Вентиляторы ВО 21-12

Вентиляторы ВО 21-12: технические характеристики, конструкция и область применения

Вентиляторы ВО 21-12 представляют собой осевые вентиляторы одностороннего всасывания, спроектированные для перемещения больших объемов неагрессивных газовых сред с температурой до +80°C. Данные агрегаты относятся к категории промышленного вентиляционного оборудования общего назначения и находят широкое применение в системах приточно-вытяжной вентиляции, кондиционирования, воздушного охлаждения технологического оборудования, а также для обдува радиаторов и теплообменных аппаратов в энергетике и промышленности. Основное рабочее колесо вентилятора имеет диаметр 2100 мм и монтируется непосредственно на валу электродвигателя, что определяет его конструктивные и эксплуатационные особенности.

Конструктивные особенности и устройство

Конструкция вентилятора ВО 21-12 является классической для осевых машин среднего давления. Основными сборочными единицами являются:

Корпус (обечайка): Изготавливается из листовой стали, имеет цилиндрическую форму. Предназначен для формирования воздушного потока и обеспечения его направленного движения. Корпус снабжен фланцами для подключения к воздуховодам или монтажа в проем.
Рабочее колесо (крыльчатка): Состоит из ступицы конической формы и жестко закрепленных на ней лопаток. Лопатки имеют аэродинамический профиль, изготавливаются из листовой стали или алюминиевых сплавов. Количество лопастей, как правило, составляет 8 или 12 штук, в зависимости от модификации и требуемых аэродинамических параметров.
Электродвигатель: Устанавливается на кронштейнах внутри корпуса. Вал двигателя проходит через корпус, и на его конце крепится рабочее колесо. Используются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, защищенного исполнения (IP54, IP55).
Кожух безопасности: Защитная решетка или сетка, устанавливаемая на входе или выходе из вентилятора для предотвращения попадания посторонних предметов и обеспечения безопасности персонала.
Опорная рама (станина): Представляет собой металлоконструкцию, на которой монтируются корпус с электродвигателем. Обеспечивает жесткость и виброустойчивость всего агрегата.

Технические характеристики и аэродинамические параметры

Ключевые параметры вентиляторов ВО 21-12 определяются их типоразмером и частотой вращения. Аэродинамические характеристики представлены в виде графиков зависимости полного давления (P, Па) и мощности на валу (N, кВт) от производительности (L, м³/ч). Ниже приведены усредненные данные для наиболее распространенных исполнений.

Таблица 1. Основные технические параметры вентиляторов ВО 21-12

Параметр	Значение / Диапазон	Примечание
Диаметр рабочего колеса (D), мм	2100	Номинальный размер
Частота вращения (n), об/мин	300, 500, 600, 750, 1000	Наиболее распространены 500 и 750 об/мин
Производительность (L), м³/ч	от 30 000 до 120 000	Зависит от скорости вращения и угла установки лопаток
Полное давление (P), Па	от 150 до 800	Характеристика давления умеренная, типична для осевых вентиляторов
Мощность электродвигателя (N), кВт	от 5,5 до 45	Подбирается под рабочую точку на характеристике
Уровень звукового давления (Lp), дБА	75 — 95	Требует расчета и применения шумоглушителей
КПД, max	0.6 — 0.75	Максимальный КПД достигается в зоне оптимальных режимов
Исполнение по климатическим условиям	У, УХЛ (категории 1-4)	Для умеренного и холодного климата

Таблица 2. Примерный подбор вентилятора ВО 21-12 по частоте вращения

Частота вращения, об/мин	Примерная производительность, тыс. м³/ч	Примерное полное давление, Па	Типовая мощность двигателя, кВт
300	30 — 50	80 — 150	5,5 — 7,5
500	50 — 80	200 — 350	11 — 18,5
750	75 — 110	400 — 650	30 — 45

Модификации и специальные исполнения

Базовый вентилятор ВО 21-12 может изготавливаться в различных модификациях для работы в специфических условиях:

ВО 21-12-01: Стандартное исполнение для перемещения неагрессивных сред.
ВО 21-12-05: Взрывозащищенное исполнение с электродвигателем во взрывобезопасном кожухе (Ex d) для работы в помещениях и зонах с наличием взрывоопасных смесей (категории I и II по старому ГОСТ).

