4. Аэродинамические схемы и конструктивные особенности вентиляторов и дымососов

К тягодутьевым устройствам относятся дутьевые, мельнич­ные вентиляторы и вентиляторы горячего дутья, дымососы. К ним предъявляется ряд требований: высокая экономичность при номинальной и частичных нагрузках котлоагрегата, высо­кая надежность работы, умеренные габариты при достаточно высокой быстроходности, умеренный шум.

В зависимости от особенностей котла, определяемых сортом сжигаемого топлива, тягодутьевые устройства могут изме­нять свое назначение или приобретать дополнительные функции.

В России применяются вентиляторы и дымососы центробежного типа, для очень крупных котлоагрегатов - дымососы осевого типа. Коэффициент полезного действия современных тягодутьевых машин при полной нагрузке достигает 80 -85 % и выше. Так, КПД дутьевых вентиляторов отечественных котлоагрегатов 500 и 640 т/ч достигает 87 %. При номинальной нагрузке котлоагрегата дымососы и дутьевые вентиляторы должны иметь КПД не ниже 90 % максимальной его величины.

Тягодутьевые устройства имеют простую конструкцию: ра­бочие колеса выполняются сварными из листовой углеродис­той стали, спиральные кожухи тоже сварные; изготовление этих нагнетателей отличается ограниченным объемом механи­ческой обработки; подшипники качения со смазкой погруже­нием или консистентной. В обозначении тягодутьевых уст­ройств использованы следующие обозначения: В - вентилятор; Д - дымосос дутьевой двухступенчатый; М - мельничный дымосос; ВГД -вентилятор горячего дутья; ДГ - дымосос рециркуляции газов; О - осевой дымосос; Н - отогнутые назад лопатки; 2 - двухсторон­нее всасывание; У, Ш - соответственно узкое и широкое рабочие колеса; А и П - индексы аэродинамической схемы. Номер обо­значает диаметр рабочего колеса в дециметрах. В обозначе­нии аэродинамической схемы первое число равно относитель­ному диаметру входа `D<sub>0`</sub> = D₀ / D₂, а второе число - это угол выхода b_2л лопаток рабочего колеса в градусах. Например, вентилятор 0,55 - 40 имеет =0,55 и b_2л = 40°.

Рекомендуется также следующее обозначение аэродинами­ческой схемы: первая цифра обозначает отношение внутрен­него диаметра к внешнему; вторая - ширину рабочего колеса на выходе в долях от диаметра рабочего колеса, принятого за 100; третья цифра - угол установки лопатки на выходе в граду­сах. Например, для схемы 0,55-40 будет 55-11-40.

Характеристики аэродинамических схем тягодутьевых нагнетателей на оптимальном режиме приведены в табл. 4.1.

ВНИИАМ (бывш. МО ЦКТИ им. И.И. Ползунова) разработал аэродинамические схемы дымососов с лопатками, отогнутыми назад, отличающиеся высокими технико-экономическими по­казателями.

Ц ентробежные дымососы типа ДН, выполняемые по схемам 0,55 - 40 и 0,62 - 40, имеют номера от 9 до 26. Дымососы осуществля­ют отвод дымовых газов с температурой 370-570 К из топок котлов.

Дымососы одностороннего всасывания типа ДН предназна­чены для отсасывания газов из топок котлов паропроизводительностью 2,5 -320 т/ч.

Дымосос изготовляется правого и левого вращения. Правым считается вращение рабочего колеса по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя.

Основными узлами дымососа являются: рабочее колесо, ходовая часть, улитка, всасывающая воронка, направляющий аппарат и фундаментная рама.

Рабочее колесо дымососа представляет собой сварную конструкцию, состоящую из крыльчатки с противоизносной решеткой и ступицы (рис. 4.1). Крыльчатка включает в себя 16 листовых загнутых назад лопаток, расположенных между основным (коренным) и коническим (покрывающим) дисками. Ло­патки крыльчатки штампованные. Покрывающий диск состоит из конуса и воротника. Конус штам­пуется из стальной листовой заготовки; воротник, выполненный из стального литья, приваривается к вершине конуса.

