дгрзш. 3.3 Вентиляторы устройство, эксплуатация и ТОР. Вентиляторы устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт
 Скачать 1.04 Mb.
|
Вентиляторы: устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонтВентилятор — это устройство для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 или разностью давлений на выходе и входе не более 15 кПа. Перемещение воздуха происходит из-за создания перепада давления между входом и выходом вентилятора (рисунок 1).  Рисунок 1 - Вентилятор Классификация вентиляторов, основные характеристики, область применения Вентиляторы классифицируют по следующим признакам: По конструкции вентиляторы делятся на: осевые (аксиальные)  центробежные (радиальные)  диаметральные (тангенциальные)  В зависимости от величины полного давления, которое они создают при перемещении воздуха, вентиляторы подразделяются на: низкого давления (до 1 кПа); среднего давления (до 3 кПа); высокого давления (до 12 кПа). В зависимости от состава перемещаемой среды и условий эксплуатации, вентиляторы подразделяют на: обычные для воздуха (газов) с температурой до 80 °С; коррозионностойкие для коррозионных сред; термостойкие для воздуха с температурой до 200 °С; взрывобезопасные для взрывоопасных сред; пылевые для запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/м3). По способу соединения крыльчатки вентилятора и электродвигателя различают вентиляторы: с непосредственным соединением крыльчатки с электродвигателем;  с бесступенчатой передачей;  с клиноременной передачей.  По месту установки вентиляторы делят на: обычные, устанавливаемые на специальной опоре (раме, фундаменте и т.д.);  канальные, устанавливаемые непосредственно в воздуховоде;  крышные, размещаемые на кровле.  Область применения вентиляторов Осевые (аксиальные) – вентиляторы используются как в системах приточной или вытяжной вентиляции производственных и бытовых помещений, системах охлаждения, так и отдельно (охлаждение электродвигателей). Небольшой вес и универсальные посадочные места позволяют устанавливать такой вентилятор практически в любом положении. Центробежные (радиальные) – вентиляторы применяются для создания потока воздуха в воздуховодах и направление его в нужное место (беспромвальная, приточная, вытяжная, приточно-вытяжная вентиляция в котельных, насосных залах, помещениях лаборатории, операторной, ремонтно-механической мастерской и т.д.) Диаметральные (тангенциальные) – вентиляторы применяются в бытовых и производственных системах кондиционирования воздуха, (вентиляторы, кондиционеры, тепловые воздушные завесы). Основными техническими характеристики вентиляторов являются: полное создаваемое давление, Па; производительность - объем воздуха, всасываемого вентилятором в единицу времени, м3/час; потребляемая мощность, кВт; частота вращения, об/мин. быстроходность - эта величина показывает, какая должна быть скорость вращения рабочего колеса вентилятора при нормальных условиях работы, чтобы переместить 1 м³ воздуха за 1 секунду, при этом развивается напор 10 Па и максимальное значение КПД. Вентиляторы низкого давления создают полное давление до 1000 Па. Максимальная окружная скорость таких колес не превышает 50 м/с. Вентиляторы среднего давления создают полное давление в диапазоне от 1000 до 3000 Па. Максимальная окружная скорость достигает 80 м/с. Вентиляторы высокого давления создают полное давление свыше 3000 Па. Окружная скорость рабочих колес больше 80 м/с. Для обеспечения полных давлений, близких к 3000 Па, в некоторых случаях используют двухступенчатые вентиляторы или вентиляторные установки с двумя - тремя последовательно работающими вентиляторами. Такие, установки иногда называют воздуходувками. Центробежные (радиальные) вентиляторы Центробежные вентиляторы применяются в разветвленных вентиляционных установках, в системах пневматического транспорта, в котельных установках в качестве тягодутьевых устройств и т. п. Рассмотрим конструктивную схему центробежного вентилятора (рисунок 2). Воздух в вентилятор поступает через входной патрубок 1 и направляется в рабочее колесо 2, которое состоит из ступицы 5, ведущего диска 7, лопастей и (ведомого) покрывного кольцевого диска 9. Обычно рабочее колесо приводится во вращение при помощи ступицы 5, насаженной на рабочий вал 6, который передает движение непосредственно от двигателя или с помощью трансмиссионной передачи. На ступице смонтирован ведущий диск, к которому прикреплены лопасти рабочего колеса. Со стороны входа на лопастях рабочего колеса крепится покрывной кольцевой диск 9. Вращающееся рабочее колесо помещается в неподвижный спиральный кожух 8, имеющий на выходе расширяющийся патрубок 4. Воздух или газ, попадающий через входной патрубок I в рабочее колесо 2, лопастями отбрасывается с большой скоростью к периферии. Передача энергии воздуху завершается в рабочем колесе. Часть этой энергии вследствие силового воздействия лопастей рабочего колеса получается в виде потенциальной энергии давления. Другая часть, в зависимости от степени реактивности рабочего колеса, получается в виде кинетической энергии (скоростного напора).  