hat Những thông số cần xác nhận trước khi chọn quạt công nghiệp?

Cần phải di chuyển bao nhiêu không khí?

Và:

Quạt cần phải vượt qua áp suất bao nhiêu?

Hai yêu cầu này xác định điểm làm việc cơ bản của quạt công nghiệp. Luồng khí cho bạn biết thể tích không khí hoặc chuyển động khí cần thiết, trong khi áp suất tĩnh biểu thị lực cản mà quạt phải vượt qua trong hệ thống.

Một chiếc quạt có đủ luồng gió nhưng không đủ áp suất sẽ không mang lại hiệu suất cần thiết sau khi lắp đặt. Mặt khác, việc lựa chọn công suất áp suất quá cao có thể dẫn đến tiêu thụ năng lượng không cần thiết, chi phí thiết bị cao hơn hoặc vận hành ngoài phần ưu tiên của đường cong quạt.

Cách tiếp cận đúng là trước tiên phải xác định yêu cầu thực tế của hệ thống, sau đó chọn quạt có đường cong hiệu suất phù hợp với yêu cầu đó.

1. Trước tiên hãy xác định luồng không khí cần thiết

Luồng khí thường được biểu thị bằng m³/h, m³/s hoặc CFM.

Luồng khí cần thiết phụ thuộc vào những gì quạt dự kiến ​​sẽ đạt được.

Ví dụ, một hệ thống xả công nghiệp có thể yêu cầu một luồng không khí nhất định để loại bỏ nhiệt trong quá trình hoặc không khí bị ô nhiễm. Hệ thống thu gom bụi cần có đủ luồng không khí để thu giữ và vận chuyển bụi qua đường ống. Hệ thống vận chuyển vật liệu có thể yêu cầu tốc độ vận chuyển cụ thể để di chuyển các mảnh nhựa hoặc các vật liệu nhẹ khác.

Do đó, luồng không khí phải xuất phát từ yêu cầu của quy trình thay vì chỉ đơn giản là chọn quạt lớn nhất hiện có.

Trước khi chọn quạt, hãy xác định:

Yêu cầu luồng không khí bình thường

Luồng khí dự kiến ​​tối thiểu và tối đa

Giờ hoạt động

Những thay đổi trong quy trình có thể ảnh hưởng đến luồng không khí

Luồng khí phải duy trì không đổi hay có thể được điều chỉnh

Nếu hệ thống có luồng không khí thiết kế xác định thì giá trị này sẽ trở thành điểm bắt đầu cho việc lựa chọn quạt.

2. Tính toán yêu cầu áp suất tĩnh

Chỉ riêng luồng không khí không cho bạn biết quạt công nghiệp nào phù hợp.

Quạt cũng phải vượt qua lực cản do hệ thống xử lý không khí-hoàn chỉnh tạo ra.

Tổn thất áp suất tĩnh có thể đến từ:

• Ống dẫn thẳng
• Khuỷu tay và uốn cong
• Bộ lọc
• Bộ giảm chấn
• Máy chà sàn
• Bộ trao đổi nhiệt
• Bộ giảm thanh
• Máy hút bụi
• Thiết bị xử lý
• Hạn chế đầu vào và đầu ra

Tổng điện trở của các thành phần này góp phần vào yêu cầu áp suất của quạt.

Hướng dẫn của AMCA khuyến nghị tính toán tổn thất do hiệu ứng hệ thống- và các tổn thất áp suất có liên quan khác trước khi lựa chọn quạt.

Đây là một lý do tại sao chỉ yêu cầu một chiếc quạt có thể cung cấp "20.000 m³/h" là không đủ.

Nhà sản xuất cũng cần biết luồng không khí phải được cung cấp ở áp suất nào.

3. Luồng không khí và áp suất tĩnh hình thành điểm làm việc

Khi luồng không khí và áp suất đã được xác định, chúng có thể được coi là điểm làm việc của quạt.

Ví dụ: một hệ thống có thể yêu cầu:

Luồng khí: 20.000 m³/h

Áp suất tĩnh: 2.000 Pa

Do đó, quạt phải có khả năng hoạt động xung quanh sự kết hợp này thay vì chỉ đạt được 20.000 m³/h trong điều kiện điện trở-thấp.

