Выбор электродвигателя воздуходувки аэрации для очистных сооружений

На биологических очистных сооружениях воздуходувка, подающая воздух в аэротенк, считается сердцем станции. Если бактериям не хватает кислорода, процесс очистки нарушается; поэтому двигатель воздуходувки работает без остановки неделями и даже месяцами. Вопросы, которые нужно проверить при выборе двигателя или замене вышедшего из строя, несколько отличаются от вопросов для обычного двигателя машины: тип нагрузки, непрерывная работа, наружная установка и условия в шумозащитном кожухе оцениваются вместе. В этой статье мы по шагам разбираем выбор стандартного трёхфазного двигателя для воздуходувок Рутс, роторно-лопастных и вихревых (с боковым каналом).

Соединение двигателя в зависимости от типа воздуходувки

С точки зрения двигателя воздуходувки, применяемые на очистных сооружениях, можно разделить на три группы:

• Воздуходувки Рутс (двухлопастные) и роторно-лопастные (трёхлопастные): это машины объёмного действия. Двигатель обычно стоит на лапах на общей раме и передаёт мощность воздуходувке через ремень и шкивы. В некоторых компактных агрегатах используется и прямой привод через муфту. В обоих случаях стандартный трёхфазный двигатель в габарите IEC — естественная часть применения.
• Вихревые воздуходувки (с боковым каналом): двигатель и воздуходувка часто выполняются как единый агрегат; рабочее колесо насажено непосредственно на вал двигателя, а корпус может быть специфичным для воздуходувки. В этом типе двигатель можно заменить стандартной моделью, только если существующий двигатель — стандартный фланцевый двигатель IEC. Для двигателей со специальным валом или корпусом нужно уточнить требования к специальному двигателю, предоставив табличку и техническую информацию.
• Центробежные (турбо) воздуходувки: работают на высоких частотах вращения и часто поставляются с собственными приводными системами производителя; они выходят за рамки этой статьи.

Тип нагрузки: воздуходувка — машина с постоянным моментом

Воздуходувки Рутс и роторно-лопастные ведут себя не так, как вентилятор. У вентилятора потребляемая мощность быстро падает при снижении частоты вращения; у объёмной воздуходувки, пока противодавление постоянно, момент на валу остаётся примерно тем же. Потребная мощность зависит в основном от двух факторов: частоты вращения воздуходувки (то есть количества подаваемого воздуха) и противодавления, определяемого глубиной аэротенка. Когда уровень воды растёт или засоряются диффузоры, давление повышается, а вместе с ним и ток двигателя.

Поэтому мощность двигателя определяют по данным рабочей точки от производителя воздуходувки (расход, перепад давления, требуемая мощность на валу). Учитываются также потери в ремённой передаче и рост давления, который может возникнуть позже из-за загрязнения диффузоров. Мощность не выбирают по названию машины; одна и та же модель воздуходувки требует разной мощности при разной глубине аэротенка.

Пуск

Воздуходувки обычно запускают с открытым сбросным клапаном (blow-off), то есть так, чтобы пуск был без нагрузки. Если клапан неисправен или закрыт, двигателю приходится запускаться против полного давления, и пуск становится тяжёлым. Способ пуска (прямой, «звезда-треугольник», устройство плавного пуска или преобразователь) нужно указать при заказе. Если планируется пуск «звезда-треугольник», нужен двигатель с маркировкой 400/690 В, работающий треугольником в сети 400 В; модели HEM Motor мощностью от 4 кВт и выше имеют именно такое напряжение.

Частота вращения: решение для ременного привода и привода через муфту

В ременном приводе частота вращения воздуходувки задаётся передаточным отношением шкивов; благодаря этой гибкости можно использовать 4-полюсный (1500 об/мин синхронных) или 2-полюсный (3000 об/мин синхронных) двигатель. Если вы заменяете двигатель в существующей системе, сохраняйте число полюсов; иначе расчёт шкивов придётся выполнить заново. В прямом приводе через муфту частота вращения воздуходувки равна номинальной частоте двигателя, и выбор двигателя напрямую зависит от расчётной частоты воздуходувки.

В ремённой схеме подшипники двигателя воспринимают радиальную нагрузку от натяжения ремня. Шкив нужно устанавливать на валу как можно ближе к двигателю, а натяжение ремня поддерживать на уровне, указанном производителем воздуходувки. Перетянутый ремень — одна из главных причин сокращения ресурса подшипников у двигателя непрерывной работы.

