Průmyslové transportní ventilátory – nejčastější chyby při návrhu a jak jim předejít

Transportní radiální ventilátory představují specifickou skupinu průmyslových ventilátorů určených pro dopravu vzdušiny obsahující prach, piliny, hobliny, granulát nebo jiné jemné částice. Na rozdíl od pneumatické dopravy není jejich úkolem materiál dopravovat jako hlavní médium, ale odsávat nebo přesouvat vzduch s příměsí pevných částic, přičemž koncentrace materiálu může dosahovat až 50 000 mg/m³.

Právě tato zdánlivě malá odlišnost vede k řadě chyb při návrhu technologie.

Otevřené oběžné kolo není náhoda

Transportní ventilátory používají otevřené radiální oběžné kolo, které umožňuje bezpečný průchod částic bez jejich zachytávání mezi lopatkami. Díky tomu je výrazně menší riziko zanášení nebo ucpání ventilátoru.

Je však důležité si uvědomit, že ani otevřené oběžné kolo není samospásné. Pokud rychlost proudění klesne pod určitou mez, začne se materiál usazovat nejprve v potrubí a následně i ve ventilátoru.

Správná rychlost proudění je zásadní

Jednou z nejčastějších chyb je podcenění rychlosti vzduchu v potrubí.

Příliš nízká rychlost způsobuje:

·         usazování prachu,

·         vznik nánosů,

·         zvyšování tlakových ztrát,

·         nevyvážení oběžného kola,

·         vibrace,

·         postupné snižování výkonu celé technologie.

Obecně lze doporučit následující minimální rychlosti:

Dopravovaný materiál

Doporučená rychlost v potrubí

Jemný prach

18–20 m/s

Dřevní prach

20–24 m/s

Piliny

22–28 m/s

Těžší částice nebo granulát

25–30 m/s

Každá aplikace je však jiná a konečná hodnota musí vždy vycházet z charakteru dopravovaného materiálu.

Nestačí spočítat pouze průtok

Velkou chybou bývá návrh ventilátoru pouze podle požadovaného průtoku vzduchu.

Projektant musí současně ověřit:

·         skutečnou rychlost v potrubí,

·         unášivost dopravovaného materiálu,

·         tlakové ztráty při postupném zanášení filtru,

·         možnost změny provozního bodu při regulaci frekvenčním měničem,

·         abrazivitu dopravovaného média.

Ventilátor, který dnes pracuje správně, může po částečném zanesení filtru pracovat v úplně jiném provozním bodě.

Pozor na výstupní rychlost z ventilátoru

Často opomíjeným parametrem je výstupní rychlost vzduchu z ventilátoru.

Pokud je výstupní potrubí příliš krátké nebo obsahuje bezprostředně za ventilátorem koleno, dochází k:

·         nerovnoměrnému proudění,

·         zvýšenému opotřebení kolena,

·         usazování materiálu,

·         vyšším hlučnostem,

·         větším vibracím.

Doporučuje se ponechat za ventilátorem dostatečně dlouhý rovný úsek potrubí, který umožní stabilizaci proudění.

Abrazivní materiál výrazně zkracuje životnost

Prach nemusí být pouze jemný.

Popílek, písek, struska, kovové částice nebo minerální materiály mohou mít velmi vysokou abrazivitu.

Pro takové aplikace lze dodat:

·         lopatky z otěruvzdorné oceli Hardox,

·         lopatky z oceli Creusabro 4800,

·         zesílené oběžné kolo,

·         výměnné ochranné segmenty nejvíce namáhaných částí.

Správná volba materiálu může několikanásobně prodloužit životnost ventilátoru.

Správná hřídelová ucpávka prodlužuje životnost ložisek

Velkou pozornost je vhodné věnovat také ucpávce hřídele.

Nevhodně zvolená ucpávka umožní pronikání jemného prachu k ložiskům, což výrazně zkracuje jejich životnost.

Obecně doporučujeme:

·         TEN-V (Viton/FKM) – univerzální řešení pro většinu průmyslových aplikací, vysoká teplotní i chemická odolnost.

·         TEN-S – pro velmi prašné provozy a náročnější podmínky, kde je požadována zvýšená ochrana proti pronikání nečistot.

·         Labyrintové ucpávky – vhodné zejména pro aplikace s vysokou prašností nebo abrazivním materiálem, kde poskytují velmi dobrou ochranu ložisek bez přímého tření.

Správná volba ucpávky bývá často levnější než následné opravy ložisek nebo hřídele.

Nezapomínejte na prostředí s nebezpečím výbuchu (ATEX)

Dřevní prach, obilný prach, uhlí, cukr, hliník nebo některé plastové prachy mohou vytvářet výbušnou atmosféru.

V takových případech je nutné posoudit:

·         klasifikaci zóny,

·         druh dopravovaného materiálu,

·         požadovanou ATEX kategorii ventilátoru,

·         vhodné materiálové provedení,

·         antistatické prvky,

·         ochranu proti mechanickému jiskření.

ATEX nelze řešit pouze výběrem motoru. Certifikaci musí odpovídat celý ventilátor včetně konstrukce oběžného kola, vůlí, použitých materiálů a způsobu provedení.

Nejčastější chyby v praxi

Z našich zkušeností se opakují především tyto chyby:

·         poddimenzovaná rychlost proudění,

·         návrh pouze podle průtoku bez kontroly unášivosti materiálu,

·         nevhodné koleno bezprostředně za ventilátorem,

·         podcenění abrazivity dopravovaného média,

·         nevhodně zvolená hřídelová ucpávka,

·         chybějící revizní a čisticí otvory potrubí,

·         neřešené ATEX požadavky,

·         absence pružných kompenzátorů a správného uložení potrubí,

·         podcenění zanášení filtrů a změny provozního bodu ventilátoru.

Závěr

Transportní ventilátor není pouze „silnější radiální ventilátor “. Je to zařízení, které musí dlouhodobě odolávat proudění vzdušiny obsahující pevné částice, často abrazivní, někdy i výbušné. Správný návrh proto vyžaduje posouzení nejen průtoku a tlaku, ale také rychlosti proudění, charakteru materiálu, abrazivity, možnosti usazování, vhodného provedení ucpávky hřídele, materiálu oběžného kola i případných požadavků na ATEX. Právě důsledné zohlednění těchto parametrů rozhoduje o tom, zda bude ventilátor spolehlivě sloužit mnoho let, nebo se stane zdrojem opakovaných poruch a vysokých provozních nákladů.