Вентиляторы градирни ВГ

Вентилятор градирни. Типы

Охлаждение оборотной воды является необходимой и важной задачей для многих промышленных предприятий.

Для решения данного вопроса на производствах используются охлаждающие установки различных типов. Благодаря высокой эффективности, компактности, возможности модернизации и расширения наибольшее распространение получили секционные вентиляторные градирни.

Секционные градирни

Как в любой открытой мокрой градирне, охлаждение воды в них происходит за счет передачи тепла от жидкости атмосферному воздуху при поверхностном испарении.

Для увеличения эффективности процесса охлаждения в градирне необходимо создать устойчивый воздушный поток, который позволит отводить нагретую паровоздушную смесь от блоков оросителя и проходить испарению более интенсивно.

В вентиляторных градирнях эту задачу решает вентиляторная группа (откуда и появилось соответствующее название). В зависимости от проекта градирни используются специальные осевые отсасывающие или нагнетательные вентиляторы.

вентиляторная градирня

Нагнетательные вентиляторы чаще всего располагают снизу градирен, а вытяжные – сверху. Связано это с необходимостью подавать воздух непосредственно в оросительный слой.

Применение вытяжных вентиляторов более эффективно, так как вход воздуха и его поворот под прямым углом в градирне происходит при меньшей скорости потока. Уменьшение скорости достигается за счет проектирования воздуховходных окон большего размера и размещения их с двух или четырех сторон градирни. При нагнетательном вентиляторе сделать этого невозможно, т.к. воздух будет просто выдуваться через противоположную сторону.

Применение вытяжных вентиляторов, за счет меньшей скорости воздуха, позволяет равномернее распределить воздушный поток и увеличить охлаждающий эффект. Кроме того, при выходе из диффузора скорость теплой воздушно-капельной смеси в 2-3 раза выше именно у вытяжных вентиляторов. Это не позволяет теплому воздуху попадать обратно в воздуховходные окна, что значительно повышает эффективность работы охлаждающей установки.

Для сравнения: нагнетательный вентилятор создает поток около 1,7 – 2,5 м/сек, а высасывающий уже 8 – 10 м/сек. При этом поток влажного воздуха во втором случае строго вертикален, что почти полностью исключает рециркуляцию и ухудшение охлаждения.

В зимний период работы нагнетательные вентиляторы могут обмерзать, т.к. на них попадают капли воды, выносимые из градирни. При отрицательных температурах данная влага будет замерзать на лопастях, вызывая различные проблемы, в т.ч. дисбаланс рабочего колеса.  Вытяжные вентиляторы лишены данной проблемы, т.к. рабочее колесо находится в зоне теплого воздуха.

Из плюсов всасывающих вентиляторных установок можно отметить возможность их расположения на собственном фундаменте на земле. Это снижает нагрузку на каркас установки и облегчает доступ к оборудованию для технического обслуживания.

Однако, минусы нагнетательных вентиляторов значительно перевешивают их плюсы.

На сегодняшний день применение нагнетательных вентиляторов имеет смысл только на малогабаритных градирнях, для которых малая стоимость установки важнее большого потока воздуха. Хотя встречаются и экзотические варианты. Смотрите фото градирен ниже/p>

Нагнетательные градирни

Кроме того, применение соосных высасывающих вентиляторов, у которых рабочее колесо посажено на вал тихоходного электродвигателя, позволяет практически полностью исключить вибрацию. А размах лопастей вентилятора ограничен только размером секции градирни.

Вытяжной вентилятор градирни

Внутри корпуса вентилятора размещается электропривод с установленным на нем рабочим колесом. Существует несколько стандартных видов привода вентилятора. Это прямой привод с  использованием тихоходного электродвигателя или мотор-редуктора, а так же выносной привод, реализуемый по схеме мотор-вал-редуктор. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, и реализация конкретного решения зависит от пожеланий персонала, эксплуатирующего градирни.

ВЕНТИЛЯТОР ГРАДИРНИ С ПРЯМЫМ ПРИВОДОМ

Схема градирни с прямым приводом приведена ниже, здесь же на видео показано как он работает.

Прямой привод характеризуется меньшим числом элементов, более легким обслуживанием. Серийный выпуск тихоходных двигателей для этого решения ведется несколькими заводами, например Сафоновским электромашиностроительным заводом.