Непрерывная работа и условия окружающей среды

Двигатель воздуходувки работает в продолжительном режиме S1. Стандартный двигатель с отметкой S1 на табличке рассчитан на эту работу; но у непрерывной работы есть следствие: двигатель постоянно работает близко к номинальной нагрузке, не имея возможности остыть. Поэтому очень важно, чтобы собственный вентилятор двигателя мог забирать свежий воздух.

• Шумозащитный кожух: воздуходувки часто работают внутри акустического кожуха. При недостаточной вентиляции кожуха температура внутри заметно превышает наружную. При заказе указывается, что двигатель стоит в кожухе, и температура окружающей среды внутри него.
• Наружная установка: на открытых воздуходувных станциях двигатель подвергается действию дождя, прямого солнца и пыльного ветра. Степень защиты IP55 защищает от струй воды и пыли; тем не менее навес или защитная крыша полезны для ресурса двигателя.
• Влажность и конденсат: на очистных сооружениях воздух может быть насыщен влагой. У резервных двигателей перепад дневной и ночной температур может вызывать конденсацию внутри корпуса. Если есть резервный двигатель, который долго не будет работать, это указывается при заказе; резервные двигатели следует регулярно кратковременно включать.
• Газы и пары: в зонах механической очистки и обработки осадка могут присутствовать агрессивные газы. Воздуходувная станция должна располагаться отдельно от этих зон и забирать чистый воздух.

В таких условиях часто выбирают чугунный корпус за его жёсткость и стойкость к внешним воздействиям. Все наши продаваемые модели имеют степень защиты IP55 и изоляцию класса F.

Регулирование скорости и растворённый кислород

На многих станциях частоту вращения воздуходувки регулируют преобразователем частоты по показаниям растворённого кислорода в аэротенке. Наши трёхфазные серии пригодны для регулирования скорости с преобразователем частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе. Поскольку воздуходувка Рутс — нагрузка с постоянным моментом, при планируемой длительной работе на низкой скорости обязательно указываются минимальная частота вращения и продолжительность работы. Тема кратко изложена и в вопросе о работе с инвертором.

Пример: замена двигателя на воздуходувке Рутс с ременным приводом

Следующая ситуация гипотетическая. Допустим, на муниципальных очистных сооружениях есть две рабочие воздуходувки Рутс и одна резервная. На табличке вышедшего из строя двигателя читается: 15 кВт, 1460 об/мин, 400/690 В Δ/Y, 160L, IM B3, S1. Двигатель стоит на общей раме внутри акустического кожуха и соединён с воздуходувкой ремнём.

• Если сохраняются мощность, число полюсов и габарит, соответствующая модель — 160L-4 в чугунном корпусе (15 кВт, 4 полюса, 1465 об/мин, IEC 160L, 27,3 А).
• Благодаря тому же коду габарита отверстия рамы и соосность шкивов, скорее всего, не изменятся; размеры вала и лап подтверждаются по техническим чертежам.
• Если станция планирует увеличить глубину аэротенка, у производителя воздуходувки запрашивается новая рабочая точка; если мощность на валу превышает 15 кВт, рассматривается 180M-4 (18,5 кВт, 1470 об/мин, IEC 180M). Так как габарит меняется на 180M, раму нужно адаптировать.
• Температура внутри кожуха и продолжительность работы на низкой скорости указываются в заказе.

Примеры моделей для привода воздуходувок

• 160L-4, чугун: 15 кВт (20 л.с.), 4 полюса, 1465 об/мин, IEC 160L, 400/690 В (Δ/Y). Для воздуходувок Рутс среднего размера с ременным приводом.
• 180M-4, чугун: 18,5 кВт (25 л.с.), 4 полюса, 1470 об/мин, IEC 180M, 400/690 В (Δ/Y), 33,5 А.
• 160L-2, чугун: 18,5 кВт, 2 полюса, 2940 об/мин, IEC 160L, 400/690 В (Δ/Y). Только если конструкция воздуходувки требует двигателя класса 3000 об/мин.

Другие мощности смотрите на странице двигатели для вентиляции. Актуальная цена указана на странице каждой модели.

Что сообщить для двигателя воздуходувки

• Тип воздуходувки (Рутс, роторно-лопастная, вихревая) и указанные производителем мощность на валу, частоту вращения и перепад давления
• Соединение: ремень и шкивы или муфта; монтажное исполнение (B3, B35…)
• Напряжение сети и способ пуска; при наличии — преобразователь частоты и минимальную частоту вращения
• В кожухе или на открытом воздухе, температуру окружающей среды и влажность
• Фото таблички старого двигателя, если речь о замене

Подходящие модели и актуальные цены смотрите на странице купить электродвигатель. Если вы ищете модель на замену вышедшему из строя двигателю, отправьте фото таблички; с вопросами по вашей станции обращайтесь через страницу контактов.