Рис.4.1. Рабочее колесо дымососа ДН-19 со встроенной противоизносной решеткой (левое):

1- конический диск; 2- основной диск; 3- рабочие лопатки; 4- ступица; 5- дополнительные лопатки встроенной противоизносной решетки

Противоизносная решетка устанавливается на основном диске рабочего колеса между ступицей и входом в решетку рабочих лопаток. Конструктивно она выполнена в виде приваренных к основному диску дополнительных лопаток (по числу лопаток рабочего колеса), являющихся продолжением рабо­чих лопаток и наклоненных к плоскости основного диска под углом в сторону, противоположную на­правлению вращения рабочего колеса (см. рис. 4.1).

Принцип действия дополнительных лопаток встроенной противоизносной решетки заключается в следующем: частицы золы (пыли), находящиеся в потоке газов, встречая на своем пути дополнитель­ные лопатки, равномерно распределяются по поверх­ности рабочих лопаток, что обеспечивает их равно­мерный износ. Применение встроенных противоизносных решеток дает дополнительный эффект в по­вышении срока службы рабочих колес дымососов и позволяет отказаться от такой сложной технологиче­ской операции, как наплавка рабочих поверхностей лопаток твердыми сплавами.

Ступица, выполненная из стального литья, при­крепляется к основному диску крыльчатки с по­мощью сварки. Рабочее колесо крепится на валу ходовой части с помощью шпонки, торцевой стопорной шайбы и двух болтов, заворачиваемых в торец вала.

Ходовая часть дымососа состоит из кованого вала; подшипников качения, расположенных в об­щем литом корпусе, имеющем горизонтальный разъем; узла уплотнения и упругой муфты, соединяющей вал машины непосредственно с валом электродвигателя. Подшипник со стороны электродвигателя является опорно-упорным. Общий корпус, отлитый из чугуна, исключает коробление в процес­се эксплуатации и уменьшает вибрацию подшипни­ков.

Смазываются подшипники с помощью масляной ванны, расположенной в корпусе ходовой части. Уплотнение вала состоит из резиновых манжет и маслосбрасывающих колец, предотвращающих утечку масла. Охлаждение масла осуществляется посредством змеевика, расположенного в масляной ванне (рис. 4.2).

Рис.4.2. Система водяного охлаждения дымососа ДН-19: а - схема подвода воды к змеевикам;

б - узел подвода воды к змеевикам; 1 - сливная воронка

По змеевику циркулирует охлаж­дающая вода, подводящаяся с одной стороны корпу­са подшипников. Расход охлаждающей воды состав­ляет около 0,5 м³/ч на дымосос, температура на вхо­де в змеевик не должна превышать 25° С. На период зимней эксплуатации при понижении температуры окружающей среды ниже 0°С система водяного охлаждения отключается и вода из змеевиков уда­ляется продувкой змеевика сжатым воздухом.

Допустимая температура подшипников ходовой части не должна превышать 70 ^оС.

Ротор дымососа в сборе (ходовая часть с наса­женным рабочим колесом) подвергается баланси­ровке на заводе-изготовителе.

Улитка дымососа сварная из листовой и про­фильной стали. Для создания необходимой жест­кости стенки улитки усиливаются оребрением из угольников и полос. В улитке имеются лаз и смотро­вой люк, обеспечивающие возможность техниче­ского осмотра проточной части дымососа при крат­ковременных остановах. Для выема ротора на улит­ке предусматривается съемная часть. Внутренняя поверхность улитки (по образую­щей) защищается от абразивного износа броневыми плитами из малоуглеродистой стали, заменяемыми по мере износа.

Возможные развороты улитки дымососов приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Типоразмер дымососа	Направление вращения	Угол разворота улитки j, град.
ДН - 19	Правое и левое	0
		30
		45
		60
		75
		90
		150
		165
		180
		270

Режим работы дымососа устанавливается осевым направляющим аппаратом, который состоит из сварного цилиндрического корпуса с направляющей полосой, по которой перемещается на роликах поворотное кольцо; 12 листовых лопаток, соединенных с поворотным кольцом рычажной системой, и обтекателя, расположенного по оси корпуса.

