Pochopenie chýb axiálneho ventilátora
Definícia: Čo sú to chyby axiálneho ventilátora?
Vady axiálneho ventilátora sú problémy špecifické pre axiálne ventilátory, kde vzduch prúdi rovnobežne s osou hriadeľa cez rotor podobný vrtuli. Medzi tieto chyby patria chyby uhla sklonu lopatiek, zhoršenie vôle hrotu, únava a praskanie, poruchy upevnenia náboja, rotačné zastavenie a aerodynamické rezonancie. Axiálne ventilátory sa líšia od odstredivých ventilátorov svojou dráhou prúdenia a rozložením sily, čo ich robí náchylnými na jedinečné režimy porúch súvisiace s krútením lopatiek, únikom na špičkách a zmenami axiálneho ťahu.
Axiálne ventilátory sú bežné v systémoch HVAC, chladiacich vežiach, ventilátoroch na odvod vzduchu v elektrárňach a priemyselnom vetraní. Ich veľký priemer a relatívne nízke lopatky ich robia obzvlášť náchylnými na únavu materiálu spôsobenú vibráciami a aerodynamickú nestabilitu.
Vady špecifické pre axiálny ventilátor
1. Problémy so sklonom a uhlom čepele
Nesprávne nastavenie výšky tónu
- Ventilátory s nastaviteľným sklonom: Nastaviteľný uhol čepele pre ladenie výkonu
- Nesprávne nastavenie: Čepele nastavené na nesprávny uhol vzhľadom na prevádzkové podmienky
- Účinky: Slabý výkon, vysoké vibrácie, tendencia k zastaveniu
- Nejednotné nastavenie: Čepele v rôznych uhloch vytvárajú nevyváženosť
Deformácia skrútenia čepele
- Lopatky trvalo skrútené v dôsledku aerodynamického alebo odstredivého zaťaženia
- Mení uhly prúdenia, ovplyvňuje výkon
- Môže spôsobiť nevyváženosť, ak je skrútenie asymetrické
- Tepelné skreslenie spôsobené teplotnými gradientmi
2. Problémy s odľahčením hrotu
Kritický význam axiálnych ventilátorov
- Únik prúdenia cez hroty lopatiek (víry na hrote)
- Účinnosť je veľmi citlivá na vôľu hrotu
- Každé zvýšenie vôle o 1% stráca účinnosť o ~1-2%
- Ovplyvňuje vibrácie a akustický výkon
Nadmerná vôľa
- Príčiny: Opotrebovanie, deformácia krytu, vychýlenie lopatiek, tepelný rast
- Účinky: Strata výkonu, zvýšená pevnosť v hrote, vibrácie
- Typické nové: 0,5 – 1,51 TP3T rozpätia čepele
- Potrebná akcia: > 3% rozpätia indikuje výmenu alebo rekonštrukciu
Tipy na leštenie
- Hroty čepelí sa dotýkajú puzdra
- Z nadmerného vibrácie, tepelný rast alebo nesprávne zarovnanie
- Vytvára hluk, vibrácie, poškodzuje čepeľ
- Viditeľné stopy opotrebenia na hrotoch čepelí a kryte
3. Štrukturálne chyby čepele
Únavové trhliny
- miesto: Koreň listu (upevnenie k náboju), nábežná hrana
- Príčina: Striedavé aerodynamické zaťaženie, vibrácie, rezonancia
- Detekcia: Kontrola penetráciou farbiva, magnetickými časticami alebo ultrazvukom
- Kritickosť: Môže viesť k uvoľneniu čepele
Poruchy upevnenia čepele
- Praskanie zvarov na spoji lopatky a náboja
- Uvoľnenie skrutkových spojov
- Praskliny koreňových zaoblení
- Progresívne zlyhanie, ak nie je zistené
4. Aerodynamické nestability
Otočný stánok
- Oddelenie prúdenia na niektorých lopatkách otáčajúcich sa okolo prstenca
- Subsynchrónne vibrácie (0,2 – 0,5 × otáčky rotora)
