Дымососы Д

Дымососы Д: конструкция, типы, применение и технические аспекты эксплуатации

Дымососы серии Д представляют собой центробежные дутьевые машины, предназначенные для удаления дымовых газов из топок паровых котлов, работающих на твердом топливе (угле, торфе, дровах), и для создания разрежения в газоходах котельных установок. Они относятся к классу тяжелых дымососов двустороннего всасывания и являются ключевым элементом тягодутьевых установок, обеспечивающим эффективное сжигание топлива и отвод продуктов сгорания. Агрегаты работают в условиях высокой температуры транспортируемой среды (до 400°C) и высокой запыленности, что предъявляет особые требования к их конструкции и материалам.

Конструктивные особенности дымососов серии Д

Конструкция дымососа Д является типичной для центробежных машин двустороннего всасывания, но с усиленными элементами, рассчитанными на абразивный износ и температурные деформации.

• Корпус (улитка): Изготавливается из листовой стали, имеет разъемное исполнение (чаще всего горизонтальный разъем) для удобства обслуживания и ремонта рабочего колеса. Внутренняя поверхность может быть футерована износостойкими плитами для защиты от абразивного воздействия золы.
• Рабочее колесо (ротор): Является основным элементом. Конструкция – двустороннего всасывания, что позволяет уравновесить осевое давление и увеличить пропускную способность. Колесо состоит из ступицы, двух дисков (переднего и заднего) и лопаток, закрепленных между ними. Лопатки обычно загнуты назад относительно направления вращения, что обеспечивает устойчивую характеристику и высокий КПД. Материалы – низколегированные стали (09Г2С, 10ХНДП) или, для особо тяжелых условий, износостойкие стали с наплавкой.
• Вал: Изготовлен из высококачественной углеродистой или легированной стали. Устанавливается на подшипниках качения (роликовых или шариковых) в отдельных подшипниковых опорах. Опоры имеют систему водяного или воздушного охлаждения.
• Уплотнения: Для предотвращения подсоса воздуха и выброса газов в помещение котельной применяются лабиринтные и сальниковые уплотнения в местах прохода вала через корпус.
• Привод: Осуществляется от асинхронного электродвигателя через упругую муфту. Дымосос и электродвигатель устанавливаются на общей фундаментной плите.
• Регулировочное устройство (заслонка или направляющий аппарат): Устанавливается на всасывающем патрубке для регулирования производительности и напора дымососа путем изменения расхода газа на входе.

Типоразмерный ряд и маркировка

Маркировка дымососов серии Д выполняется по единому принципу. Пример: Д-15,5-1500 Г.

• Д – тип машины (дымосос).

15,5 – номинальный диаметр рабочего колера, выраженный в дециметрах (в данном случае 1550 мм).

• 1500 – частота вращения рабочего колеса, об/мин.
• Г – климатическое исполнение (в данном случае для районов с умеренным климатом). Возможны другие исполнения: У, ХЛ, Т.

Типоразмерный ряд исторически включал дымососы с диаметрами колеса: Д-9,5; Д-11; Д-12,5; Д-15,5; Д-18; Д-21; Д-24; Д-26. Каждому типоразмеру соответствует своя аэродинамическая характеристика.

Основные технические характеристики и выбор

Выбор дымососа осуществляется на основе теплового расчета котельной установки. Ключевыми параметрами являются:

• Производительность (Q) – объемный расход дымовых газов, м³/ч. Зависит от мощности котла, вида топлива и избытка воздуха.
• Полное давление (P) – развиваемый напор, Па (кПа). Должен преодолевать аэродинамическое сопротивление газового тракта котла, золоуловителя, дымовой трубы.
• Температура транспортируемых газов (t) – обычно в диапазоне 120-200°C (после экономайзера), но расчет ведется на максимально возможную (до 400°C).
• Плотность газа (ρ) – зависит от температуры и состава дымовых газов.
• Требуемая мощность на валу (N) – рассчитывается с учетом КПД дымососа и запаса.

На основе этих данных по сводным графикам характеристик или каталогам подбирается тип дымососа, рабочая точка которого лежит в зоне максимального КПД.

Примерные параметры некоторых типов дымососов серии Д (при t=200°C, ρ=0.745 кг/м³)

Тип дымососа	Диаметр колеса, мм	Производительность, тыс. м³/ч	Полное давление, кПа	Частота вращения, об/мин	Мощность электродвигателя, кВт
Д-12,5	1250	35 — 65	2.0 — 3.2	980	75 — 132
Д-15,5	1550	60 — 110	2.2 — 3.5	730	132 — 250
Д-18	1800	90 — 160	2.5 — 3.8	600	250 — 400
Д-21	2100	130 — 230	2.8 — 4.2	500	400 — 630

Особенности монтажа, эксплуатации и ремонта

Монтаж дымососа требует тщательного выверения по осям и горизонтали. Фундамент должен гасить вибрации. Перед первым пуском обязательно проверяется:

• Свободность вращения ротора вручную.
• Зазоры в уплотнениях.
• Наличие и правильность работы систем охлаждения подшипников.
• Направление вращения рабочего колеса.