Лопатки осевого направляющего аппарата могут поворачиваться на угол от 0 (всасывающее от­верстие открыто полностью) до 90°.

Дымососы двухстороннего всасывания типа ДНх2 (рис. 4.3) применяются в котлоагрегатах до 420 т/ч при запыленности потока не более 2 г/м³. Дымососы ДНх2 выпускаются с противоизносной защитой внутренних поверхностей спиральных отводов, всасывающих карманов, рабочих поверхностей лопаток и без противоизнос­ной защиты - для газомазутных котлов (тип ДН х 2ГМ) (рис.4.3).

Рабочее колесо представляет собой сварную конструкцию, состоящую из 32 листовых загнутых назад лопаток, расположен­ных между основным и двумя коническими покрывающими дисками. Лопатки штампованные и при необходимости защи­щены от износа наплавкой из твердого сплава. Ступица из стального литья соединяется с диском болтовым соединением, что обеспечивает возможность демонтажа. Спиральный отвод и всасывающие карманы выполняются сварными из листовой и профильной стали. Стенки отвода и карманов усилены реб­рами. Внутренняя поверхность отвода и всасывающих карма­нов защищается броневыми листами из малоуглеродистой стали, заменяемыми по мере износа.

Дымососы снабжены осевыми направляющими аппарата­ми, позволяющими регулировать их работу. Дымососы этой се­рии имеют рабочие колеса повышенной износоустойчивости, что позволяет значительно увеличить срок их эксплуатации по сравнению с дымососами типа Д (схема 0,7 - 37), имеющими лопатки, отогнутые вперед.

Дутьевые вентиляторы предназначены для подачи воздуха в топку котла и систему пылеприготовления. Вентиляторы всасывают атмосферный воздух, к которому добавляется воз­дух из помещения котельной.

Рис.4.3. Дымосос двустороннего всасывания типа ДН: 1 - электродвигатель; 2 - входные коробки;

3 - корпус; 4 - рабочее колесо; 5 - направляющий аппарат и коллектор; 6 - ходовая часть; 7 - стойка

Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель зависит от сорта сжигаемого топлива, а также определяется соображениями предотвращения кор­розии поверхностей нагрева воздухоподогревателей и может достигать 330 - 350 К.

Дутьевые вентиляторы типа ВДН имеют аэродинамические схемы: Ц 59-15, 1-30; 0,7-160-И и 0,55-40-1. Изготовляются серий­ные дутьевые вентиляторы по номерам от 8 до 36.

На рис. 4.4 показан дутьевой вентилятор одностороннего всасывания. По конструктивному исполнению типоразмеры вентиляторов типа ВДН идентичны типоразмерам ды­мососов типа ДН. Конструктивное отличие состоит в отсутст­вии броневой защиты спирального отвода, меньшей толщине листовых лопаток рабочего колеса и отсутствии накладок, которые у дымососов привариваются с рабочей стороны лопа­ток в месте сопряжения их с основным диском рабочего ко­леса.

Центробежные вентиляторы горячего дутья одностороннего всасывания типа ВГДН применяются в системах воздушных трактов котлов различной производительности. По конструк­тивному исполнению типоразмеры вентиляторов типа ВГДН идентичны типоразмерам дымососов типа ДН. Конст­руктивное отличие заключается в отсутствии противоизносной защиты, меньшей толщине лопаток рабочего колеса. Кро­ме того, учитывая высокую температуру перемещаемого возду­ха, рабочее колесо изготовляют из малоуглеродистой молибде­новой стали 12ХМ.

