W dzisiejszym przemyśle efektywne zarządzanie mediami zakładowymi jest warunkiem koniecznym. Bez ich ekonomicznego wykorzystania nie ma mowy o niskich kosztach produkcji, a w rezultacie konkurencyjnym cenowo produkcie. Dotyczy to zarówno energii elektrycznej, jak i pary, gazu czy wody. Podobnie jest ze sprężonym powietrzem i próżnią. Media te nie tylko mają kluczowe znaczenie dla utrzymania ciągłości produkcji i jakości produktów. Są bardzo ważnym elementem, którego koszt wytworzenia i wykorzystania ma bezpośredni wpływ na cenę naszego produktu.
Do czego służą dmuchawy przemysłowe?
Sprężone powietrze jest wykorzystywane w zakładach w zakresie niskiego i wysokiego ciśnienia. Jednym z najważniejszych urządzeń w zakresie niskiego ciśnienia sprężonego powietrza są dmuchawy przemysłowe. Choć często pracują w cieniu innych komponentów systemu, to ich rola jest kluczowa. Dmuchawy przemysłowe to maszyny przepływowe, które służą do transportu gazów, najczęściej sprężonego powietrza, pod niskim ciśnieniem. Typowy zakres pracy dmuchaw wynosi od 20 mbar do 1 bar nadciśnienia lub 600 mbar podciśnienia. Dmuchawy mogą być wykorzystywane do tłoczenia sprężonego powietrza do zbiorników, komór fermentacyjnych, pieców, suszarni, jak i do transportu pneumatycznego.
Jakie są rodzaje dmuchaw przemysłowych?
1. Dmuchawy bocznokanałowe (Side Channel Blowers)
Stosowane wszędzie tam, gdzie wymagane są bezolejowe rozwiązania o niskim przepływie i umiarkowanym ciśnieniu. Posiadają zwartą konstrukcję, są stosunkowo ciche i nadają się do pracy ciągłej. Przeznaczone są do odsysania lub sprężania mediów niewybuchowych. Często również pracują jako dmuchawy ssąco-tłoczące (na próżni i nadciśnieniu jednocześnie). Kluczowym elementem konstrukcyjnym jest wirnik w formie tarczy z promieniście rozmieszczonymi łopatkami. Podczas obrotu wirnika medium zostaje zassane i przetłaczane wzdłuż bocznego kanału obudowy. Stąd ich nazwa.
Dmuchawy można instalować w pozycji pionowej i poziomej. Ich zdecydowaną zaletą jest niska cena, a wadą bardzo duży spadek wydajności wraz ze wzrostem ciśnienia. Przykładowo przy 300 mbar nadciśnienia wydajność spada 2-krotnie względem pracy przy 100 mbar.
2. Dmuchawy walcowe (Rootsa)
Wykorzystują dwa obracające się wirniki trójskrzydełkowe. Walcowe dmuchawy przemysłowe trójskrzydełkowe mają zdecydowaną przewagę nad dwuskrzydełkowymi. Gwarantują cichszą i niemal pozbawioną wibracji pracę. Ponadto ich konstrukcja znacząco zmniejsza pulsacje sprężonego powietrza w przewodzie tłocznym. Dmuchawy walcowe są odporniejsze na działanie zasysanego zanieczyszczonego powietrza oraz na obciążenie termiczne. Dzięki temu cechują się bardzo dużą trwałością, wysoką niezawodnością i możliwością pracy z gazami agresywnymi.
Walcowe dmuchawy przemysłowe stosowane są w aplikacjach wymagających dużych przepływów. Do tego przy relatywnie niskim nadciśnieniu do 1000 mbar lub próżni do – 500 mbar. Są świetnym przykładem dmuchaw wyporowych. Stosowane w przemyśle od ponad 130 lat bez większych zmian konstrukcyjnych, jeśli chodzi o zasadę działania. Przy umiarkowanych kosztach zakupu, przy odpowiednim zapasie mocy napędu gwarantują stałą wydajność tłoczonego powietrza niezależnie od sprężu pracy.
3. Dmuchawy śrubowe
Do sprężania wykorzystują blok śrubowy. Idea sprężania jest dobrze znana z bezolejowych sprężarek śrubowych. Stąd też wynikają zalety śrubowych dmuchaw przemysłowych. Oferują większą sprawność energetyczną w stosunku do innych dmuchaw. Rezultatem jest mniejsze zużycie energii elektrycznej potrzebnej do wytworzenia 1 m³ sprężonego powietrza, czyli tzw. współczynnik mocy specyficznej. W przypadku dmuchaw śrubowych jest on bardzo niski, a dodatkowo występuje w szerokim zakresie wydajności.
Kolejna zaleta znana ze sprężarek śrubowych to niski poziom drgań oraz praktycznie zero pulsacji sprężonego powietrza. Dodatkowo śrubowe dmuchawy przemysłowe cechuje możliwość pracy ciągłej oraz bardzo niskie koszty eksploatacji dzięki zastosowaniu napędu bezpośredniego. Znajdują zastosowanie w aplikacjach wymagających wysokiej wydajności oraz stabilnego działania. Przy obecnych podwyżkach cen energii elektrycznej przemysłowe dmuchawy śrubowe stanowią podstawę efektywnego przemysłu; redukują znacznie koszty wytworzenia sprężonego powietrza.