Trên đường cong hiệu suất quạt điển hình, luồng không khí được thể hiện trên trục ngang và áp suất trên trục tung. Luồng khí và áp suất cần thiết xác định điểm mà quạt được chọn cần hoạt động.

Đây là khái niệm quan trọng nhất cần hiểu khi lựa chọn quạt ly tâm công nghiệp.

4. Hiểu đường cong hiệu suất của quạt

Đường cong hiệu suất của quạt cho biết quạt có thể tạo ra bao nhiêu áp suất ở các tốc độ luồng khí khác nhau đối với một tốc độ quạt nhất định.

Để sử dụng đường cong, hãy bắt đầu với luồng không khí cần thiết trên trục ngang và di chuyển theo chiều dọc cho đến khi đạt đến đường cong áp suất quạt. Sau đó di chuyển theo chiều ngang để xác định áp suất tương ứng.

Nếu đường cong đi qua điểm làm việc yêu cầu, quạt có khả năng đáp ứng được luồng không khí và áp suất quy định ở tốc độ vận hành đó.

Tuy nhiên, việc lựa chọn không nên dừng lại ở đó.

Bạn cũng nên kiểm tra:

Tốc độ quạt

Công suất động cơ

Hiệu suất quạt

Phạm vi hoạt động

Loại cánh quạt

Mật độ không khí

Yêu cầu về tiếng ồn

Bố trí ổ đĩa

Do đó, đường cong quạt cung cấp nhiều thông tin hữu ích hơn một giá trị danh mục duy nhất, chẳng hạn như "luồng khí tối đa".

5. Điểm vận hành quan trọng hơn luồng khí tối đa

Một sai lầm phổ biến là so sánh quạt công nghiệp theo lưu lượng gió tối đa của chúng.

Ví dụ:

Quạt A: lưu lượng gió tối đa 30.000 m³/h

Quạt B: lưu lượng gió tối đa 25.000 m³/h

Có vẻ như Fan A là lựa chọn tốt hơn.

Nhưng nếu ứng dụng yêu cầu 20.000 m³/h ở 2.000 Pa thì việc so sánh là không đầy đủ.

Quạt A có thể tạo ra 30.000 m³/h chỉ ở áp suất rất thấp, trong khi Quạt B có thể cung cấp 20.000 m³/h ở áp suất yêu cầu 2.000 Pa.

Do đó, con số quan trọng không phải là luồng không khí tối đa.

Đó là luồng không khí và áp suất tại điểm vận hành thực tế.

6. Khớp đường cong quạt với đường cong hệ thống

Quạt và hệ thống ống dẫn hoạt động cùng nhau.

Hệ thống có đặc tính điện trở riêng, trong khi quạt có đường cong hiệu suất riêng. Điểm vận hành thực tế xảy ra ở nơi hai đường cong giao nhau.

Điều này giải thích tại sao sau khi lắp đặt, quạt có thể tạo ra luồng gió khác với mong đợi từ thông số kỹ thuật trong danh mục đơn giản.

Nếu điện trở thực tế của ống dẫn cao hơn ước tính, điểm vận hành có thể dịch chuyển về phía luồng khí thấp hơn.

Nếu điện trở của hệ thống thấp hơn dự kiến, luồng không khí có thể cao hơn giá trị thiết kế.

Nói cách khác, quạt không tự xác định luồng không khí.

Luồng khí cuối cùng là kết quả của sự tương tác giữa quạt và hệ thống hoàn chỉnh.

7. Đừng nhầm lẫn áp suất tĩnh với áp suất tổng

Áp suất tĩnh và áp suất tổng có liên quan với nhau nhưng không thể thay thế cho nhau.

Áp suất tổng của quạt bao gồm thành phần áp suất-vận tốc, trong khi áp suất tĩnh thì không. AMCA lưu ý rằng phải sử dụng định nghĩa áp suất thích hợp khi kết hợp hiệu suất của quạt với yêu cầu hệ thống.

Điều này quan trọng khi nhận thông số kỹ thuật từ các kỹ sư, nhà cung cấp thiết bị hoặc dự án khác nhau.

Trước khi chọn quạt, hãy xác nhận:

Áp suất quy định là áp suất tĩnh hay áp suất tổng?