Мельничные вентиляторы предназначены для пневмотранс­порта угольной пыли в системе пылеприготовления и подачи ее в топку котла. Тип мельничного вентилятора зависит от при­мененной схемы пылеприготовления. Типовые конструкции мельничных вентиляторов рассчитаны на температуру среды около 470 К, развиваемое давление превышает 10 кПа, а часто­та вращения составляет 1500 об/мин. Специальные конструк­ции мельничных вентиляторов с устройствами водяного или воздушного охлаждения вала работают с температурой среды около 720 К.

Рис.4.4. Дутьевой вентилятор одностороннего всасывания: 1 - осевой направляющий аппарат;

2 - всасывающая воронка; 3 - улитка; 4 - рабочее колесо; 5 - корпус подшипника; 6 - фундаментальная рама; 7- опора

Рис.4.5. Осевой одноступенчатый дутьевой вентилятор: 1- ходовая часть; 2 - всасывающий карман; 3 - корпус; 4 - рабочее колесо; 5 - бандаж; 6 - спрямляющий аппарат; 7- гидроусилитель;8- привод золотника; 9 - диффузор; 10 - опоры

Конструкции мельничных вентиляторов выполняются с учетом уменьшения износа рабочего колеса и спирального корпуса. Мельничные вентиляторы выпускаются типов ВМ-А, ВМ и ВМ-у, выполненных по аэродинамическим схемам вентиляторов соответственно 0,5-45; 0,5-40 (МО ЦКТИ) и 0,6-90 (ЦАГИ).

В теплотехнике также используются осевые одноступенчатые дутьевые вентиляторы ВО-1-16/11 и двухступенчатые вентиляторы ВДОД-31,5, ВДОД-41; двухступенчатые дымососы типа ДОД с диаметрами рабочих колес от 2850 до 4300 мм и частотой вращения от 595 до 370 об/мин.

Осевой одноступенчатый дутьевой вентилятор ВО-1-16/11 (рис.4.5) предназначен для подачи воздуха в топке котлов паропроизводительностью 420 т/ч, работающих с уравновешенной тягой.

Особенностью конструкции вентилятора является то, что производительность и давление регулируются поворотом ло­паток рабочего колеса при работающем вентиляторе. Синхрон­ный поворот 23 лопаток осуществляется с помощью гидроуси­лителя. Лопатки могут поворачиваться от 16^о до 28°. Исходный угол установки рабочих лопаток, принимаемый условно за ну­левой, составляет 59°30' в прикорневом сечении лопаток и яв­ляется расчетным углом установки. Увеличение угла установ­ки рабочих лопаток от 0 до 16^о приводит к плановому возраста­нию производительности и давления и наоборот. Поворот ло­паток в указанных пределах обеспечивает требуемую глубину регулирования при высокой экономичности.

Осевые двухступенчатые вентиляторы (рис.4.5) имеют коэффициен­ты давления 0,44-0,62 (0,22-0,31 на ступень) при КПД = 80 ¸ 82 %. Рекомендуемое обозначение схемы 63-18-46, где D_BT/ D_K = 0,63; z = 18, q_рк = 46° на D_ср. Осевые вентиляторы применяются на блоках большой мощности.

5. ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ НА РАБОТУ

ВЕНТИЛЯТОРОВ И ДЫМОСОСОВ

Особенностью условий работы дымососов и мельничных вен­тиляторов является наличие в рабочей среде твердых приме­сей ( золы в дымовых газах и угольной пыли в воздухе), вызывающих эрозийный и абразивный износы лопаток и дисков рабочего колеса, а также обечайки спирального корпуса. Наиболь­ший износ наблюдается в тех местах лопаток и дисков рабоче­го колеса, к которым силами инерции прижимаются твердые частицы. Иногда перемещаемый газ увлажнен и содержит капельную влагу. Увлажненный газ вызывает эрозионный и кор­розионный износ деталей вентилятора. Если газовый поток и изнашиваемая деталь находятся при высоких температурах, то процесс износа значительно усиливается термическим вли­янием.

Износ вращающихся деталей, а также отложения частиц при­водят к нарушению статической и динамической балансиров­ки ротора, к увеличению нагрузки на подшипники, к появле­нию вибрации.

