QUẠT HÚT KHÍ THẢI TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ: VAI TRÒ VÀ LỰA CHỌN
Quạt hút khí thải đóng vai trò trung tâm trong mọi hệ thống xử lý khí thải, giúp duy trì áp lực âm ổn định, đảm bảo khí ô nhiễm được thu gom và đưa qua các thiết bị lọc. Lựa chọn đúng công suất, áp suất tĩnh, lưu lượng hút và độ ồn sẽ quyết định hiệu quả xử lý và độ bền hệ thống.
1. GIỚI THIỆU VAI TRÒ CỦA QUẠT HÚT KHÍ THẢI TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ
1.1 Vai trò trong vận hành hệ thống xử lý
Trong mọi dây chuyền xử lý khí, quạt hút khí thải tạo áp suất âm để hút dòng khí qua các thiết bị như cyclone, lọc túi vải, tháp hấp thụ hoặc buồng đốt.
Nếu thiếu quạt, dòng khí sẽ không đủ động lực vượt qua tổn thất áp suất của hệ thống (500–2500 Pa), gây giảm hiệu suất lọc.
Ngoài ra, quạt còn giúp duy trì lưu lượng ổn định (Q, m³/h), đảm bảo thời gian lưu khí đạt tiêu chuẩn xử lý.
1.2 Các chỉ số vận hành cơ bản
Để lựa chọn đúng quạt hút khí thải, cần xác định:
Áp suất tĩnh (Pa): bù tổn thất áp suất trên đường ống, van, thiết bị.
Lưu lượng hút (m³/h): theo tải khí thải phát sinh, có tính hệ số dự phòng 1.2–1.5.
Độ ồn (dB): thường từ 70–90 dB, cần giảm bằng ống tiêu âm hoặc vỏ cách âm.
Cấp bảo vệ IP: IP55–IP65 đảm bảo an toàn trong môi trường bụi, ẩm hoặc ăn mòn.
2. CÁC LOẠI QUẠT HÚT KHÍ THẢI TRONG XỬ LÝ CÔNG NGHIỆP
2.1 Quạt ly tâm
Loại phổ biến nhất trong hệ thống xử lý.
Ưu điểm: tạo áp suất tĩnh cao (800–3000 Pa), phù hợp cho đường ống dài và nhiều thiết bị.
Hiệu suất: 70–85%, có thể kết hợp biến tần để tiết kiệm điện.
Ứng dụng: nhà máy xi măng, luyện kim, xử lý rác thải.
2.2 Quạt hướng trục
Tạo lưu lượng hút lớn (5000–150000 m³/h) với áp suất tĩnh thấp hơn (200–800 Pa).
Ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt.
Ứng dụng: hệ thống thông gió bổ trợ, đường ống xả ngắn.
2.3 Quạt chịu ăn mòn
Dùng trong môi trường có HCl, SO₂, NH₃.
Vật liệu: nhựa FRP, PVC, PP hoặc thép phủ epoxy.
Cấp bảo vệ: IP ≥ 55, động cơ kín khí, trục bọc chống ăn mòn.
3. TIÊU CHÍ LỰA CHỌN QUẠT HÚT KHÍ THẢI
3.1 Công suất và hiệu suất năng lượng
Chọn quạt theo lưu lượng tối đa cộng 20–30% dự phòng.
Dùng động cơ IE3–IE4 tiết kiệm điện.
Tích hợp biến tần để điều chỉnh tốc độ khi tải thay đổi.
3.2 Tiêu chuẩn an toàn
Đảm bảo cấp bảo vệ IP thích hợp và chứng chỉ chống cháy nổ (ATEX) nếu xử lý VOCs.
Kiểm tra vật liệu chế tạo có khả năng chịu nhiệt (≤250°C) và chống ăn mòn.
3.3 Độ ồn và giải pháp giảm ồn
Nếu quạt phát sinh độ ồn >85 dB, cần thiết kế hộp tiêu âm và vỏ cách âm.
Bố trí quạt tại khu vực ít người qua lại hoặc trong phòng kỹ thuật riêng.
4. CÁC THƯƠNG HIỆU QUỐC TẾ VỀ QUẠT HÚT KHÍ THẢI
4.1 Phân khúc cao cấp – Howden (Anh)
Chuyên quạt ly tâm công suất lớn cho ngành năng lượng và luyện kim.
Ưu điểm: hiệu suất trên 85%, tuổi thọ trên 20 năm, tích hợp cảm biến rung động và nhiệt độ.