ВО 21-12-08: Коррозионностойкое исполнение. Элементы, контактирующие с воздушным потоком (корпус, лопатки), выполняются из нержавеющей стали или с защитным покрытием для работы в средах с повышенной влажностью или содержанием агрессивных примесей.

ВО 21-12 с регулируемым углом установки лопаток: Конструкция ступицы позволяет изменять угол атаки лопастей вручную или с помощью сервопривода, что дает возможность регулировать производительность без изменения частоты вращения.
Исполнение для реверсивной работы: Симметричный аэродинамический профиль лопаток позволяет эффективно работать на вытяжку и на приток при реверсе вращения двигателя.

Область применения в энергетике и промышленности

Вентиляторы ВО 21-12, благодаря своей способности перемещать значительные объемы воздуха при умеренном давлении, используются в следующих системах:

Системы вентиляции машинных залов и помещений: Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция крупногабаритных производственных цехов, трансформаторных подстанций, насосных станций.
Охлаждение технологического оборудования: Принудительный обдув радиаторов силовых трансформаторов, выпрямительных агрегатов, дизель-генераторных установок, конденсаторов и маслоохладителей.
Градирни и системы оборотного водоснабжения: В качестве вентиляторной установки для создания восходящего потока воздуха в башенных и вентиляторных градирнях на ТЭЦ и АЭС.
Системы воздухоудаления: Удаление нагретого или запыленного воздуха из зон технологических процессов, таких как прокатное производство, литейные цеха.
Пневмотранспорт легких материалов: Перемещение сыпучих материалов с низкой насыпной плотностью (стружка, опилки) на небольшие расстояния.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж вентилятора должен осуществляться на ровное, жесткое основание (фундамент, металлоконструкция перекрытия) с обеспечением виброизоляции. Обязательна центровка вала двигателя и рабочего колеса. При подключении к воздуховодам необходимо использовать гибкие вставки для развязки вибраций. Эксплуатация допускается только при наличии и исправности защитного кожуха.

Техническое обслуживание включает в себя регулярные (ежеквартальные, ежегодные) проверки:

Контроль и подтяжка резьбовых соединений, особенно крепления лопаток к ступице.
Проверка состояния подшипников электродвигателя, замена смазки согласно регламенту завода-изготовителя двигателя.
Очистка лопаток и внутренней поверхности корпуса от загрязнений и налипаний, нарушающих балансировку и аэродинамику.
Контроль вибрации. Превышение допустимых уровней вибрации (обычно не более 4.5 мм/с) свидетельствует о разбалансировке колеса, износе подшипников или ослаблении креплений.
Проверка состояния изоляции обмоток электродвигателя (сопротивление изоляции мегаомметром).

Преимущества и недостатки

Преимущества:

Высокая производительность по объему воздуха при компактных габаритах самого агрегата.
Относительно простая и ремонтопригодная конструкция.
Возможность реверсивной работы (в специальном исполнении).
Экономичность в зоне рабочих режимов по сравнению с радиальными вентиляторами аналогичной производительности.
Широкий диапазон модификаций под различные условия среды.

Недостатки:

Ограниченное создаваемое полное давление. Непригодны для систем с высоким аэродинамическим сопротивлением (разветвленные сети воздуховодов с фильтрами, нагревателями).
Повышенный уровень шума, особенно на высоких частотах вращения, требующий применения средств шумоглушения.
Чувствительность к неравномерному подводу потока, что может вызвать вибрации и снижение КПД.
Падение давления и «срыв» характеристики при работе в зоне, существенно отличной от расчетной.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается вентилятор ВО от ВР?

ВО (Вентилятор Осевой) создает поток воздуха, направленный вдоль оси вращения рабочего колеса. Имеет высокую производительность при умеренном давлении. ВР (Вентилятор Радиальный) перемещает воздух в радиальном направлении внутри спирального корпуса (улитки), способен создавать высокое давление, но обычно имеет большие габариты и меньшую объемную производительность при том же диаметре колеса. ВО 21-12 выбирают для систем с низким сопротивлением, ВР — для сетей с длинными воздуховодами и фильтрами.