Степень износа определяется по наличию вибраций. В про­цессе эксплуатации обычно приходится несколько раз баланси­ровать ротор до замены деталей колеса из-за их износа.

Износ уменьшается с увеличением радиуса кривизны тра­ектории частиц в абсолютном движении r _м. Для колес с лопат­ками, отогнутыми назад, радиус кривизны траектории намного больше, чем у колес с лопатками, отогнутыми вперед (рис. 5.1).

Увеличение размеров дымососов также вызывает уменьше­ние износа за счет увеличения радиуса кривизны траектории частиц и снижения удельной нагрузки на единицу поверхнос­ти износа. Кроме того, интенсивность износа пропорциональна третьей степени скорости потока газов и движущихся в нем твердых частиц. Дымососы и вентиляторы, перемещающие аб­разивную среду, имеют небольшую частоту вращения: дымосо­сы - не более 980 об/мин, мельничные вентиляторы работают удовлетворительно при 1480 об/мин, так как угольная пыль менее абразивна, чем зола.

Твердые примеси в рабочей среде находятся во взвешенном состоянии и перемещаются вместе с ней под действием сил аэродинамического характера и оказывают влияние на аэро­динамические характеристики тягодутьевых устройств.

Рис. 5.1. Траектории крупных частиц золы между лопатками: а - при загнутых вперед лопатках; б - при загнутых назад лопатках; - × - × - × - траектории частиц, движущихся вдоль лопатки

Плотность перемещаемой смеси

r_см = ( m_г + m _тф) / V,

где m_г - массовая производительность по газу, кг/с;

m _тф - мас­совая производительность по твердой

фракции, кг/с;

V - объ­емная производительность, м³/с.

Отношение плотностей смеси и газа

, (5.1)

где m_тф - массовая концентрация твердой фрак­ции,

кг/кг; m_тф = m_тф /m_г .

Согласно уравнению Эйлера потребляемая мощность про­порциональна плотности перемещаемой среды. Таким образом, если плотность среды увеличивается в (1+ m_тф) раз, то мощ­ность возрастает во столько же раз:

N_см = N (1 + m_тф ). (5.2)

Если концентрация и частицы твердой фракции малы, то присутствие частиц не вызовет увеличения гидравлических по­терь. Поэтому р = р _см.

Соответственно этому КПД должен уменьшиться в

(1+ m_тф) раз, так как V = У_см:

h_см = h / (1+ m_тф). (5.3)

Если размеры твердых частиц в перемещаемой среде большие, то при движении вдоль кривых поверхностей частицы бу­дут выпадать из потока, а на преодоление силы трения их о по­верхность будет затрачиваться дополнительная энергия. Следовательно, давление, создаваемое вентилятором и дымо­сосом, уменьшится, а потребляемая мощность возрастет. Со­гласно опытным данным можно записать следующие расчетные соотношения:

р _см = р (1 – k_р m_тф); (5.4)

N _см = N (1 – k_N m_тф); (5.5)

h_см = 1 – k_h m_тф, (5.6)

где к_p = 0,1 ¸ 0,45; к_N = 1,5 ¸ 1,7; к h @ к_р + k_N.

При использовании экономичных центробежных тягодутье-вых устройств с сильно отогнутыми назад лопатками могут возникать отложения твердых частиц на тыльной стороне лопаток. Такие отложения наблюдались на тыльной стороне ло­паток дымососов при работе паровых котлов на твердом топли­ве. Особенно опасна работа дымососов с подобными лопатками в том случае, когда дымовые газы после мокрых золоуловите­лей содержат капельную влагу.

Рассмотрим силы, действующие на твердую частицу на поверх­ности сильно отогнутой назад лопатки (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Силы, действующие на частицу золы, находящуюся

на тыльной стороне замкнутой назад лопатки дымососа

Центробеж­ная сила Р, действующая по радиусу, имеет составляющие - нормальную N и касательную Т к поверхности лопатки. Каса­тельная составляющая силы стремится сдвинуть частицу в на­правлении движения потока, а под действием нормальной составляющей возникает сила трения F = k N, где к - коэффици­ент трения частицы о поверхность лопатки. При условии Т > F или же b > b_тр частица будет сталкиваться с лопатки, где угол трения b_тр = arc tg к.