Đồng thời xác nhận vị trí đo áp suất và cách tính tổn thất áp suất của hệ thống.

Sự không khớp ở đây có thể dẫn đến việc chọn một chiếc quạt có vẻ đúng trên giấy tờ nhưng không đáp ứng được yêu cầu thực tế của hệ thống.

8. Xem xét nhiệt độ và mật độ không khí

Luồng không khí và áp suất cần thiết cũng phải được đánh giá trong điều kiện khí thực tế.

Nhiệt độ làm thay đổi mật độ khí. Khí có nhiệt độ-cao thường có mật độ thấp hơn không khí có nhiệt độ-tiêu chuẩn, điều này ảnh hưởng đến hiệu suất của quạt và tính toán công suất.

Đối với các ứng dụng liên quan đến:

Khí thải lò

Hệ thống nồi hơi

Hệ thống nổ-nóng

Khí xử lý ở nhiệt độ cao-

Xử lý khí thải

nhiệt độ hoạt động phải được cung cấp khi yêu cầu lựa chọn quạt.

Độ cao cũng có thể ảnh hưởng đến mật độ không khí và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của quạt. AMCA xác định mật độ không khí là một trong những điều kiện quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn quạt.

Vì lý do này, "20.000 m³/h ở 2.000 Pa" vẫn chưa đầy đủ nếu nhà sản xuất không biết các điều kiện về nhiệt độ và mật độ khí.

9. Kiểm tra hiệu suất của quạt tại điểm làm việc yêu cầu

Hai quạt có thể đáp ứng được lưu lượng không khí và áp suất cần thiết nhưng có hiệu suất khác nhau.

Nếu quạt hoạt động nhiều giờ mỗi ngày, sự khác biệt này có thể trở nên đáng kể trong suốt thời gian sử dụng của thiết bị.

Hiệu suất của quạt liên quan chặt chẽ đến vị trí quạt hoạt động trên đường cong hiệu suất của nó.

Khi so sánh các mẫu quạt có thể có, hãy kiểm tra:

Hiệu quả tại điểm làm việc

Công suất động cơ

Tốc độ quạt

Giờ hoạt động dự kiến

Phương pháp điều khiển

Giá mua thấp nhất không nhất thiết là giải pháp có chi phí-thấp nhất trong toàn bộ thời gian hoạt động.

Đối với các hệ thống lớn hơn hoặc hoạt động liên tục, mức tiêu thụ năng lượng đáng được quan tâm đặc biệt.

10. Tránh Chọn Quá Gần Vùng Áp Lực Đỉnh

Về mặt kỹ thuật, quạt có thể đạt được áp suất yêu cầu nhưng vẫn là một lựa chọn kém nếu điểm hoạt động quá gần với phần không ổn định của đường cong hiệu suất.

AMCA lưu ý rằng quạt có thể biểu hiện sự mất ổn định ở bên trái điểm áp suất-cao nhất và khuyên bạn nên tránh vận hành ở khu vực này trừ khi được nhà sản xuất phê duyệt cụ thể.

Đây là một lý do khiến các kỹ sư quạt có kinh nghiệm không chỉ hỏi:

"Quạt này có thể đạt được áp suất cần thiết không?"

Họ cũng hỏi:

"Điểm vận hành cần thiết nằm ở đâu trên đường cong quạt?"

Sự khác biệt đó rất quan trọng khi so sánh các kích cỡ quạt và thiết kế cánh quạt khác nhau.

11. Chọn kích thước quạt dựa trên điểm làm việc thực tế

Khi luồng không khí và áp suất được thiết lập, một số mẫu quạt có thể có khả năng đáp ứng yêu cầu về mặt kỹ thuật.

Lựa chọn cuối cùng sau đó có thể xem xét:

• Kích thước quạt
• Thiết kế cánh quạt
• Tốc độ quạt
• Công suất động cơ
• Hiệu quả
• Bố trí ổ đĩa
• Không gian lắp đặt
• Tiếng ồn
• Yêu cầu bảo trì
• Phạm vi hoạt động dự kiến

Quạt lớn hơn chạy ở tốc độ thấp hơn có thể mang lại lợi thế trong một số ứng dụng, trong khi quạt nhỏ hơn hoạt động ở tốc độ cao hơn có thể phù hợp hơn khi không gian lắp đặt bị hạn chế.