Рисунок 2 – Схема центробежного вентилятора Воздух, поступающий с большой скоростью из рабочего колеса, тормозится в кожухе вентилятора. При этом скоростной напор преобразуется в потенциальную энергию давления. Спиральная форма кожуха способствует этому процессу. Избыток давления на выходе из вентилятора в патрубке 4 идет на преодоление сопротивлений и противодавления в нагнетательной системе трубопроводов. Чтобы избежать утечки воздуха, который был подвергнут сжатию в вентиляторе, устанавливают различного типа уплотнения и осуществляют сопряжение входного патрубка вентилятора и входной кромки рабочего колеса с минимальным зазором - 1 мм. С этой же целью язык 3 спиральной камеры подводят как можно ближе к внешнему ободу рабочего колеса. Устройство центробежного (радиального) вентилятора Центробежный (радиальный) вентилятор состоит из нагнетательного и входного патрубков, спирального корпуса, внутри которого по всей боковой поверхности параллельно оси вращения установлены лопатки. Лопатки скреплены по окружности с помощью переднего диска в виде кольца и заднего сплошного диска. Центробежные вентиляторы изготавливают с поворотным корпусом, допускающим их установку в любое положение (0 - 315◦). В зависимости от направления подачи воздуха центробежные вентиляторы бывают как правого, так и левого направления.  основание; виброопора; рама; корпус вентилятора; входной патрубок или вставка гибкая; выкидной патрубок; рабочее колесо. Рисунок 3 – Центробежный вентилятор Конструктивные исполнения рабочих колес представлены на рисунке 4.  Рисунок 4 - Конструктивные исполнения рабочих колес радиального вентилятора Условное обозначение центробежных (радиальных) вентиляторов, например: ВР-86-77-6,3, где буквы и цифры обозначают следующее: В – вентилятор; Р – радиальный - перемещение рабочей среды вдоль внешней стенки кожуха, перпендикулярно оси рабочего колеса или Ц - центробежный - перемещение рабочей среды параллельно оси рабочего колеса; 86 - коэффициент полного давления с точностью до целых чисел (разность давлений создаваемое на выходе вентилятора (динамическое) и входе в вентилятор (статическое), (Па); 77 – быстроходность; 6,3 - номер изделия, соответствующий размеру наружного диаметра колеса. Преимущество центробежного вентилятора по отношению к осевому: Центробежный вентилятор имеет больший КПД по сравнению с осевым (для создания одинакового напора, центробежный вентилятор должен совершить меньшее количество оборотов рабочего колеса, нежели осевой), а это значит, что вращающиеся части осевых вентиляторов будут испытывать большие напряжения и, кроме того, создавать больший шум. Осевые вентиляторы Осевой вентилятор представляет собой (рисунок 5) колесо из лопастей 2, прикрепленных к втулке под некоторым углом к плоскости вращения. Это колесо устанавливается в цилиндрическом корпусе 1. При вращении лопастей они захватывают воздух и перемещают его в осевом направлении. При этом в радиальном направлении воздух почти не перемещается. Для улучшения аэродинамики вентилятора, перед ним устанавливают коллектор (спрямитель потока воздуха). Коллектор обеспечивает плавный подвод воздуха к вентилятору, а обтекатель 3 снижает удары воздушного потока о лопатки.  1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 – обтекатель Рисунок 5 - Схема осевого вентилятора Для регулирования производительности и давления перед рабочим колесом устанавливают направляющий аппарат. Для раскручивания воздушного потока за рабочим колесом устанавливают спрямляющий аппарат, конструктивно представляющий собой неподвижное колесо с лопатками обтекаемой формы. Условное обозначение осевого вентилятора: например: ВО-12-300-10 где буквы и цифры обозначают следующее: В – вентилятор, О – осевой; 12 - коэффициент полного давления с точностью до целых чисел (разность давлений создаваемое на выходе вентилятора (динамическое) и входе в вентилятор (статическое), (Па); 300– быстроходность; 10 - номер изделия, соответствующий размеру наружного диаметра колеса. Преимущество осевого вентилятора по отношению к центробежному: Осевой вентилятор по сравнению с центробежным имеет более простую конструкцию, реверсивность (способность менять направление потока), удобство регулирования, большую