8.11. Вентиляторы и дымососы

Вентиляторы предназначены для эвакуации из дробильных аг­регатов, мельниц, загружаемых емкостей, мест перегрузки и т. п., запыленного воздуха. Вентиляторы используются также для пнев­мотранспорта порошкообразных материалов при низком (не более 15 кПа) давлении в псевдосжиженном состоянии (с помощью аэро­желобов). Вентиляторы для отсоса запыл§цных дымовых газов на­зывают дымососами. Для сжигания газообразного и пылевидного топлива используют дутьевые вентиляторы. Крупные мельничные вентиляторы могут использоваться в качестве дымососов. По прин­ципу действия различают вентиляторы осевые и радиальные (цен­тробежные). Осевые применяют для перемещения относительно больших количеств воздуха при небольшом давлении (разреже­нии) — до 500—700 Па, а радиальные используются при значи­тельных давлениях (разрежениях) — до 3 кПа.

В зависимости от направления перемещения газов или возду­ха вентиляторы подразделяют на всасывающие и нагнетающие.

Количество дымовых газов вращающихся печей, в зависимо­сти от их размера, расхода топлива и режима обжига составляет от 80 до 800 тыс. м /ч, а объем аспирационного воздуха, отса­сываемого из помольных агрегатов, от 15 до 90 тыс. м³/ч.

Техническая характеристика мельничных вентиляторов при­ведена в табл. 8.47, а техническая характеристика дымососов для вращающихся печей дана в табл. 8.48.

Заводские характеристики дымососов и вентиляторов могут даваться не для каждого размера, а для определенной серии машин. Такие характеристики называются безразмерными и их пересчет на действительные производится по формулам: расход газа (воздуха), м³/с

(8.161)

полный напор, Па

(8.16 2)

мощность на валу, кВт

(8.163)

(8.164)

(8.165)

где V — коэффициент расхода (по безразмерной характеристике); Р — коэффициент полного напора; N— коэффициент потребляе­мой мощности; D — наружный диаметр ротора, м; о>2 — окружная скорость на диаметре D, м/с; п — частота вращения ротора, об/мин; g = 9,81 — ускорение свободного падения, м/с².

При заданных (паспортных) величинах Vi, pi, ni, hi, di и qi пересчет характеристик вентиляторов на другие условия работы может быть произведен по формулам, приведенным в табл. 8.46.

где V — производительность (расход воздуха (газа)); Р — напор; п — число оборотов; D — наружный диаметр ротора; q — плот­ность воздуха (газа).

Как можно видеть из формул табл. 8.46, при увеличении, например, числа оборотов ротора, производительность вентиля­тора увеличивается пропорционально изменению скорости вра­щения ротора, а создаваемый вентилятором напор возрастает пропорционально квадрату отношений скоростей вращения. В связи с этим вентиляторы низкого давления могут быть исполь­зованы как вентиляторы среднего давления, и наоборот.

Встречаются ситуации, когда для обеспечения необходимого эксплуатационного режима требуется установка двух (и более) последовательно или параллельно работающих вентиляторов. Параллельное подключение вентиляторов дает повышение сум­марной производительности, а последовательное — увеличение суммарного напора.

П равильность выбора тягодутьевых машин проверяется сопо­ставлением их характеристик (производительности и напора) с характеристикой газовоздушного тракта технологического агрегата (зависимостью гидравличе­ского сопротивления тракта от скорости (производительности) газовоздушного потока).

На рис. 8.7 приведены ха­рактерные ситуации. Так, на­пример, кривая I (P — V), явля­ющаяся напорной характери­стикой дымососа и проходящая через точку А на кривой ха­рактеристики газового тракта, свидетельствует о полном сов­падении характеристик газово­го тракта и дымососа, однако выбор такого дымососа нельзя считать оправданным, т. к. от­сутствует резерв регулирова­ния, который должен быть око­ло 15—20 %. Кривая III, пересекающая кривую характеристики газового тракта в точке В, показывает, что развиваемое дымо­сосом давление (APi) недостаточно для обеспечения оптималь­ного эксплуатационного режима работы. В рассмотренной ситу­ации требуется либо реконструировать газовый тракт, обеспечив снижение его сопротивления, либо заменить дымосос на другой, характеризующийся более высоким напором. Кривая II, пере­секающая характеристику газового тракта (Н — V) в точке Б, показывает наличие у вентилятора избытка напора (APi) и производительности (AV). При избытке (резерве) этих харак­теристик на уровне 15—20% подбор дымососа следует считать правильным. Избыток давления и расхода уменьшается регу­лированием. На практике применяют три способа регулиро­вания дымососов (вентиляторов): дроссельный (шиберный), на­правляющими аппаратами и изменением числа оборотов. В первом случае регулирование осуществляется с помощью дрос­селей (шиберов), устанавливаемых на всасывающей или на на­гнетающей стороне вентилятора. Этот способ неэкономичен из-за больших потерь энергии на дросселирование. Установка шибера на всасывающей стороне дает меньшие потери, чем на напорной. При регулировании направляющими аппаратами из­менение характеристик осуществляется без введения в тракт дополнительного сопротивления. Поворотом лопаток направ­ляющего аппарата изменяется степень закручивания потока газа в сторону вращения ротора и, соответственно, развивае­мое им давление и потребляемая мощность. Потери энергии в этом случае меньше, чем в первом случае. Наиболее эф­фективно регулирование работы дымососов (вентиляторов) изменением частоты вращения ротора, которое достигается уста-норкой двигателя постоянного тока или вентильно-машинного электрического каскада, позволяющего плавно регулировать ча­стоту вращения ротора за счет изменения частоты питающего тока с возвратом энергии скольжения в питающую сеть, что снижает расход электроэнергии.

При установке спаренных (параллельно или последовательно) дымососов (вентиляторов) их суммарная характеристика должна соответствовать характеристике газового тракта установки. КПД дымососов должен быть не ниже 0,45. Мощность, потребляемая электродвигателем дымососа (вентилятора) — N₉, кВт, определя­ется с учетом температуры газов и запыленности по формуле:

(8.166)

Установочная мощность:

(8.167)

где V — производительность, м³/ч; Р — полный напор, Па; т]„ — КПД вентилятора при заданных значениях V и Р; % — КПД передачи (с помощью муфты — 0,95; при клиноременной переда­че — 0,90; при плоскоременной — 0,85); ц, — концентрация пыли в газах, кг/кг; К — коэффициент запаса мощности (для центро­бежных вентиляторов — 1,15—1,20).

Таблица 8.48