Nhiệt độ khí cao hơn có thể thay đổi toàn bộ thiết kế quạt

Khi quạt ly tâm được yêu cầu xử lý khí nóng, người ta thường có xu hướng nghĩ rằng yêu cầu chính chỉ đơn giản là một cánh quạt chịu nhiệt.

Trên thực tế, tình hình phức tạp hơn.

Khi nhiệt độ khí tăng lên, mật độ khí, nhiệt độ bộ phận, sự giãn nở vì nhiệt, khe hở và truyền nhiệt đến hệ thống truyền động tất cả đều thay đổi. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến cả hiệu suất quạt và độ tin cậy cơ khí.

Đây là lý do tại sao quạt ly tâm được thiết kế cho không khí ở nhiệt độ bình thường không nên tự động sử dụng cho quy trình nhiệt độ cao.

Câu hỏi thực sự là:

Điều gì thay đổi bên trong quạt khi nhiệt độ hoạt động tăng lên?

1. Lưu lượng khí giống nhau không có nghĩa là nhiệm vụ quạt giống nhau

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ khí.

Khí nóng có mật độ thấp hơn khí lạnh, vì vậy quạt xử lý cùng một lưu lượng thể tích ở nhiệt độ cao hơn đang hoạt động với điều kiện khí khác.

Đối với việc lựa chọn quạt, điều này ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa:

Lưu lượng khí · Áp suất · Mật độ khí · Công suất trục

Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như khí thải lò hơi, hệ thống lò nung, năng lượng từ chất thải và các quy trình luyện kim.

Một sai lầm phổ biến là lấy lưu lượng khí và áp suất từ điều kiện nhiệt độ bình thường và chọn quạt mà không điều chỉnh cho nhiệt độ hoạt động thực tế.

Quạt nên được lựa chọn cho điều kiện khí tại điểm hoạt động thực tế.

2. Nhiệt làm thay đổi hình dạng của quạt

Quạt bao gồm nhiều bộ phận quay hoặc đứng yên:

• Cánh quạt
• Trục
• Vỏ
• Các bộ phận đầu vào
• Vòng bi
• Các bộ phận làm kín

Khi các bộ phận này nóng lên, chúng sẽ giãn nở.

Vấn đề là chúng không nhất thiết phải giãn nở với cùng tốc độ hoặc cùng hướng.

Nếu thiết kế không cho phép chuyển động nhiệt đủ, khe hở hoạt động có thể thay đổi sau khi quạt đạt đến nhiệt độ hoạt động.

Điều đó có thể tạo ra các điều kiện cho:

• Sự can thiệp của rôto
• Tăng rung động
• Các vấn đề về làm kín
• Biến dạng cơ học
• Hoạt động không ổn định

Do đó, kích thước của quạt nhiệt độ cao không thể đơn giản sao chép từ thiết kế nhiệt độ bình thường.

3. Vòng bi có thể ở xa khí nóng — nhưng nhiệt vẫn có thể truyền đến đó

Đây là một điểm quan trọng đôi khi bị bỏ qua trong quá trình lựa chọn quạt.

Vòng bi có thể được đặt bên ngoài đường đi của khí nóng, nhưng nhiệt vẫn có thể truyền qua trục và các cấu trúc xung quanh.

Nếu nhiệt này không được quản lý đúng cách, nhiệt độ vòng bi có thể tăng lên và ảnh hưởng đến bôi trơn và tuổi thọ.

Tùy thuộc vào ứng dụng, quạt có thể yêu cầu một bố trí phù hợp cho:

• Quản lý nhiệt trục
• Vị trí vòng bi
• Tản nhiệt
• Cách nhiệt
• Bảo vệ vỏ vòng bi

Giải pháp nên được xác định từ nhiệt độ, tốc độ và cấu tạo quạt thực tế thay vì sử dụng một cấu hình tiêu chuẩn cho mọi ứng dụng.

4. Rôto phải ổn định ở nhiệt độ hoạt động

Một rôto chắc chắn về mặt cơ khí ở nhiệt độ phòng vẫn cần hoạt động đúng sau khi đạt đến nhiệt độ làm việc của nó.

Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, kỹ sư cần xem xét mối quan hệ giữa:

Nhiệt độ → Sự giãn nở vì nhiệt → Khe hở → Độ ổn định rôto

Điều này ngày càng trở nên quan trọng đối với các quạt công nghiệp lớn hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao.

Chất lượng sản xuất rôto cũng quan trọng. Cân bằng động đúng cách giúp giảm rung động do mất cân bằng còn sót lại và hỗ trợ hoạt động ổn định.

Nói cách khác, độ tin cậy của quạt nhiệt độ cao không chỉ được xác định bởi vật liệu cánh quạt.