4. Turbo dmuchawy (odśrodkowe, promieniowe)
Wykorzystywane do pracy ciągłej i dużych przepływów sprężonego powietrza. Stosowane w oczyszczalniach ścieków, hutach, przemyśle chemicznym. Charakteryzują się wysoką efektywnością przy odpowiednich warunkach pracy. Elementem sprężającym jest wysokoobrotowy wirnik oparty na łożyskach powietrznych, tocznych, ślizgowych lub magnetycznych. Turbo dmuchawy przemysłowe najczęściej napędzane są bezpośrednio silnikami elektrycznymi lub poprzez przekładnię multiplikującą obroty silnika.
Najefektywniejszym energetycznie rozwiązaniem są dmuchawy promieniowe o zmianie wydajności za pomocą obrotów (poprzez przemiennik częstotliwości). Mniej efektywnym rozwiązaniem są dmuchawy promieniowe stało-obrotowe. W ich wypadku zmiana wydajności regulowana jest za pomocą zmiany geometrii przepływu zasysanego i tłoczonego medium (sprężonego powietrza).
Jakie są kluczowe parametry techniczne dmuchaw przemysłowych?
- Wydajność (m³/h) – objętość powietrza dostarczana w jednostce czasu.
- Spręż (mbar / bar) – określa zdolność dmuchawy do przezwyciężania oporów instalacji sprężonego powietrza.
- Jednostkowe zapotrzebowanie na energię elektryczną – pokazuje koszty eksploatacji dmuchaw przemysłowych. Często określane jest w postaci współczynnika mocy specyficznej wyrażonego w kWh/(m³/min).
- Rodzaj przeniesienia napędu – element sprężający może być połączony bezpośrednio lub za pomocą przekładni z silnikiem elektrycznym.
- Zasilanie – coraz częściej dmuchawy przemysłowe wyposażone są w przemienniki częstotliwości.
Gdzie są stosowane dmuchawy przemysłowe?
- Oczyszczalnie ścieków – napowietrzanie osadników wtórnych, zbiorników tlenowych, czyszczenie membran, stabilizacja osadu.
- Przemysł spożywczy – suszenie, transport pneumatyczny składników sypkich.
- Przemysł chemiczny i farmaceutyczny – przewietrzanie reaktorów, separacja gazów.
- Energetyka i hutnictwo – chłodzenie komponentów, kontrola atmosfery procesowej.
- Systemy transportu pneumatycznego – przemieszczanie granulatów, proszków, pyłów (np. mąki, cukru, soli).
Jaką dmuchawę przemysłową wybrać?
Prawidłowy dobór dmuchawy powinien być poprzedzony analizą charakterystyki instalacji sprężonego powietrza. To zespół działań i pomiarów obejmujący system sprężonego powietrza jako całość. Nie mniej ważne jest określenie przewidywanego obciążenia dmuchaw przemysłowych. W doborze dmuchaw istotne są również wymagania procesowe i oczekiwania użytkownika. Kluczowe jest:
- precyzyjne określenie punktu pracy (ciśnienie + przepływ),
- uwzględnienie strat ciśnienia w instalacji,
- zastosowanie automatyki sterującej (częstotliwość, ciśnienie zwrotne),
- planowana konserwacja i czyszczenie układu (np. filtrów wlotowych).
Warto również rozważyć dmuchawy z systemem monitorowania parametrów pracy w czasie rzeczywistym. Ciągła kontrola drgań, temperatury oleju i łożysk czy prędkości obrotowej szczególnie w przypadku turbodmuchaw jest bardzo istotna. To działania, które mogą zapobiec nieplanowanym przestojom urządzeń.
Warto też przemyśleć, wybierając dostawcę dmuchaw przemysłowych, możliwość podłączenia urządzeń do zakładowych układów sterowania. To zdecydowanie ułatwi monitorowanie pracy dmuchaw. W przypadku instalacji do napowietrzania jest warunkiem absolutnie koniecznym. Przykładowo w biologicznych oczyszczalniach ścieków najważniejsza jest ilość dostarczanego tlenu, która w całości pokryje zapotrzebowanie bakterii tlenowych. Nikogo nie trzeba przekonywać, co by się stało, gdyby tego tlenu zabrakło. Dlatego w tym przypadku niezawodność zakupionych dmuchaw przemysłowych jest nieoceniona. Ich cenę należy traktować w kategoriach inwestycji. Bo najkosztowniejszy zawsze jest przestój zakładu.
Nowoczesne trendy w dmuchawach przemysłowych
Podsumowanie
Dmuchawy przemysłowe to niezbędne komponenty w nowoczesnych zakładach przemysłowych. Wpływają bezpośrednio na wydajność produkcji, jak i koszty produktu finalnego. Odpowiedni dobór i konserwacja tych urządzeń pozwalają na osiągnięcie wysokiej niezawodności oraz efektywności energetycznej.
Jeżeli temat dmuchaw przemysłowych jest dla Państwa ważny, zapraszam do kontaktu.
~ autor: Robert Ryt
Powrót do KAESER Blog