компактность (меньшие размеры). Возможность работы в более запыленных средах. Техническая эксплуатация вентиляторов Правила технической эксплуатации Техническая эксплуатация осуществляется согласно инструкции по эксплуатации вентиляционной системы. Техническое обслуживание и ремонт вентиляторов осуществляется согласно технологическим картам на ремонт, разработанных в соответствии с требованиями завода изготовителя (паспорт, руководство по эксплуатации), а также руководящих документов компании ПАО «Транснефть». Работоспособное состояние вентиляторов проверяет эксплуатационный и оперативный персонал не реже одного раза в смену с занесением результатов проверки в журнал результатов обхода объектов НПС. Все работы по проведению технического обслуживания и ремонту выполняются только по Наряду-допуску с соблюдением всех мер безопасности указанных в нем как при подготовке места производства работ, так и при проведении работ на оборудовании. Работник должен получить задание от непосредственного руководителя работ (лицо ответственное за проведение работ), ознакомиться с характером и последовательностью их выполнения (целевой инструктаж на рабочем месте), подготовить необходимый инструмент и приспособления согласно перечню, указанному в технологической карте ремонта, проверить их исправность и пригодность. Слесарь должен внимательно осмотреть рабочее место, убрать все посторонние предметы с места производства работ. Рабочую зону обозначить и оградить сигнальной лентой, разместить первичные средства пожаротушения. Перед проведением работ по техническому обслуживанию или ремонту вентилятора необходимо убедиться, что вентиляционная установка отключена от электропитания и вывешен плакат «Не включать. Оборудование в ремонте». Убедиться в наличии ограждающих устройств на движущихся частях работающего оборудования и механизмов. Убедиться в наличии и исправности заземления (вентиляционное оборудование и воздуховоды должны быть заземлены). Порядок наблюдения за состоянием и работой вентилятора Обслуживание вентиляторов и выявления неисправностей Технический осмотр включает внешний осмотр, наблюдение за режимом работы и осуществляется обслуживающим персоналом, на работающем вентиляторе без его отключения. Вентилятор должен иметь плавный ход, создавать шум в пределах допустимых норм. Рабочее колесо должно иметь правильное направление вращения. В радиальных вентиляторах - по направлению разворота спирали кожуха. В случае обнаружения неисправности и других отклонений от нормальной эксплуатации (появление стука, вибрации, повышение температуры нагрева узлов, выявление утечки газов или паров) вентилятор должен быть остановлен оперативным персоналом, о чем делается запись в журнале результатов обхода объектов НПС и ставится в известность инженера УОМТО. Виды технического обслуживания и ремонта вентиляторов Техническое обслуживание и ремонт вентиляторов состоит из следующих видов технического обслуживания и ремонтов: ТО (техническое обслуживание); ТР (текущий ремонт); КР (капитальный ремонт) выполняется специализированной организацией имеющей лицензию на данный вид работ. Периодичность технического обслуживания и ремонта вентиляторов Техническое обслуживание и ремонт проводится в соответствии с установленными сроками: Техническое обслуживание - один рад в три месяца; Текущий ремонт - один раз в год; Капитальный ремонт - один раз в шесть лет. Объем работ при техническом обслуживании и ремонте вентиляторов Техническое обслуживание и текущий ремонт вентиляторов проводятся в объеме, установленном технологической картой на каждый вид работ. Порядок пуска вентилятора в работу, переход с рабочего на резервный вентилятор, порядок вывода в ремонт Перед началом работ необходимо обеспечить устойчивую двухстороннюю связь между оператором НППС и инженером УОМТО. Перед переходом инженер УОМТО должен произвести визуальный осмотр: вентиляторов; клапанов, заслонок, воздуховодов, решеток, калориферов (при их работе в зимний период эксплуатации). Убедиться, что заслонки на воздуховодах находятся в положении "открыто". Проконтролировать герметичность чистоту водяных калориферов, положение отсекающей арматуры. Инженер УОМТО должен сообщить оператору НППС о готовности оборудования к переходу. Оператор НППС с АРМ оператора производит смену режима работы с «резервный» на «основной» вентилятора, на который необходимо перейти, и производит его пуск. После пуска резервного вентилятора в работу с АРМ оператора инженер УОМТО должен проконтролировать направление вращения рабочего колеса, срабатывания обратного клапана. Визуально и на слух проконтролировать работу агрегата на отсутствие