngoài lớp của nó sẽ gây lãng phí điện năng hoặc bị treo khi đi vào đường cong.
5. Chọn vật liệu và lớp bịt kín — thép carbon phủ, thép không gỉ, FRP cho axit mạnh, hợp kim nhiệt độ cao cho khí nóng hoặc kết cấu không rò rỉ.
6. Xác nhận việc sắp xếp ổ đĩa, xoay vòng, truy cập bảo trì và tính sẵn có của phụ tùng trước khi đặt hàng.

Khi yêu cầu áp suất tĩnh cao — hệ thống ống dẫn dày đặc, đường dẫn túi dài, máy lọc khí nén — việc lựa chọn thường nằm trong phạm vi áp suất cao, chẳng hạn như Quạt ly tâm cao áp dòng 809, 912, 919 và 926 .

Giả định gây ra hầu hết các vấn đề hiện trường

Hầu hết các khiếu nại về quạt ly tâm đều bắt nguồn từ một số giả định hơn là lỗi sản xuất.

Một chiếc quạt được trích dẫn cho không khí tiêu chuẩn sẽ không cung cấp cùng một lưu lượng khối lượng trong khí nóng. Ở 300°C, khí đặc khoảng 1/3 so với môi trường xung quanh, do đó quạt phải chạy nhanh hơn hoặc lớn hơn để di chuyển cùng một khối lượng. Các hệ thống bỏ qua điều này sẽ dẫn đến việc vận hành thiếu lưu lượng.

Quá khổ không phải là bảo hiểm. Một chiếc quạt được chọn đúng ở bên phải điểm hoạt động của nó sẽ đi theo đường cong đi lên: lưu lượng tăng, công suất hấp thụ tăng nhanh hơn và động cơ có thể hoạt động vào một buổi sáng lạnh khi mật độ cao nhất.

Hao mòn biểu hiện là mất áp suất chứ không phải là quạt bị hỏng. Khi khe hở đầu mở ra và lớp lót mỏng, quạt sẽ lệch khỏi đường cong của nó. So sánh lưu lượng rút và lưu lượng hiện tại với hồ sơ vận hành là cách cảnh báo sớm rẻ nhất hiện có.

Về bản chất, quạt ly tâm là một cỗ máy đơn giản: một cánh quạt quay đổi tốc độ lấy áp suất, được bọc trong một vỏ biến vận tốc thành áp suất tĩnh có thể sử dụng được. Khó khăn nằm ở điều kiện vận hành - nhiệt độ, bụi, ăn mòn, độ kín và hình dạng đường cong điện trở của hệ thống. Nhận được những con số đó ngay trước khi đặt hàng quạt và chiếc máy sẽ hoạt động yên tĩnh trong nhà máy trong nhiều năm.