에어 서스펜션 블로어: 작동 방식 및 알아야 할 사항

에어 서스펜션 블로어란 무엇입니까?

안 에어 서스펜션 송풍기 가압 공기 쿠션을 사용하여 회전 부품을 부양시키는 고속 오일 프리 송풍기로서 움직이는 부품 사이의 물리적 접촉을 제거합니다. 그 결과 베어링의 기계적 마모가 없고 윤활이 필요하지 않으며 서비스 수명이 일반적으로 80,000시간을 초과하는 기계가 탄생했습니다. 이러한 송풍기는 신뢰성과 에너지 효율성이 타협할 수 없는 폐수 통기, 공압 이송 및 산업 공정 공기 응용 분야에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

기존의 로브 송풍기나 원심 팬과 달리 에어 서스펜션 송풍기는 공기 역학적 베어링 기술로 작동합니다. 샤프트는 말 그대로 압축 공기의 얇은 막 위에 베어링 하우징 내부에 떠 있습니다. 이는 작동 중 금속 간 접촉이 전혀 없음을 의미합니다. 이는 사소한 디자인 조정이 아니며 기계의 성능 프로필을 근본적으로 변경합니다.

에어 서스펜션(공기역학적 베어링) 기술의 작동 원리

핵심 원리는 간단합니다. 샤프트가 정밀 가공된 포일 베어링 내부에서 매우 빠른 속도로 회전할 때 샤프트와 베어링 표면 사이에 자립형 공기 쐐기가 생성됩니다. 이 웨지는 외부 윤활 시스템 없이 로터의 전체 방사형 및 축방향 하중을 지원합니다.

관련된 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

포일 베어링: 공기막을 수용하기 위해 약간 구부러지는 유연한 금속 호일 스트립으로 인해 샤프트가 작동 속도에서 안정적으로 떠오를 수 있습니다.
고속 임펠러: 일반적으로 20,000~80,000RPM으로 회전하는 단일 단계 또는 다단계 원심 임펠러입니다.
영구 자석 모터: 기어박스 없이 임펠러를 직접 구동하여 기계적 손실과 발열을 줄입니다.
가변 주파수 드라이브(VFD): 실제 공기 수요에 맞게 회전 속도를 제어하여 정확한 유량 조절이 가능합니다.

시동 및 종료 중에(샤프트 속도가 너무 낮아 전체 공기막을 생성할 수 없는 경우) 호일 표면이 잠깐 접촉합니다. 이러한 과도 상태를 손상 없이 처리하기 위해 건식 윤활제(일반적으로 PTFE 기반)로 코팅되어 있습니다.

에어 서스펜션 블로어와 기타 블로어 유형 비교

송풍기 기술 중에서 선택하려면 장비 수명 동안 효율성, 유지 관리 요구 사항 및 총 소유 비용을 비교해야 합니다. 아래 표에는 에어 서스펜션 블로어를 가장 일반적인 두 가지 대안과 비교하는 방법이 요약되어 있습니다.

에어 서스펜션 블로어와 루츠 로브 및 자기 베어링 블로어 유형 비교
특징	에어 서스펜션 송풍기	루츠(엽) 송풍기	자기 베어링 송풍기
베어링 종류	공기 역학적 포일	오일 윤활 압연	활성 전자기
윤활 필요	없음	예(기름)	없음
일반적인 효율성(전선-공기)	70~80%	55~65%	72~82%
소음 수준	낮음(70~80dB)	높음(85~95dB)	낮음(70~80dB)
복잡성 제어	낮음	낮음	높음(활성 제어 필요)
선불 비용	중간~높음	낮음	높음
유지보수 간격	>40,000시간	2,000~4,000시간	>40,000시간

에어 서스펜션과 자기 베어링 블로어의 주요 차이점은 제어 복잡성입니다. 자기 베어링 시스템은 항상 샤프트 위치를 유지하기 위해 능동형 전자 제어가 필요합니다. 적절한 백업 없이 정전이 발생하면 장치가 손상될 수 있습니다. 에어 서스펜션 베어링은 수동적이고 자체 안정화되므로 정상 작동 중에 공기막을 유지하기 위한 제어력이 필요하지 않습니다.

평가할 주요 성능 사양

에어 서스펜션 블로어를 선택할 때 다음 사양에 따라 해당 장치가 귀하의 응용 분야에 적합한지 여부가 직접적으로 결정됩니다.

유량 및 압력 범위

시중에서 판매되는 대부분의 에어 서스펜션 블로어는 유량 범위가 다음과 같습니다. 500~30,000Nm³/h 그리고 최대 토출 압력 1.0바(g) . 폐수 통기용 장치는 일반적으로 0.4~0.7bar(g)에서 작동하는 반면, 공압 이송 시스템에는 더 높은 범위가 필요할 수 있습니다. 항상 공기 공급 조건뿐만 아니라 실제 작동 압력에서 필요한 유량을 확인하십시오.

턴다운 비율

VFD 속도 제어 덕분에 에어 서스펜션 블로어는 일반적으로 턴다운 비율 40~100% 정격 용량의. 이는 낮과 밤 주기에 따라 산소 요구량이 크게 달라지는 폐수 처리장에 매우 중요합니다. 고정 속도 모터가 장착된 루츠 송풍기는 에너지를 낭비하는 스로틀링 없이는 이러한 유연성을 충족할 수 없습니다.

전선 대 공중 효율성

이 지표는 모터, VFD 및 임펠러 손실을 포함하여 전기 입력부터 전달된 공기 출력까지 전체 시스템 효율성을 포착합니다. 잘 설계된 에어 서스펜션 블로어는 다음과 같은 이점을 제공합니다. 75~80%의 전선 대 공기 효율 , 기존 루츠 송풍기의 경우 55~65%인 것과 비교됩니다. 연간 8,000시간을 실행하는 200kW 장치에서 이 격차는 대략 다음과 같습니다. 연간 에너지 절감액 $24,000~$32,000 ($0.12/kWh).