- Vyskytuje sa pri nízkom prietoku alebo vysokom vstupnom odpore
- Môže byť násilný a poškodiť čepele
Trepotanie
- Samobudené vibrácie lopatiek z aeroelastickej väzby
- Pohyb lopatiek ovplyvňuje prúdenie vzduchu, prúdenie vzduchu ovplyvňuje pohyb lopatiek
- Frekvencia pri vlastnej frekvencii lopatky
- Môže spôsobiť rýchle zlyhanie čepele
- Zriedkavé, ale katastrofálne, keď sa vyskytne
Vibračné podpisy
Frekvencia prechodu čepele
- Výpočet: BPF = Počet lopatiek × otáčky za minútu / 60
- Axiálne ventilátory: BPF je často výrazný (vyšší ako pri odstredivých ventilátoroch)
- Zvýšená amplitúda: Problémy s vôľou hrotu, poškodenie čepele, problémy s prietokom
- Harmonické: Viaceré harmonické BPF indikujú problémy s lopatkami alebo prietokom
Nerovnováha
- Z dôvodu nahromadenia lopatiek, erózie alebo nerovnomernosti uhla sklonu
- 1× vibračná zložka
- Opraviteľné prostredníctvom vyvažovanie so závažiami upevnenými na čepeli
Vibrácie súvisiace so zastavením
- Subsynchrónne zložky (0,2 – 0,5 ×)
- Náhodná, kolísavá amplitúda
- Zvýšenie šumu v širokopásmovom pásme
- Zmizne, keď sa prietok zvýši
Detekcia a monitorovanie
Analýza vibrácií
- Štandardné monitorovanie vibrácií ložísk
- Trend amplitúdy BPF
- Hľadajte subsynchrónne komponenty (zastavenie)
- Meranie axiálnych vibrácií (variácie ťahu)
Monitorovanie výkonu
- Meranie prietoku vzduchu (metóda tlakového rozdielu)
- Trendy spotreby energie
- Výpočet účinnosti
- Porovnajte s návrhom/základným výkonom
Inšpekcia
- Vizuálna kontrola čepele na praskliny, eróziu alebo koróziu
- Overenie uhla sklonu lopatiek
- Meranie vôle hrotu
- Kontrola náboja a upevňovacích bodov
- NDT na detekciu trhlín v kritických ventilátoroch
Údržba a opravy
Údržba čepele
- Odstráňte nahromadené nečistoty z čepelí (a znovu ich vyvážte)
- Oprava menších poškodení eróziou/koróziou
- Vymeňte prasknuté alebo vážne poškodené čepele
- Skontrolujte, či sú všetky lopatky v rovnakom uhle sklonu
- Skontrolujte a utiahnite upevňovacie skrutky čepele
Obnova výčistenia
- Ak je vôľa nadmerná, pridajte krycie krúžky alebo tesnenia hrotov
- Prestavte puzdro, aby ste zmenšili priemer
- Vymeňte ventilátor, ak je to ekonomicky opodstatnené.
Riadenie prevádzkového bodu
- Upravte odpor systému tak, aby ventilátor fungoval blízko projektovaného bodu
- Variabilná regulácia otáčok pre optimálne prispôsobenie
- Vyhnite sa prevádzke v priestore státia
- Ovládanie vstupnej klapky alebo klapky pre zníženie rozsahu
Vady axiálnych ventilátorov kombinujú štandardné problémy rotačných strojov s aerodynamickými javmi špecifickými pre axiálne stroje. Pochopenie problémov so štruktúrou lopatiek, kritickosti vôle hrotu a aerodynamických nestabilít, ako je napríklad zastavenie pri otáčaní, v kombinácii s vhodným monitorovaním vibrácií a testovaním výkonu umožňuje spoľahlivú prevádzku týchto základných strojov na pohyb vzduchu v priemyselných aplikáciách.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 