Следовательно, чтобы золовые отложения не имели место на тыльной стороне лопаток, отогнутых назад, необходимо со­блюдать условие b₂ > b_тр. Поэтому в настоящее время приме­няются дымососы с углом установки лопаток 40° и более вместо 20° (например, схемы 55-11-40,62-13-40).

В качестве средства борьбы с отложениями пыли на лопатках дымососов, перемещающих запыленные потоки газа с относи­тельной влажностью 100 %, применяется подъем температуры газа на входе в дымосос выше температуры точки росы.

6. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЯГОДУТЬЕВЫХ НАГНЕТАТЕЛЕЙ

Тягодутьевые нагнетатели котельного агрегата выбираются на номинальную нагрузку. Однако значительную часть времени они работают при пониженной по сравнению с расчетной производительностью. Объясняется это следующим: выбор вентиляторов и дымососов осуществляют с запасом по расходу и давлению и часть времени котлоагрегаты работают при пониженной нагрузке. Поэтому необходимо обеспечить высокий КПД тягодутьевых нагнетателей не только в номинальном режиме, но и в эксплуатации при частичной нагрузке.

Важным для экономии расхода электроэнергии на собствен­ные нужды является обеспечение эффективного регулирова­ния производительности и давления вентиляторов и дымосо­сов в широком диапазоне. К числу простейших, но малоэконо­мичных регулирующих устройств относятся дроссельные ши­беры, которые устанавливаются в любом сечении воздушного тракта и которые воздействуют на поток вне рабочего колеса вентилятора. На рис.6.1 представлен график регулирования с помощью такого шибера.

Рис. 6.1. График дроссельного регулирования с помощью

шибера при нагнетании

Мощность, затрачиваемая в шибере, кВт,

. (6.1)

Наибольшее распространение получили более экономичные направляющие аппараты, которые устанавливаются непосредственно перед всасывающим отверстием тягодутьевого нагнетателя и которые закручивают при частичных нагрузках входящий поток (рис. 6.2).

Рис.6.2. График регулирования производительности

нагнетателей направляющим аппаратом при всасывании

На рис. 6.3 показаны различные направляющие аппараты для регулирования тягодутьевых нагнетателей. Наибольшее распространение для центробежных машин одностороннего всасывания получили осевые направляющие аппараты (ОНА), состоящие из ряда секторов, поворачиваемых на различные углы с помощью общего кольца (рис. 6.3,а). Простотой устройства и надежностью работы отличаются осевые аппараты, состоящие из двух створок (рис. 6.3,б). Они применяются для регулирования дутьевых вентиляторов котлоагрегатов небольшой мощности и мельничных вентиляторов систем пылеприготовления.

Рис. 6.3. Направляющие аппараты для регулирования тягодутьевых машин: а - осевой аппарат: 1- обечайка; 2 - створка; 3 - обтекатель; 4 - расчалка; 5 - поворотное кольцо; 6 - рукоятка привода; 7 - рычаги; 8 - ролики; б - двустворчатый осевой аппарат: 1- cтворки; 2- обечайка; 3 - рычаг нижней створки; 4 - рычаг верхней створки; 5 - винт; 6 - маховик; в - упрощенный направляющий аппарат (тангенциальный): 1 - cтворки; 2 - карман; 3 - колесо; г - цилиндрический аппарат

На центробежных дымососах двухстороннего всасывания получили применение упрощенные тангенциальные направляющие аппараты шиберного типа (УНА), устанавливаемые в карманах дымососов (рис. 6.3, в). Применяются также направляющие аппараты с цилиндрической поворотной обечайкой (ЦНА), схема которых показана на рис. 6.3, г.