Основные плюсы использования прямого привода вентилятора:

  • более высокий КПД, по сравнению с нагнетательным вентилятором
  • высокая герметичность двигателя и дополнительная изоляция обмоток для работы во влажной среде
  • высокая компактность конструкции за счет меньшего числа элементов
  • высокая надежность конструкции за счет меньшего числа передающих звеньев
  • простота обслуживания
  • возможность организации отдельной опоры для исключения вибрации каркаса градирни

ВЕНТИЛЯТОР ГРАДИРНИ С ЗАВИСИМЫМ ПРИВОДОМ

Зависимый привод в схеме градирни чаще всего реализуется при помощи общепромышленного двигателя, связанного с редуктором с помощью композитного вала.

Главным плюсом такого решения является расположение электродвигателя вне градирни, что исключает воздействие влажной среды на двигатель и облегчает его обслуживание. Кроме того, общепромышленные двигатели обычно более компактны по сравнению с тихоходными осевыми двигателями.

Использование выносного привода получило большое применение на специальных отдельностоящих промышленных градирнях с большой площадью орошения, таких как СК-400 и СК-1200. Для вращения рабочего колеса большого диаметра (от 10 до 20 м) требуется двигатель большой мощности. Тихоходные двигатели плохо подходят для такой задачи ввиду своих больших размеров и высокой массы.

Современное оборудование (редукторы, композитные валы), специально разработанное для использования в градирнях, обеспечивает высокую надежность выносного привода. Однако наличие большого количества узлов в такой конструкции увеличивает риск выхода из строя отдельных элементов и, как следствие, остановки градирни на ремонт. Кроме того, изготовление редукторов и углепластиковых валов в России не налажено, что несет риски долговременного останова производства в случае поломки.

Основные плюсы использования выносного привода вентилятора:

  • во влажной зоне находится только редуктор, что позволяет использовать более дешевый двигатель
  • редуктор имеет меньшую массу, чем тихоходный электродвигатель , поэтому можно применить более простую раму

ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР ГРАДИРНИ. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Далее мы более подробно рассмотрим элементы, составляющие охлаждающую установку с вытяжным вентилятором.

Классическая вентиляторная группа состоит из конфузора, диффузора (корпуса вентилятора), рабочего колеса и электропривода. В некоторых случаях конфузорная и диффузорная части совмещены в единую конструкцию.

Виды диффузоров

Для чего же служат все эти элементы? Давайте разберемся вместе.

КОНФУЗОР ВЕНТИЛЯТОРА градирни

Конфузор вентилятора служит для плавного перехода от большего сечения градирни в меньшее сечение корпуса вентилятора. Он позволяет уменьшить коэффициент местного сопротивления, и, как следствие, уменьшить потери давления, развиваемого вентилятором. Кроме этого, конфузор уменьшает образование застойных зон теплого воздуха в углах секции градирни.

Применение конфузора не является обязательным, однако позволяет улучшить работу градирни. Это особенно актуально в случаях, когда необходимо эксплуатировать оборудование на максимуме возможностей для обеспечения необходимого температурного перепада. Особенно уместно использование конфузора в случае большой плотности орошения (больше рекомендованной В.С. Пономаренко "Градирни промышленных и энергетических предприятий" - 12 м32 час), приближении температуры охлажденной воды к температуре по мокрому термометру. Так же стоит оснастить градирню конфузором, если тепло-гидравлический расчет показывает, что для достижения необходимого температурного перепада вентиляторная установка должна прокачивать максимальное для своего типа количество воздуха.

Конфузор позволяет вентиляторной градирне стабильнее работать при максимальной нагрузке.

ДИФФУЗОР ВЕНТИЛЯТОРА градирни

Диффузор (корпус вентилятора) служит для ограничения пространства вокруг рабочего колеса градирни для создания направленного устойчивого воздушного потока. Кроме того, корпус вентилятора защищает зону рабочего колеса от попадания в нее посторонних предметов.

Раньше диффузоры изготавливались только из стали. С развитием новых технологий и материалов стальные корпуса практически перестали выпускаться. Современные диффузоры изготавливаются из стеклопластика - легкого и прочного композитного материала.

Корпус вентилятора

Диффузоры разных производителей могут незначительно отличаться по своей форме, в целом представляя собой однополосный гиперболоид. 

В построенных по типовым советским проектам градирнях применялись серийно выпускавшиеся Ашхабадским заводом нефтяного машиностроения корпуса серии ВГ. Эта маркировка сохранилась и по сегодняшний день.

Ряд типовых корпусов секционных вентиляторных градирен составляют ВГ – 25, ВГ – 50, ВГ – 70. А для градирне СК – 400 корпус называется ВГ – 104. Серия же корпусов ВГ – 102 прекратила свое существование.

