Дымососы и вентиляторы

Вентиляторы, обеспечивающие подачу в топку воздуха, не­обходимого для организации процесса горения, называются дутьевыми вентиляторами. Вентиляторы, предназначенные для удаления продуктов сгорания и преодоления сопротивлений газового тракта котельной установки, называются дымососами. В качестве дымососов и вентиляторов для промышленных паровых и водогрейных котлов применяются центробежные машины. На рис. 2.56 (12-3 учеб) приведена конструкция дымососа одно­стороннего всасывания унифицированной серии типа 0,55-40-1 от №8 до № 12,5 с загнутыми назад лопатками.

Обозначение типа дымососа и вентилятора принято произ­водить в зависимости от его аэродинамической схемы. Первая цифра в обозначении указывает относительный диаметр входа машины (отношение диаметра входного отверстия в диске рабочего колеса к наружному диа­метру рабочего колеса). Вторая цифра обозначает угол лопаток на выходе с рабочего колеса. Номер машины соответствует диаметру рабочего колеса в дециметрах.

Основными величинами, характеризующими работу венти­лятора (дымососа), являются: производительность (м³/с или м³/ч), полный напор (Па), потребляемая электродвигателем мощность (кВт), частота вращения (об/мин) и КПД при пол­ном напоре (%).

Под полным напором машины понимают разность полных напоров в выхлопном и всасывающем патрубках:

, Па.

Производительность и полный напор дымососа (вентиля­тора) связаны между собой зависимостью, называемой напорной характеристикой. Каждая машина в зависимости от ее аэродинамической схемы при постоянной скорости вращения имеет свою напорную характеристику, определяемую экспери­ментально. Напорные характеристики машин приводятся в ка­талогах заводов-изготовителей.

Зависимость сопротивления газового или воздушного тракта котельной установки от расхода продуктов сгорания или воз­духа называется характеристикой сети. Каждый дымосос (вен­тилятор) создает полный напор, соответствующий сопротив­лению газового или воздушного тракта, на который он работает. Поэтому рабочему режиму дымососа (вентилятора) отве­чает точка пересечения напорной характеристики машины с ха­рактеристикой сети. Дымосос (вентилятор) в рабочей точке имеет наибольшую производительность при работе на данную сеть. Изменение сопротивления сети приводит к измене­нию производительности машины. На рис. 2.57 (12-4 учеб) показана напорная характеристика машины и характеристика сети. Точка 1 характеризует рабочий режим машины и соответственно ее номинальную производительность Q_H и полный напор H_П.

Устойчивость работы машины возможна только при наличии единственной точки пересечения напорной характеристики с характеристикой сети. Параболу, прохо­дящую через точку 5 и начало координат, называют границей помпажа, т. е. устойчивой работы машины. Устойчивая работа машины обеспечивается при прохождении характеристики сети (Г) ниже впадины напорной характеристики машины и пересе­чении ее только в одной точке 1.

Паровые и водогрейные котлы промышленных предприятий работают с переменными нагрузками, что приводит к необхо­димости регулировать производительность тягодутьевых машин. Регулирование производительности тягодутьевых машин дол­жно быть надежным, простым и обеспечивать сохранение высо­кого КПД машины в условиях переменного режима. Регулирование производительности тягодутьевых машин воз­можно осуществить двумя способами: изменением характеристики сети или воздействием на на­порную характеристику машины.

Изменение характеристики сети достигается путем ввода в сеть дополнительного сопротивления в виде шибера, изменяю­щего площадь поперечного сечения газовоздухопровода на входе в машину. Увеличение сопротивления сети при закрывании ши­бера будет приводить к снижению производительности машины.

Воздействовать на напорную характеристику машины можно путем изменения ее частоты вращения. Производительность ма­шины изменяется примерно пропорционально частоте враще­ния, полный напор — пропорционально квадрату ее, а мощ­ность, потребляемая электродвигателем,— пропорционально кубу частоты вращения. Регулирование изменением частоты вращения сложно, но обес­печивает высокую экономичность работы машины при перемен­ных режимах.

Рассмотрим способы регулирования производительности на рис 2.57. Пусть точка 1 характеризует рабочий режим машины и соответственно ее номинальную про­изводительность Q_H и полный напор H_П. При снижении паропроизводительности парогенератора потребуется уменьшить расход воздуха, подаваемого в топку, с q_h до Q₁. Тогда сопротивление сети также снизится и при расходе Qi будет характеризоваться точкой а. При расходе Qi вентилятор будет развивать напор, характеризуемый точкой б. Следовательно, при дроссельном регулировании будет теряться напор, равный отрезку аб.

При регулировании изменением частоты вращения напор­ная характеристика машины изменится и пройдет через точку а, т. е. будет достигнуто соответствие между напором, развивае­мым машиной, и сопротивлением сети. Очевидно, что при ре­гулировании изменением частоты вращения машины потери напора вследствие дросселирования потока отсутствуют. Т.о., наиболее эффективным будет способ, воздействующий на изменение напорной характеристики машины.

Регулирование изменением частоты вращения может быть осуществлено с помощью специальных электродвигателей, гид­ромуфт и электромагнитных муфт. Однако эти способы дороги и сложны в эксплу­атации. Широкое распространение получили осевые направ­ляющие аппараты вследствие своей простоты, дешевизны, надежности и достаточной экономичности. Осевой направляющий аппарат, установленный на машине, показан на рис. 2.56 (12-3 учеб). Он состоит из обечайки, которая крепится к входному патрубку машины. Внутри обечайки установлены поворотные лопатки, изменяя угол установки которых, можно изменить степень закрутки потока, поступающего в машину. Осевой направляющий аппарат при снижении производитель­ности машины использует излишний напор на закрутку потока. Такое использование напора полезно, так как освобождает ма­шину от затраты энергии на закрутку входящего в нее потока. Недостатком направляющих аппаратов является малая глубина регулирования. Направляющий аппарат эффективно работает при снижении производительности машины до 50 % номиналь­ной. При дальнейшем снижении производительности направляю­щий аппарат работает как обычный шибер. Для увеличения глубины регулирования направляющими аппаратами устанав­ливают двухскоростные электродвигатели. Таким образом, на­правляющий аппарат осуществляет комбинацию рассмотренных выше способов регулирования, так как воздействует на напор­ную характеристику машины и изменяет характеристику сети.