вибрации, постороннего шума, стука, заедания, свиста и не герметичности корпуса вентилятора с воздуховодом (гибкие вставки), клапана, заслонок по отношению к внешней среде и отсутствие потерь давления в системе. После выхода на рабочий режим, по приборам КИП проконтролировать наличие необходимого давления 0,02МПа (на беспромвальной системе вентиляции). При обнаружении неисправности (отклонение от нормативных параметров) в работе вентилятора, инженер УОМТО сообщает об этом оператору НППС, который в свою очередь останавливает данный вентилятор. При отсутствии отклонений от нормируемых параметров работы вентилятора инженер УОМТО сообщает оператору НППС о готовности к остановке основного вентилятора. Оператор НППС производит остановку основного вентилятора и ставит его в «резерв» или «в ремонтное положение» при выводе вентилятора в ремонт. После остановки основного вентилятора инженер УОМТО должен убедиться в отсутствии обратного вращения рабочего колеса вентилятора. Сообщить оператору НППС об окончании работ по переходу с основного на резервный вентилятор, в случае вывода в ремонт сообщает оператору НППС о готовности проведения работ по ремонту вентилятора. Вибрация Вибрация, производимая вентилятором, является одной из его важнейших технических характеристик. По этой причине вибрацию вентилятора измеряют в процессе приемо-сдаточных испытаний, при установке перед пуском в эксплуатацию, после проведения текущего и капитального ремонта, а также в процессе эксплуатации. При увеличении вибрации необходимо выявить причины ее повышения и определить меры по ее снижению. Если вибрация достигает критического уровня, меры по устранению причин повышенной вибрации должны быть приняты незамедлительно, в противном случае вентилятор должен быть остановлен. При оценке вибрационного состояния вентилятора следует контролировать изменения уровня вибрации со временем. При контроле изменения вибрации не следует принимать во внимание переходные процессы, вызванные, например, заменой смазки или процедурами технического обслуживания. Причины возникновения вибрации Дефекты механического и электрического происхождения являются источниками вибрации, которая впоследствии преобразуется в воздушный шум. Шум механического происхождения может быть связан с дисбалансом вентилятора или двигателя, шумом подшипников, центровкой осей, колебаниями стенок воздуховода и панелей корпуса, вибрацией амортизаторов, лопастей, заслонок, труб и опор, а также передачей механических колебаний по конструкции.  1 - колебания вокруг вертикальной оси (z); 2 - движение под действием вертикальных сил; 3 - крутильные колебания вокруг оси (y); 4 - колебания вокруг оси (х); 5 - движение под действием продольных сил; 6 - движение под действием поперечных сил Рисунок 6 - Степени свободы колебаний вентилятора Дисбаланс - это основной источник вибрации вентиляторов. Причина дисбаланса заключена в том, что центр тяжести вращающейся массы расположен не симметрично к оси вращения. Вибрация, обусловленная дисбалансом, действует преимущественно в радиальном направлении. Несоосность Данный дефект может иметь место в случаях, когда валы электродвигателя и вентилятора соединены через ременную передачу или с помощью гибкой муфты. В случае параллельного смещения осей валов вибрация проявляется преимущественно в радиальном направлении, а при пересечении осей под углом доминирующей может стать вибрация в продольном направлении. Аэродинамическое возбуждение. Возбуждение вибрации может быть обусловлено взаимодействием колеса вентилятора со стационарными элементами конструкции, такими как направляющие лопасти, электродвигатель или подшипниковые опоры, неверно выбранными значениями зазоров или неправильно спроектированными конструкциями воздухозабора и воздухоотвода. Характерной особенностью данных источников является возникновение периодической вибрации, связанной с частотой вращения колеса. Вибродиагностический контроль вентиляционных агрегатов проводится в соответствии с требованиями изготовителей, но не реже чем через 3000 часов эксплуатации и перед вводом в эксплуатацию после проведения ТР (в период обкатки) или при появлении посторонних шумов и включает в себя: - вибродиагностический контроль на подшипниковых опорах вентилятора; - вибродиагностический контроль на раме и подшипниковых опорах двигателя. С  хема точек измерения вибрации на вентиляционных агрегатах приведена на рисунке 1, 2 – точки измерения вертикальной составляющей вибрации на верхней части крышки переднего и заднего подшипника над серединой длины его вкладыша или точки наиболее приближенной к этому месту; 3, 4 – точки измерения вертикальной составляющей