Для вентиляторов и дымососов, выпускаемых с регулирующи­ми устройствами, в каталогах приводятся их дроссельно-регулировочные характеристики.

На рис. 6.4 приведены регулировочные характеристики дымососа, полученные при различных углах установки лопа­ток осевого направляющего аппарата.

Для электрического привода нагнетателей применяются синхронные и асинхронные двигатели.

Частота n_c вращения ротора синхронного двигателя кратна частоте в сети, питающей двигатель:

n_с = 60 f /р, (6.2)

где f - частота тока в сети;

р - число пар полюсов электродви­гателя.

Для частоты f » 50 Гц частоты вращения роторов синхронных двигателей при р = 1,2,3.. будет соответственно 3000, 1500, 1000, 750, 600,500 об/мин.

Частота вращения асинхронных двигателей меньше, чем синхронных, n< n_с.

Разность n_с - n относят к n_с и называют скольжением s:

. (6.3)

Скольжение при номинальной нагрузке асинхронных двига­телей лежит в пределах около 0,03, и поэтому для асинхронных двигателей характерны следующие частоты вращения: 2960, 1430, 960,730, 585 об/мин.

Валы нагнетателей и двигателей соединяются обычно непо­средственно с помощью зубчатых или упругих муфт. Поэтому указанные значения частот вращения характерны для нагне­тателей.

Асинхронные двигатели применяются для привода нагнета­телей с мощностью менее 500 кВт при n ³ 730 об/мин.

Рис.6.4.Аэродинамические характеристики дымососа ДН-17

Для привода нагнетателей с мощностью от 500 кВт и выше применяются синхронные двигатели, обладающие при больших мощностях и малых частотах вращения высокими энергетичес­кими качествами. Важным свойством синхронных двигателей является их способность повышать cos j системы.

Формы конструктивного исполнения двигателей для приво­да нагнетателей определяются условиями их эксплуатации, запыленностью и влажностью помещений. Могут применяться двигатели открытого типа, пылезащищенные, влагозащищенные и т.д.

Крупные электродвигатели выполняются с подачей воздуха извне от специальной вентиляторной установки.

Расчет мощности приводного двигателя нагнетателя следует выполнять с учетом возможного увеличения мощности при от­клонении режима от расчетного. При этом нужно помнить, что перегрузка двигателя связана с перегревом его обмоток, приво­дящим к разрушению изоляции и аварийному состоянию дви­гателя.

Поэтому в формулу для расчета мощности двигателя, кВт, для привода нагнетателя вводится коэффициент к запаса мощ­ности:

, (6.4)

где r, Q,g Н и h - параметры нагнетателя при расчетном режиме; k = 1,05 ¸ 1,15 и имеет тем меньшее значение, чем больше мощ­ность нагнетателя.

Следующими по экономичности являются скоростные регу­лирующие устройства, изменяющие частоту вращения вентиля­тора за счет передач с изменяемой частотой вращения (гидро­муфты, электромагнитные муфты) или регулируемой частотой вращения привода (электродвигатели постоянного тока, электродвигатели переменного тока с фазовым ротором и регулировочным реостатом и с преобразователями частоты тока).

Двух- и трехскоростные электродвигатели (рис. 6.5) со ступенчатым изменением частоты вращения по габаритным размерам, мас­се и стоимости предпочтительней короткозамкнутых односкоростных двигателей. Их, как правило, применяют в сочетании с направляющими аппаратами (так называемый комбиниро­ванный способ регулирования).

Рис. 6.5. График регулирования производительности

нагнетателей изменением частоты вращения

Центробежные вентиляторы с поворотными закрылками (элеронами) рабочих лопаток имеют сложную конструкцию. При элеронном регулировании изменение характеристики тягодутьевого вентилятора достигается путем изменения угла выхода b₂ при повороте закрылков (элеронов) рабочих лопа­ток. Согласно данным по испытанию опытных образцов венти­ляторов элеронное регулирование позволяет экономить до 30 % электроэнергии по сравнению с регулированием осевым направляющим аппаратом.