Roots Blowers selitetty: tyypit, sovellukset ja oikean valinta

Puhaltimet vastaavat 57 % kokonaisenergiankulutuksesta tyypillisellä jätevedenpuhdistamolla – useimmat insinöörit käyttävät kuitenkin alle tunnin sen valitsemiseen. Tämä ristiriita on se, missä projektit menevät pieleen. Roots-puhaltimet ovat hallitseva valinta ilmastus-, pneumaattisissa kuljetuksissa ja alipainesovelluksissa hyvästä syystä: ne tuottavat tasaisen ilmamäärän kierrosta kohden riippumatta alavirran paineen muutoksista. Mutta "jatkuva volyymi" kattaa laajan kirjon malleja, ja väärän version valitseminen maksaa tehokkuutta, luotettavuutta tai molempia.

Kuinka Roots Blower todella toimii

Roots-puhallin on syrjäytyskone. Kaksi lohkoroottoria – joko kaksi- tai kolmilohkoinen – pyörii vastakkaisiin suuntiin kotelon sisällä koskettamatta toisiaan tai kotelon seinämää. Ilma jää loukkuun keilojen ja kotelon seinämän väliin, minkä jälkeen se työnnetään poistoporttia kohti järjestelmän painetta vastaan. Sisäistä pakkausta ei tapahdu; paine muodostuu vain ulostulossa. Tämä tekee koneesta mekaanisesti yksinkertaisen, öljyttömän ilmavirrassa ja erittäin sietävän kuormituksen vaihteluita.

Kolmilohkoiset roottorit ovat nyt alan standardi. Verrattuna kaksikeilaisiin malleihin, ne vähentävät paineen pulsaatiota ja alentaa melutasoa – merkittävä etu meluherkissä asennuksissa tai tiloissa, joissa on useita yksiköitä rinnakkain.

Tärkeimmät vaihtoehdot ja mikä ne erottaa

Standard Roots -puhaltimet kattavat laajan toiminta-alueen, mutta erikoissovellukset vaativat erityisiä malleja. Alla olevassa taulukossa on kartoitettu tärkeimmät muunnelmat niiden määrittäviin teknisiin tietoihin:

Useimpien mallien käyttönopeusalue on 500–2 000 rpm, mikä antaa järjestelmän suunnittelijoille huomattavan joustavuuden sovittaessaan puhaltimen moottorivaihtoehtoihin tai VFD-ohjausstrategioihin.

Missä Roots-puhaltimet tuottavat eniten arvoa

Jäteveden käsittely on volyymiltaan suurin sovellus. Ilmastuspuhaltimet syöttävät happea aktiivilietesäiliöissä oleville aerobisille bakteereille – jatkuvalla, 24/7-kuormalla. Yhdysvaltain EPA:n vesi- ja jätevesilaitosten energiatehokkuustutkimuksen mukaan yksi energiatehokkaiksi puhaltimiin päivitetty laitos vähensi sähkönkulutusta 50 %, mikä säästää yli 2,1 miljoonaa kWh vuodessa. Oikea puhallinvalinta on harvoin vain hankintapäätös – se on energiastrategia.

Pneumaattinen kuljetus on toinen tärkeä sovellus. Sementtitehtaat, jauhotehtaat, muovinvalmistajat ja kemialliset jalostajat luottavat kaikki Roots-puhaltimiin työntämään irtomateriaalia putkistojen läpi. Vakiotilavuusominaisuus pitää materiaalin virtaamassa tasaisesti, vaikka putkilinjan vastus muuttuu – ominaisuutta keskipakopuhaltimet eivät voi taata alhaisella virtauksella.

Vesiviljely on nähnyt vahvaa kasvua uppokäyttöisten Roots-puhaltimien käyttöönotossa. Yksikön asentaminen vesirajan alapuolelle eliminoi pintamelun kokonaan, millä on merkitystä asuinalueiden viereisissä lampitiloissa ja sisätiloissa. Liuenneen hapen syöttö on myös tasaisempaa verrattuna pintailmastimiin.