5. Khí, không chỉ nhiệt độ, quyết định thiết kế

Hai quạt có thể cùng xử lý khí ở 400°C nhưng vẫn yêu cầu thiết kế hoàn toàn khác nhau.

Tại sao?

Bởi vì khí có thể chứa:

• Bụi
• SO₂ hoặc các thành phần ăn mòn khác
• Độ ẩm
• Các hạt mài mòn
• Sản phẩm đốt cháy

Ví dụ, một ứng dụng khí nóng sạch và một ứng dụng khí thải bụi có các yêu cầu rất khác nhau đối với cánh quạt và vỏ.

Do đó, nhiệt độ không bao giờ nên là thông số duy nhất được cung cấp cho nhà sản xuất quạt.

Quạt nhiệt độ cao so với quạt nhiệt độ bình thường

Bạn có thể nâng cấp quạt thông thường cho dịch vụ nhiệt độ cao không?

Không nhất thiết.

Nếu một quạt hiện có cần xử lý nhiệt độ khí cao hơn, bước đầu tiên nên là xem xét kỹ thuật thay vì chỉ đơn giản thay thế vật liệu cánh quạt.

Kiểm tra ít nhất:

Nhiệt độ thực tế → Mật độ khí → Áp suất quạt → Công suất trục → Sự giãn nở vì nhiệt → Khe hở → Nhiệt độ vòng bi → Tình trạng vật liệu

Nếu thiết kế ban đầu không dành cho điều kiện hoạt động mới, việc sửa đổi có thể không đủ.

Điều này đặc biệt liên quan khi một quy trình công nghiệp được nâng cấp, di dời hoặc hoạt động ở tốc độ sản xuất khác.

Bạn nên nói gì với nhà sản xuất quạt?

Để lựa chọn quạt ly tâm nhiệt độ cao, hãy cung cấp nhiều hơn là chỉ:

“Chúng tôi cần một chiếc quạt cho khí 300°C.”

Một thông số kỹ thuật hữu ích nên bao gồm:

Lưu lượng khí: m³/h
Áp suất: Pa
Nhiệt độ hoạt động: °C
Nhiệt độ tối đa: °C
Thành phần khí: nếu biết
Nồng độ bụi: nếu có
Giờ hoạt động: liên tục/không liên tục
Điều kiện lắp đặt: độ cao và nhiệt độ môi trường xung quanh
Dữ liệu quạt hiện có: nếu thay thế một thiết bị hiện có

Những chi tiết này cho phép nhà sản xuất đánh giá điều kiện hoạt động thực tế thay vì chọn quạt chỉ dựa trên nhiệt độ.

SIMO tiếp cận lựa chọn quạt nhiệt độ cao như thế nào

SIMO BLOWER cung cấp quạt ly tâm cho các ứng dụng liên quan đến lò hơi, năng lượng từ chất thải, sản xuất xi măng, luyện kim, lò nung và xử lý khí nóng.

Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, chúng tôi đánh giá toàn bộ điều kiện hoạt động trước khi xác định cấu hình quạt phù hợp.

Mục tiêu không chỉ đơn giản là làm cho quạt chịu được nhiệt.

Đó là để đảm bảo rằng:

Hiệu suất quạt, cấu trúc cơ khí và điều kiện hoạt động hoạt động cùng nhau.

Cần quạt ly tâm nhiệt độ cao?

Gửi cho chúng tôi:

Lưu lượng khí + Áp suất + Nhiệt độ + Thành phần khí + Điều kiện bụi + Ứng dụng

Các kỹ sư SIMO có thể đánh giá điều kiện hoạt động của bạn và đề xuất một giải pháp quạt ly tâm phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

Quạt ly tâm nhiệt độ bình thường có thể xử lý khí nóng không?

Tùy thuộc vào thiết kế ban đầu và điều kiện hoạt động thực tế. Giới hạn nhiệt độ nên được đánh giá cùng với mật độ khí, sự giãn nở vì nhiệt, nhiệt độ vòng bi và khe hở cơ khí.

Tại sao nhiệt độ khí ảnh hưởng đến việc lựa chọn quạt?

Nhiệt độ cao hơn làm thay đổi mật độ khí, ảnh hưởng đến hiệu suất quạt và yêu cầu công suất.

Tại sao sự giãn nở vì nhiệt lại quan trọng trong quạt nhiệt độ cao?

Cánh quạt, trục và vỏ giãn nở khi nhiệt độ tăng lên. Nếu chuyển động nhiệt của chúng không được xem xét đúng cách, khe hở hoạt động và độ ổn định rôto có thể bị ảnh hưởng.

Thông tin nào là quan trọng nhất khi lựa chọn quạt nhiệt độ cao?

Lưu lượng khí, áp suất, nhiệt độ hoạt động, nhiệt độ tối đa, thành phần khí và điều kiện bụi là những điểm khởi đầu quan trọng.