Không có quy tắc chung nào cho rằng quạt lớn nhất hay nhỏ nhất là lựa chọn tốt nhất.

Lựa chọn đúng là lựa chọn cung cấp điểm làm việc cần thiết với các đặc tính vận hành phù hợp.

12. Bạn nên cung cấp thông tin gì cho nhà sản xuất quạt công nghiệp?

Khi yêu cầu báo giá quạt hoặc đề xuất kỹ thuật, hãy cung cấp nhiều hơn lưu lượng gió mong muốn.

Một đặc điểm kỹ thuật hữu ích nên bao gồm:

tham số	Ví dụ
Luồng khí	20,000 m³/h
Áp suất tĩnh	2.000 năm
Khí đốt	Không khí/khí thải/khí xử lý
Nhiệt độ	80 độ
Bụi	Không khí sạch/không khí-bụi nhiều
Giờ hoạt động	16 giờ/ngày
Nguồn điện	380V, 50Hz, 3 pha
Kiểm soát tốc độ	Tốc độ cố định/VFD
Cài đặt	Trong nhà / ngoài trời
Ứng dụng	Khí thải/thu gom bụi/xử lý khí thải

Đối với các ứng dụng truyền tải-nhiệt độ cao, bụi bặm, ăn mòn hoặc vật liệu{1}}, cần cung cấp thêm thông tin về khí hoặc vật liệu.

Điều này cung cấp cho nhà sản xuất đủ thông tin để đánh giá quạt ngoài mức đánh giá luồng khí đơn giản.

Một ví dụ thực tế

Giả sử một hệ thống xả công nghiệp yêu cầu:

Luồng khí: 15.000 m³/h

Áp suất tĩnh: 1.500 Pa

Quá trình lựa chọn sẽ là:

Bước 1: Xác nhận rằng 15.000 m³/h là lưu lượng khí thiết kế cần thiết.

Bước 2: Tính toán tổn thất áp suất qua các ống dẫn, khuỷu, bộ lọc, bộ giảm chấn và thiết bị xử lý.

Bước 3: Xác nhận rằng tổng áp suất yêu cầu là khoảng 1.500 Pa trong các điều kiện vận hành đã chỉ định.

Bước 4: Kiểm tra đường cong hiệu suất quạt ly tâm hiện có.

Bước 5: Xác định các mẫu có thể cung cấp khoảng 15.000 m³/h ở 1.500 Pa.

Bước 6: So sánh tốc độ vận hành, công suất động cơ và hiệu suất của chúng.

Bước 7: Kiểm tra xem điểm vận hành có nằm trong vùng thích hợp của đường cong quạt không.

Bước 8: Xác nhận nhiệt độ khí, mật độ, điều kiện bụi, bố trí ổ đĩa và yêu cầu lắp đặt.

Chỉ sau những lần kiểm tra này, mẫu quạt cuối cùng mới được chọn.

Bài học cuối cùng

Việc lựa chọn một chiếc quạt công nghiệp chỉ dựa vào luồng không khí hiếm khi là đủ.

Lựa chọn cơ bản nên bắt đầu với điểm hoạt động: luồng không khí yêu cầu + áp suất yêu cầu.

Từ đó, đường cong hiệu suất của quạt có thể được sử dụng để xác định xem một quạt ly tâm cụ thể có thực sự đáp ứng được yêu cầu hay không. Điện trở của hệ thống, mật độ không khí, nhiệt độ vận hành, hiệu suất của quạt, thiết kế cánh quạt, công suất động cơ và điều kiện lắp đặt sẽ xác định xem quạt đó có phải là lựa chọn kỹ thuật tốt hay không.

Đối với hệ thống thông gió công nghiệp, thu gom bụi, xử lý khí thải, hệ thống nồi hơi,-ống xả nhiệt độ cao và vận chuyển vật liệu, luồng không khí và áp suất cần thiết có thể rất khác nhau.

Mục tiêu không phải là chọn quạt có chỉ số lưu lượng gió lớn nhất.

Mục tiêu là chọn một quạt hoạt động ở lưu lượng và áp suất cần thiết, trong điều kiện thực tế của hệ thống, tại một điểm phù hợp trên đường cong hiệu suất của nó.