Новые «сухие» воздуходувки для систем аэрации и систем пневмотранспорта.

:урнал компрессорная техникаи пневматикаАвтор: Сергеев В.Н.

Публикация в журнале «Компрессорная техника и пневматика» №1 2001 г., с.36-37 

В настоящее время потребность в воздуходувках значительно возросла, в первую очередь, на экологически чистых производствах: пневмотранспорт сыпучих пищевых продуктов (хлебозаводы, мелькомбинаты), аэрация в системах водоочистки, химически чистые производства, системы жизнеобеспечения (кондиционирование и обогрев) и т.д. Главными критериями при выборе техники являются экологическая чистота (отсутствие в сжимаемом воздухе (газе) продуктов смазки и износа), надежность, долговечность, простота эксплуатации.

Основным элементом очистного сооружения, использующего биологический метод очистки, является воздуходувка. Мощные очистные сооружения требуют и мощных компрессорных станций. Однако в последнее время все более широко используются малые очистные сооружения, которыми снабжаются каждая больница, санаторий, придорожное кафе, загородный коттедж и т.д. Преимущества их использования — автономность, экономия на коммуникациях и энергозатратах. В связи с этим возникла потребность в небольших воздуходувках, отвечающих целому ряду важных требований. Во-первых, воздуходувка должна быть сухой, т.е. безмасляной. Подаваемый воздух не должен содержать масляных аэрозолей, а очищаемая вода — нефтепродуктов. Во-вторых, воздуходувка должна быть компактной и надежной, а учитывая ее круглосуточную непрерывную работу в непосредственной близости, например с загородным коттеджем, она должна быть малошумной.

Несмотря на большое разнообразие типов компрессорных машин, предлагаемых рынком (в основном зарубежным), выбрать машину, удовлетворяющую перечисленным требованиям, совсем не просто. Для малых очистных сооружений нужны воздуходувки с давлением нагнетания 20…80 кПа и производительностью 10… 1000 м3/ч. Требованию к «сухости» подаваемого воздуха в указанном диапазоне параметров отвечают в основном два известных типа компрессоров — объемного действия (роторные воздуходувки) и динамического действия (турбо-воздуходувки). В отдельных случаях используют эжекторы — струйные аппараты, простые по конструкции, но с очень малым КПД. Роторные воздуходувки выпускают несколько зарубежных фирм [наиболее известные из них «Бюллер» (Швейцария) и ZM (Германия)], а также Мелитопольский компрессорный завод (Украина) и завод Venibe (Литва). Технический уровень украинских и литовских машин далек от уровня зарубежных, а цены не намного ниже.

В плане надежности и малошумности более перспективны компрессоры динамического действия (турбовоздуходувки). Только один недостаток отличает турбовоздуходувки от роторных, да и то в области небольших производительностей — это меньший КПД. Однако когда речь идет о сравнительно небольших мощностях, КПД не столь существенный фактор. Гораздо важнее надежность. Ведь очистное сооружение работает круглосуточно и остановка его работы чревата непредсказуемыми последствиями. Еще одно важное преимущество турбомашин — сравнительно низкий уровень шума.

В области сравнительно небольших производительностей (10… 1000 м3/ч) турбомашины известных традиционных типов (центробежные, осевые), хотя и компактны, но очень высокооборотные. При использовании мультипликатора, например клиноременной передачи, привод возможен от обычного
асинхронного электродвигателя, но при этом несколько усложняется конструкция, а требуемые диапазоны производительности и давления перекрывается неполностью.

В новом типе вихревых турбомашин в силу специфичности механизма сжатия воздуха в проточной части диапазоны их производительности и давления схожи с диапазонами роторных машин. В то же время они имеют гораздо более высокую надежность и меньший уровень шума.

В настоящее время в МГТУ им. Н.Э. Баумана разработана и серийно выпускается гамма отечественных турбомашин вихревого типа, по своим характеристикам не уступающих лучшим зарубежным аналогам. Конструкции их оригинальны и защищены патентами России, США и ряда стран Европы. Уже накоплен достаточно большой опыт эксплуатации таких машин, в первую очередь ЭФ100 (производительность 200.. .800 м3/ч, давление до 80 кПа), в том числе и на очистных сооружениях в Подмосковье, Нижегородской области, Череповце, Рыбинске и т.д. Стоимость их не выше стоимости роторных машин с аналогичными параметрами. Выпускается 12 типоразмеров машин вихревого типа. На рисунке приведены рабочие характеристики этих машин, работающих в компрессорном режиме.
Турбовоздуходувки нашли широкое применение и для пневмотранспорта сыпучих, в первую очередь пищевых, продуктов. Так, вихревые воздуходувки ЭФ 100 прошли ведомственные испытания в корпорации «Росхлебопродукт» еще в 1995 г. и успешно работают на кондитерско-булочном комбинате «Черемушки», макаронной фабрике «Супермак», хлебозаводах «Серебряный бор», «Пролетарец» (Москва), а также на хлебозаводах в Клину, Дубне, Воскресенске, Ногинске и других регионах России: в Курске, Пензе, Воронеже и др. Результаты эксплуатации свидетельствуют о значительном снижении простоев пневмолиний благодаря бесперебойной подаче воздуха.