Как правильно подобрать вентилятор ВО 21-12 для конкретной системы?

Подбор осуществляется по аэродинамическим характеристикам (графикам зависимости P от L), предоставляемым заводом-изготовителем. Необходимо:

Рассчитать требуемую производительность системы (L, м³/ч).
Рассчитать полное давление (P, Па), необходимое для преодоления аэродинамического сопротивления сети (воздуховоды, местные сопротивления, фильтры и т.д.).
Найти на сводном графике вентиляторов точку пересечения L и P. Рабочая точка должна находиться в зоне максимального КПД вентилятора (обычно в средней-правой части характеристики).
По выбранной точке определить частоту вращения и необходимую мощность на валу, после чего выбрать электродвигатель с стандартным номиналом, учитывая коэффициент запаса (обычно 1.1-1.15).

Неправильный подбор (например, работа в левой части графика при низкой производительности и высоком давлении) приводит к нестабильной работе, вибрациям и перегрузке двигателя.

Можно ли регулировать производительность ВО 21-12?

Да, основными способами регулирования являются:

Изменение угла установки лопаток рабочего колеса: Наиболее эффективный и энергосберегающий метод для осевых вентиляторов. Осуществляется вручную на остановленном агрегате или с помощью механизированного привода на ходу.
Изменение частоты вращения вала: Достигается применением частотного преобразователя (ЧП). Позволяет плавно регулировать производительность в широком диапазоне с высоким КПД системы «двигатель-вентилятор».
Дросселирование заслонками на входе/выходе: Наименее экономичный способ, приводит к потерям энергии и смещению рабочей точки на неоптимальный режим. Применяется как временная мера.

Что делать, если вентилятор сильно вибрирует и шумит?

Повышенная вибрация и шум — признаки неисправности. Необходимо провести диагностику в следующем порядке:

Остановить вентилятор, отключить от сети и проверить крепление всех элементов (лопаток, двигателя, корпуса к раме).
Провести визуальный осмотр лопаток на предмет загрязнений, деформаций, трещин.
Проверить балансировку рабочего колеса. Нарушение балансировки — наиболее частая причина вибрации. Требуется статическая или динамическая балансировка на специальном стенде.
Проверить состояние подшипников двигателя (люфт, шум при вращении вручную).
Убедиться в отсутствии контакта лопаток с корпусом.
Проверить соосность вала двигателя и рабочего колеса после монтажа.
Оценить равномерность подвода воздуха к всасывающему патрубку. Близко расположенные колена или препятствия могут вызывать неравномерность потока и вибрации.

Какие электродвигатели применяются с ВО 21-12 и как их выбирать?

Применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общепромышленного (например, АИР) или взрывозащищенного исполнения. Ключевые параметры выбора:

Мощность (кВт): Определяется по аэродинамической характеристике вентилятора для выбранной рабочей точки с запасом 10-15%. Установка двигателя излишней мощности ведет к снижению КПД и cos φ.
Частота вращения (об/мин): Должна соответствовать частоте вращения, на которой снята характеристика вентилятора (300, 500, 750 об/мин и т.д.).
Степень защиты (IP): Для помещений с нормальной средой — не ниже IP54. Для улицы или помещений с повышенной влажностью — IP55 или IP65.
Климатическое исполнение (У, УХЛ, Т): Должно соответствовать условиям размещения вентилятора.
Класс энергоэффективности (IE): Рекомендуется выбирать двигатели не ниже класса IE3 (высокий КПД) для постоянной эксплуатации.

Какой срок службы у вентилятора ВО 21-12 и от чего он зависит?

Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации и регламента ТО составляет 12-15 лет. Фактический ресурс напрямую зависит от:

Режима работы (постоянный, циклический, в зоне оптимального КПД).
Агрессивности перемещаемой среды (наличие пыли, влаги, химических паров).
Качества и регулярности технического обслуживания (балансировка, замена смазки).
Качества монтажа и центровки.
Корректности подбора. Работа в нерасчетных режимах с перегрузкой или «помпажом» резко сокращает ресурс подшипников и механических частей.

Наиболее уязвимыми элементами являются подшипники электродвигателя и лопатки (при абразивном износе или коррозии).