Muita suuria toimialoja ovat paperi ja sellu (tyhjiöimu paperikoneissa), kemiallinen käsittely (höyryn talteenotto, kaasun lisäys) ja kaivostoiminta (maanalainen ilmanvaihto ja vaahdotusilmastus).

Neljä parametria, jotka ohjaavat oikean valinnan

Roots-puhaltimen valinta alkaa neljällä kovalla numerolla – kaikki muu on toissijaista:

• Vaadittu virtausnopeus (m³/min tai CFM): Määritä aina todellisissa tuloolosuhteissa – lämpötila ja korkeus vaikuttavat tiheyteen. Ilmastus lasketaan biologisen hapentarpeen, ei putken koon perusteella.
• Vaadittu paineen nousu (kPa): Tämä on järjestelmän kokonaisvastus, mukaan lukien upotussyvyys, putkihäviöt ja diffuusorin vastapaine. Vakiomallit kestävät 9,8–98 kPa; kaksivaiheiset yksiköt ulottuvat 200 kPa:iin.
• Kaasun koostumus: Syövyttävät kaasut tarvitsevat korroosionestomateriaaleja; syttyvät kaasut vaativat räjähdyssuojatut moottorit (EX DⅡ BT4 tai CT4); höyryä täynnä olevat ympäristöt osoittavat ruostumattomasta teräksestä valmistettua MVR-varianttia kohti.
• Lämpötila: Vakioyksiköt kestävät jopa 90 °C:n lämpötilaa, ennen kuin vesijäähdytystä tarvitaan. Jos prosessilämpötilat ylittävät tämän kynnysarvon, määritä korkean lämpötilan malli, jonka nimellisarvo on 500 °C.

Pakattu Roots-puhallinyksikkö, jossa on integroitu ohjauskaappi, yksinkertaistaa hankintaa vakiosovelluksissa – ne toimitetaan valmiiksi 380 V:n jännitteellä ja alle 77 dB:n melutasolla 1 metrin päässä, joten ne voidaan ottaa käyttöön ilman ylimääräisiä akustisia koteloita useimmissa teollisuusympäristöissä.

Roots-puhaltimen pitäminen käynnissä 15–20 vuotta

Hyvin huolletun Roots-puhaltimen realistinen käyttöikä on 15–20 vuotta. Kunnossapitotyökuormitus on teollisuuden tasolla alhainen, mutta muutamasta käytännöstä ei voida neuvotella. Vaihda vaihteistoöljy 2 000–4 000 käyttötunnin välein käyttösuhteen ja ympäristön olosuhteiden mukaan. Tarkista tulosuodattimet kuukausittain – osittain tukkeutunut suodatin nostaa sisääntulon tyhjiötä, lisää liukumista keilojen yli ja pienentää tilavuustehokkuutta nopeammin kuin useimmat käyttäjät ymmärtävät. Tarkista hihnan kireys (hihnakäyttöisissä laitteissa) 500 tunnin välein. Älä koskaan käynnistä Roots-puhallinta suljettua poistoventtiiliä vasten; hetkellinen painepiikki voi murtaa kotelon tai irrottaa ajoitusvaihteet.

Useita yksiköitä käyttäville laitoksille a ohjauskaappi ja valvontajärjestelmä puhallinpaketteja varten mahdollistaa automaattisen käyttö/valmiustilan kytkennän ja hälytyspohjaiset sammutukset – tehokkain tapa pidentää laitteiden käyttöikää jatkuvassa käytössä.

Roots puhaltimet eivät ole uusin tekniikka, mutta ne ovat edelleen yksi käytännöllisimmistä. Öljyttömän ilmavirran, ennustettavan tehon ja alhaisten ylläpitokustannusten yhdistelmää on vaikea jäljitellä samassa hintapisteessä – minkä vuoksi ne on edelleen määritelty vaativimpiin jatkuvatoimisesti teollisen käsittelyn sovelluksiin.