입구 공기 온도 감도

에어 서스펜션 베어링은 필름 생성을 위해 공기 점도에 따라 달라집니다. 매우 높은 입구 온도(60°C 이상)에서는 필름 안정성이 저하될 수 있습니다. 대부분의 제조업체는 최대 연속 입구 온도를 다음과 같이 지정합니다. 50~60°C . 더운 기후나 열원 근처의 실내 설치에서는 이 제한을 확인하고 필요한 경우 입구 냉각을 고려하십시오.

주요 애플리케이션

에어 서스펜션 블로어는 보편적인 솔루션은 아니지만 다음과 같은 특정 고부가가치 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘합니다.

도시 폐수 폭기: 전 세계적으로 가장 큰 단일 애플리케이션입니다. 폭기는 처리장 에너지 비용의 50~70%를 차지하므로 에어 서스펜션 송풍기의 효율성 이점은 운영 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
산업 폐수 처리: 생물학적 처리 단계를 갖춘 식품 및 음료, 제약 및 화학 공장은 깨끗하고 오일이 없는 공기 배출의 이점을 얻습니다.
공압 이송(희석 단계): 오일 오염이 제품 품질 문제가 될 수 있는 분말 및 과립의 저중압 이송에 적합합니다.
발효 및 바이오가스: 오일 윤활 장비와 관련된 오염 위험 없이 생물반응기에 깨끗한 공정 공기를 제공합니다.
배연 탈황: 지속적이고 안정적인 공기 공급이 중요한 발전소 배출 제어 시스템에 사용됩니다.

유지 관리 요구 사항 및 실제 신뢰성

에어 서스펜션 블로어의 가장 강력한 판매 포인트 중 하나는 유지 관리 부담이 매우 낮다는 것입니다. 오일 시스템, 기어박스, 롤링 요소 베어링이 없기 때문에 예정된 유지 관리 작업 목록이 짧습니다.

흡입구 공기 필터 교체 - 주변 공기 질에 따라 일반적으로 2,000~4,000시간마다
진동 및 온도 모니터링 - 일반적으로 송풍기의 온보드 컨트롤러에 통합되어 있습니다.
VFD 검사 및 냉각 덕트 청소 - 매년 또는 VFD 제조업체 일정에 따라
포일 베어링 검사 - 제조업체는 일반적으로 40,000시간에 첫 번째 검사를 권장합니다.

폐수 처리장 설치의 실제 신뢰성 데이터는 이러한 주장을 뒷받침합니다. 유럽의 한 도시 치료 시설에서 실시한 2021년 사례 연구에서 보고됨 99.4% 가용성 5년 동안 8개의 에어 서스펜션 블로어 전체에서 베어링 교체가 전혀 발생하지 않았습니다. 이는 18~24개월마다 베어링과 씰을 교체해야 했던 동일한 시설의 루츠 송풍기와 비교하면 유리합니다.

제한 사항 및 에어 서스펜션 블로어가 올바른 선택이 아닌 경우

장점에도 불구하고 에어 서스펜션 블로워가 항상 최적의 선택은 아닙니다. 제약 조건을 지정하기 전에 다음 제약 조건을 고려하세요.

고압 애플리케이션: 대부분의 에어 서스펜션 블로워는 약 1.0bar(g)로 제한됩니다. 공정에 2~10bar(g)가 필요한 경우 스크류 압축기나 다단계 원심분리기가 더 적합합니다.
작은 흐름 요구 사항: 약 500Nm³/h 미만에서는 자본 비용 이점이 크게 줄어들며 사이드 채널 또는 재생 송풍기가 더 나은 가치를 제공할 수 있습니다.
먼지가 많거나 오염된 흡입 공기: 약 5mg/m3 이상의 미립자를 섭취하면 시간이 지남에 따라 포일 베어링 코팅이 부식될 수 있습니다. 고효율 입구 여과가 필수이므로 비용과 압력 강하가 추가됩니다.
투자 회수 기간이 짧고 예산이 제한된 프로젝트: 초기 비용은 동급의 루츠 송풍기보다 30-60% 더 높습니다. 에너지 절약을 통한 투자 회수 기간은 일반적으로 2~4년입니다. 이는 대부분의 시설에서 허용되지만 모든 조달 환경에서는 그렇지 않습니다.

에어 서스펜션 블로어를 올바르게 지정하는 방법

잘못된 사양은 현장 성능 문제의 가장 일반적인 원인입니다. 요구 사항을 정의할 때 다음 순서를 따르십시오.

정의 작동 조건에서의 실제 유량 (Nm³/h 또는 SCFM), 자유 항공 배송이 아님. 온도, 고도, 습도 보정을 고려하세요.
지정하다 최대 및 최소 요구 유량 장치의 턴다운 범위가 전체 작동 범위에 해당하는지 확인하십시오.
확인 필요한 토출 압력 모든 시스템 압력 강하(파이프 마찰, 디퓨저 배압, 필터 손실)를 포함합니다.
제공하다 입구 공기 상태 : 최대 온도, 최대 상대 습도 및 존재하는 오염 물질.
요청 전선 대 공기 효율 곡선 모든 제조업체가 좋아 보이는 정격 설계 지점뿐만 아니라 전체 흐름 범위에 걸쳐.
명확하게 하다 소음 요구 사항 설치 환경을 위해 측정 거리에 따라 달라지는 음압 레벨(LP)뿐만 아니라 음력 레벨(LW) 데이터도 요청하세요.