Следует обратить внимание на характер зависимости давления от производительности, который отличается пропорциональным повышением давления до максимума при падении производительности вплоть до нуля. Для пневмотранспортных систем это очень важное преимущество. Опыт эксплуатации в системах пневмотранспорта муки и сахарного песка показал, что при этом резко снижаются простои пневмолиний, вызванные прочисткой пробок.
В качестве привода используется клиноременная передача, в результате чего можно применять любой тип двигателя: электрический, дизельный и т.д., что очень важно при эксплуатации в автономных условиях. В зависимости от типоразмера мощность привода составляет 11…30 кВт, масса компрессора без привода 85 кг, с приводом 250 кг. Габаритные размеры (с приводом): 1250 х 750 х 700 мм.

Вихревые машины способны работать как в компрессорном, так и в вакуумном режимах.
Для индивидуальных (коттеджных) очистных сооружений микромашины производительностью 10… 100 м3/ч предлагают сейчас несколько зарубежных фирм — японских, немецких. Например, фирма ORPU (Германия) предлагает погружные воздуходувки вихревого типа производительностью 80.. .500 м3/ч и давлением нагнетания до 40 кПа. Воздуходувки выполнены в виде моноблока: электродвигатель — вихревая ступень, причем ступеней может быть несколько, последовательно соединенных (конструкция имеет ряд достоинств — малошумность, хорошее охлаждение корпуса, не требуется отдельного места для размещения. К сожалению, нет информации о надежности такой техники).

В 1990 г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана разработан вихревой вакуум-компрессор ВВК-1, выпускаемый серийно и используемый в основном в хлебопекарной промышленности в системах пневмотранспорта муки, солода, сахарного песка и др. В 1999 г. несколько машин были установлены на очистных сооружениях в Подмосковье. ВВК-1 представляет собой моноблок (электродвигатель с установленным на его валу рабочим колесом компрессора).

Техническая характеристика:
Производительность, м3/ч 120
Давление, кПа 32
Электрическая мощность, кВт 5
Масса, кг 80
Габаритные размеры, мм 500х500х500

По своим техническим характеристикам машина не уступает лучшим зарубежным аналогам (например, фирмы «Сименс»), а цена ее в несколько раз меньше.
В настоящее время в МГТУ им. Н.Э. Баумана созданы микромашины вихревого типа производительностью 10; 30 и 60 м3/ч и давлением до 30 кПа. Заказчиками этой техники являются ряд отечественных фирм, занимающихся устройством компактных очистных сооружений.

Потребность в мобильных пневмотранспортных установках, используемых при погрузочно-разгрузочных работах, обусловила необходимость создания компактных и в то же время достаточно мощных машин, обладающих высокой надежностью, долговечностью и простых в эксплуатации.

В связи с этим в МГТУ им. Н.Э. Баумана были разработаны турбоагрегаты с различными техническими параметрами. В табл. 1 указаны номинальные (рабочие) параметры и массогабаритные показатели основных модулей, каждый из которых представляет собой каждый установленную на раме ступень центробежной машины с приводом.

 

Модуль

Производительность. м куб./ч

Создаваемая максимальная разность давлений, кПа

Потребляемая мощность. кВт

Масса, кг

Габариты, мм

компрессорный режим

вакуумный режим

I

1500

13

11

15

250

1250x710x700

II

2000

16

13

22

290

1250x710x700

III

2500

18

15

30

310

1250x710x700

IV

3000

13

11

30

310

1250x710x700

V

4300

15

12

30

420

1300x700x900

VI

7500

16

13

55

600

1700x900x1200

Рабочие колеса машин выполнены сварными из тонколистовой стали по оригинальной технологии. Для повышения износостойкости на рабочие поверхности лопаток методом газопламенного напыления нанесен слой износостойкого материала.
Широкий диапазон производительности и давления достигается соединением (последовательным или параллельным) одинаковых секций (модулей). Модули отличаются друг от друга конструктивно и мощностью привода. Несколько вариантов соединения модулей приведены в табл. 2.

Модуль

Производительность, м куб./ч

Создаваемая максимальная разность давлений, кПа

Потребляемая мощность. кВт

Масса. кг

Габариты, мм

Компрессорный режим

Вакуумный режим

IIIxIII

2500

40

30

60

620

1250x710x700

IIxIII

5000

18

15

60

620

1250x710x700

VIxVI

7500

35

25

110

1200

1750x1800x1200

VIxVI

15000

16

13

110

1200

1750x1800x1200

Разработанные агрегаты более просты в эксплуатации, надежны и долговечны.
Появление на отечественном рынке вышеописанной техники составляет здоровую конкуренцию дорогой импортной и расширяет возможности выбора специалистам, занимающимся системами пневмотранспорта и аэрации.

Эта статья защищена законом об авторском праве и отслеживается в публикациях на сайтах. Копируя  информацию с этой страницы к себе на сайт без разрешения владельцев, вы рискуете быть привлеченными к ответственности. Процедура получения разрешения очень проста, поэтому стоит ли рисковать?