Эксплуатация ведется в соответствии с режимной картой котельной. Критически важным является контроль вибрации подшипниковых опор, их температуры (не должна превышать 70°C), а также регулярная проверка состояния внутренних полостей на предмет износа и налипания золы.

Ремонтные работы делятся на текущие (замена уплотнений, чистка, балансировка ротора) и капитальные (замена или наплавка лопаток рабочего колеса, замена вала, футеровка корпуса). Основная причина выхода из строя – абразивный износ лопаток и дисков ротора частицами золы.

Сравнение с другими типами дымососов и современные аналоги

Классические дымососы серии Д, разработанные в середине XX века, отличаются высокой металлоемкостью и большими габаритами. Их современные аналоги (например, серии ДН, ВДН, ВД, а также импортные исполнения) часто имеют:

• Одностороннее всасывание с улучшенной аэродинамикой спирального корпуса.
• Применение более износостойких материалов (биметаллические литые колеса, керамические покрытия).
• Регулирование производительности с помощью частотных преобразователей, а не дросселирования заслонками.
• Более высокий КПД за счет оптимизированной геометрии проточной части.

Однако дымососы Д остаются в эксплуатации на множестве действующих объектов энергетики и промышленной теплоэнергетики благодаря своей надежности, ремонтопригодности и наличию отработанной ремонтной базы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается дымосос от вентилятора?

Дымосос – это специализированный вентилятор, рассчитанный на работу с высокотемпературными (до 400-450°C) и абразивными средами (запыленными дымовыми газами). Его конструкция использует жаропрочные материалы, специальные системы охлаждения подшипниковых узлов и усиленные уплотнения. Обычные вентиляторы общего назначения на такие условия не рассчитаны.

Как пересчитать характеристики дымососа при изменении температуры газа?

Производительность дымососа (в м³/ч) при изменении температуры не меняется, если неизменна частота вращения. Однако плотность газа (ρ) падает с ростом температуры, что приводит к снижению массовой производительности и создаваемого полного давления. Мощность на валу также снижается. Для пересчета используются формулы пропорциональности: P₂/P₁ = ρ₂/ρ₁; N₂/N₁ = ρ₂/ρ₁. Плотность пересчитывается по закону Клапейрона-Менделеева.

Почему возникает повышенная вибрация дымососа и как с ней бороться?

Основные причины вибрации: дисбаланс рабочего колеса из-за неравномерного износа или налипания золы; износ подшипников; ослабление крепления корпуса или фундаментной плиты; misalignment (несоосность) с электродвигателем. Борьба включает регулярную очистку колеса, статическую и динамическую балансировку ротора в собственных подшипниках или на станке, контроль состояния подшипников и центровку агрегата.

Какой метод регулирования производительности дымососа наиболее экономичен?

Дросселирование заслонкой на всасывающем патрубке является простым, но наименее экономичным методом, так как приводит к потерям на гидравлическое сопротивление. Более эффективно изменение частоты вращения рабочего колеса с помощью частотного преобразователя (ЧРП). Это позволяет поддерживать высокий КПД агрегата в широком диапазоне нагрузок и значительно экономить электроэнергию. Для дымососов Д, изначально не рассчитанных на ЧРП, необходимо проверить критическую частоту вращения и возможность охлаждения двигателя на низких оборотах.

Каков типовой ресурс рабочего колеса дымососа Д до капитального ремонта?

Ресурс напрямую зависит от абразивности золы сжигаемого топлива. При работе на каменном угле с высокой зольностью и при отсутствии эффективной золоулавливающей установки ресурс лопаток может составлять 1-3 года. При сжигании газа или мазута ресурс увеличивается на порядок. Признаком необходимости ремонта является снижение развиваемого давления и производительности, а также увеличение вибрации из-за изменения аэродинамического профиля лопаток.

Можно ли использовать дымосос Д для транспортировки других сред?

Конструктивно дымососы Д приспособлены только для работы с горячими дымовыми газами. Использование их для перемещения агрессивных химических газов, взрывоопасных смесей или чистого воздуха недопустимо из-за несоответствия материалов, конструкции уплотнений и класса защиты электродвигателя. Для каждой специфической среды должен применяться специализированный вентилятор.