вибрации на болтах, крепящих ЭД к раме; 5, 6 – точки измерения вертикальной составляющей вибрации на раме рядом с болтами крепления ЭД; 7, 8 – точки измерения горизонтальной составляющей вибрации (условия измерения, как для 1 и 2 точек); 9, 10 – точки измерения вертикальной составляющей вибрации на выносных подшипниковых опорах Рисунок 7 – Схема точек измерения вибрации на вентиляционных агрегатах Допустимое значение вибрации на вентиляционных агрегатах в точках 1, 2, 7 – 10 составляет 6,3 мм/с; в точках 3, 4, 5 и 6 – 1,8 мм/с. На открытых осевых вентиляторах – в точках 3, 4, 5 и 6 (рамы, болты) и в точках 2 и 8 (задний подшипник), на канальных вентиляторах – измерение вибрации не выполняется из-за отсутствия доступа. При обнаружении признаков неработоспособности проводится ремонт. Балансировка колес вентиляторов При вращении колес нагнетателей может возникнуть вибрация, которая разрушающе действует на подшипники и всю конструкцию, а также является причиной шума. Вибрация возникает вследствие неуравновешенности массы колеса относительно оси вращения, в результате чего образуются силы, действующие на изгиб вала. Если колесо узкое, сравнительно невелико по диаметру и рассчитано на работу при небольших окружных скоростях, то силу, изгибающую вал, считают расположенной в одной плоскости. Уравновешивание (балансировку) в этом случае можно производить так называемым статическим способом. В других, более общих случаях изгибающие силы могут располагаться в разных плоскостях, воздействуя сильнее на вал. В этих условиях балансировку следует производить динамическим способом на специальных станках. Рабочие колеса радиальных вентиляторов, у которых ширина более 30 % диаметра, должны быть динамически уравновешены при сборке на заводе. Если при монтаже, а в особенности при эксплуатации первоначальная заводская балансировка нарушится, ее следует немедленно восстановить. Статическая балансировка в отличие от динамической осуществляется без особых трудностей. Она ведется на горизонтально-параллельных призмах, цилиндрических стержнях или на роликовых опорах (рисунок 8). Длина направляющих (призм) должна быть достаточной для перекатывания по ней балансируемой детали на 2-3 полных оборота. Точность статической балансировки во многом зависит от состояния поверхностей этих деталей.  а — на параллельных призмах, б — на роликах Рисунок 8 - Схема статической балансировки роторов Если колесо не уравновешено, то при поворотах оно все время будет занимать определенное положение — избыточной массой вниз. При балансировке облегчают колесо в этом месте (стачиванием, просверливанием) или подбирают добавочный грузик для укрепления на противоположной стороне колеса (прикрепкой, приваркой). Корректировку дисбаланса стараются проводить на максимальном радиусе, т. к. с увеличением расстояния от оси, возрастает влияние массы корректируемого металла на равновесие колеса. Уравновешенное колесо при легком повороте должно останавливаться в любом положении. Динамическая балансировка. Операция по выявлению и устранению динамического дисбаланса называется динамической балансировкой. Динамическая балансировка проводится на балансировочных станках (рисунок 9).  Рисунок 9 – Станок для динамической балансировки рабочих колес вентиляторов Средства измерений Используемые средства измерений и балансировочные станки должны быть поверены и удовлетворять требованиям поставленной задачи. Период между поверками определяется рекомендациями изготовителя средств измерений (испытаний). Состояние средств измерений должно обеспечивать их нормальную работу в течение всего периода испытаний. Персонал, работающий со средствами измерений, должен обладать достаточными навыками и опытом, позволяющими выявлять возможные неисправности и ухудшения качества работы средств измерений.  1 – кнопка включения/выключения; 2 – переключатель режимов измерения; 3 - жидкокристаллический индикатор; 4 - особо прочный витой (или прямой) кабель; 5 - пьезоэлектрический датчик вибрации с магнитным держателем Рисунок 10 - Внешний вид виброметра ВК-5М Измерения в горизонтальном направлении следует проводить под прямым углом к оси вала. Измерения в вертикальном направлении должны быть проведены под прямым углом к горизонтальному направлению измерений и под прямым углом к валу вентилятора. Измерения в продольном направлении следует проводить в направлении, параллельном оси вала. Таблица 1 - Признаки и причины неработоспособности систем вентиляции и методы их устранения
Требования безопасности при эксплуатации, ТО и ремонте рассмотрено в теме «Безопасная эксплуатация и ремонт основного и вспомогательного оборудования объектов МН (МНПП)» |