Подробнее о диффузоре градирни

Все они изготавливаются из армированного стеклопластика методом контактной формовки. Корпуса состоят из нескольких секторов,  каждый из которых представляет собой законченную конструкцию. Количество секторов, входящих в комплект корпуса вентилятора и их основные размеры определяются типом корпуса.

Для повышения прочностных характеристик и снижения  вибрации, шума, каждый сектор диффузора изготавливается из двух оболочек с ребрами жесткости.  

Для простоты монтажа корпуса рекомендуется использовать специальное установочное кольцо из металла. Оно значительно упрощает процесс сборки и крепления корпуса вентилятора. Кроме того, данное оборудование позволяет смонтировать диффузор на земле и поднять на градирню полностью готовый узел.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРА ГРАДИРНИ

Двигатель или электропривод градирни – этот тот элемент, без которого само понятие вентиляторной градирни невозможно. Именно этот агрегат приводит рабочее колесо во вращение, создавая необходимый поток воздуха. От надежности и параметров привода зависит эффективность градирни в целом.

Корпус вентилятора

Как сказано выше, есть два вида привода рабочего колеса во вращение: прямой и зависимый. Для зависимого привода используются общепромышленные двигатели с высоким числом оборотов: 1000 – 3000 оборотов в минуту. Уменьшение и увеличение скорости вращения крутящего момента производится в редукторе, подбором необходимого сочетания числа звеньев в передаче. Это соотношение называется передаточным числом. Так, если вал электродвигателя вращается со скоростью 1500 об/мин, то для получения необходимого числа оборотов рабочего колеса (менее 200), требуется передаточное число редуктора n = 7.5

Подробнее о двигателе вентилятора

Прямой привод может быть реализован двумя вариантами: тихоходным электродвигателем серий 3АСВО, ВАСО, ВАСО4 или ДАО, а так же мотор-редуктором. Мотор-редуктор представляет собой моноблок, объединяющий быстроходный мотор и редукторный узел, что позволяет получить на выходе необходимое число оборотов, без использования большого числа полюсов электродвигателя.

Корпус вентилятора

В настоящее время наибольшее распространение получило использование асинхронного тихоходного двигателя в качестве привода градирни. Асинхронные электродвигатели отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации.

Трехфазные асинхронные двигатели позволяют с легкостью реализовать функцию реверса, то есть изменить направление вращения двигателя на противоположное. Для этого достаточно изменить место расположения двух линейных фаз, которые замыкаются на обмотку статора. В отличие от синхронного, это простой и дешевый двигатель, применяющийся во многих отраслях промышленности.

В любом случае, основная цель привода вентилятора градирни заключается во вращении рабочего колеса с необходимой скоростью. В зависимости от климатических параметров (температуры и влажности наружного воздуха) требуется прокачать различное количество воздуха для достижения необходимой температуры оборотной воды. Объем прокачиваемого воздуха регулируется скоростью вращения рабочего колеса. Задачу по корректировке скорости решает преобразователь частоты, устанавливаемый совместно с электродвигателем. Сейчас такое решение применяется практически повсеместно, позволяя в ручном или автоматическом режиме управлять работой вентустановки.

РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ГРАДИРНИ

Наконец, последним элементом вентилятора градирни является рабочее колесо. Именно оно, благодаря специальной форме лопастей, при вращении создает необходимый воздушный поток.

Корпус вентилятора

Ранее рабочие колеса для градирен изготавливались из стали или различных сплавов. Сейчас же, как и в случае с корпусами вентиляторов, практически все производители перешли на стеклопластик. Данный материал отлично подходит для изготовления лопастей рабочих колес – он прочен, легок, устойчив к коррозии и агрессивным средам.

У различных производителей может отличаться конструкция рабочего колеса. Но в любом случае, она должна быть надежной и обеспечивать возможность регулировки угла атаки лопастей.

Подробнее о рабочем колесе градирни

Более удобны в использовании рабочие колеса с разборной металлической ступицей и металлическим хвостовиком. Благодаря такой конструкции основная нагрузка при работе колеса приходится на металл, гарантируя долговечность оборудования. А крепление лопастей к ступице при помощи накидного фланца позволяет регулировать угол атаки с точностью до градуса. 

Корпус вентилятора

Комплектуя вентиляторную установку помните, что общая сложность этого компонента сильно влияет на стоимость градирни в целом. А низкая цена вентилятора градирни сильно влияет на его долговечность и количество человеко-часов, затраченных на ремонт.

Доверяйте комплектацию вентиляторных установок градирен только профессионалам!

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 11.05.2016
Заказать обратный звонок

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

Заказать оборудование

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время!

Отправить сообщение

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.