4.2 Phân khúc trung cấp – Greenheck (Mỹ)
Đa dạng quạt hướng trục và quạt ly tâm cho xử lý khí công nghiệp.
Đặc điểm: thiết kế mô-đun dễ bảo trì, cấp bảo vệ IP65, độ ồn thấp.
4.3 Phân khúc phổ thông – Kruger (Singapore)
Giải pháp tiết kiệm chi phí cho nhà máy vừa và nhỏ.
Ưu điểm: cấu hình linh hoạt, lưu lượng hút đến 80000 m³/h, dễ bảo trì.
5. TẠI SAO NÊN CHỌN ETEK
ETEK cung cấp giải pháp quạt hút khí thải toàn diện, từ thiết kế, lựa chọn thiết bị đến lắp đặt và bảo trì.
Chúng tôi có kinh nghiệm triển khai tại Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi với các dự án quy mô lớn.
ETEK cam kết:
Tư vấn chọn quạt theo tải thực tế và tiêu chuẩn quốc tế.
Thiết kế hệ thống tối ưu, giảm tổn thất áp và tiết kiệm điện.
Dịch vụ bảo trì 24/7, cung cấp linh kiện chính hãng, hỗ trợ kỹ thuật toàn diện.
6. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ QUẠT HÚT KHÍ THẢI
6.1 Các tiêu chuẩn quốc tế cần áp dụng
Để đảm bảo chất lượng và an toàn, quạt hút khí thải phải được thiết kế và chế tạo theo yêu cầu của hệ thống xử lý khí thải và các tiêu chuẩn:
ISO 5801: Kiểm tra đặc tính khí động học của quạt.
AMCA 210: Đo hiệu suất và lưu lượng hút quạt.
EN 12101-3: Tiêu chuẩn quạt chịu nhiệt cho hệ thống khói nóng.
IEC 60034: Tiêu chuẩn động cơ điện công nghiệp, đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng.
Nếu dùng cho môi trường dễ cháy nổ (VOCs), bắt buộc tuân theo ATEX hoặc IECEx.
6.2 Yêu cầu về cấp bảo vệ IP và vật liệu
Tùy điều kiện môi trường, cấp bảo vệ IP cần chọn từ IP55 đến IP66:
IP55: chống bụi và tia nước áp lực thấp, phù hợp môi trường khô.
IP65: chống bụi hoàn toàn và phun nước áp lực cao.
IP66: bảo vệ tối đa, dùng trong môi trường có hóa chất ăn mòn mạnh hoặc mưa hắt trực tiếp.
Vật liệu chế tạo: thép carbon sơn epoxy, inox 304/316 hoặc nhựa FRP cho môi trường axit mạnh.
7. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT QUẠT HÚT KHÍ THẢI
7.1 Xác định lưu lượng hút
Lưu lượng hút (Q) được tính bằng tổng lượng khí ô nhiễm phát sinh cộng hệ số dự phòng:
Q = (Q_phát sinh × K_dự phòng)
Trong đó K_dự phòng = 1.2–1.5 tùy mức dao động tải.
Ví dụ: Nhà máy sơn có phát sinh 40000 m³/h → chọn quạt có Q = 48000–60000 m³/h.
7.2 Tính áp suất tĩnh
Áp suất tĩnh (Pt) là tổng tổn thất áp qua thiết bị:
Pt = P_ống + P_bộ lọc + P_van + P_đặc biệt
Ví dụ: Đường ống dài 50m (500 Pa) + cyclone (1000 Pa) + lọc túi vải (1500 Pa) → Pt = 3000 Pa.
7.3 Công suất động cơ
Công suất quạt:
P = (Q × Pt) / (η × 3600)
Trong đó η là hiệu suất quạt (0.7–0.85).
Ví dụ: Với Q = 50000 m³/h, Pt = 2500 Pa, η = 0.8 → P ≈ 43 kW.
8. VÍ DỤ THỰC TẾ ỨNG DỤNG QUẠT HÚT KHÍ THẢI
8.1 Nhà máy xử lý rác thải
Khí chứa NH₃, H₂S, VOCs.
Dùng quạt ly tâm FRP, cấp bảo vệ IP65, công suất 75 kW, lưu lượng 90000 m³/h.
Kết hợp biến tần để điều chỉnh khi tải khí dao động.
8.2 Dây chuyền mạ điện
Khí chứa HCl, Cr⁶⁺.
Dùng quạt vật liệu PVC, áp suất tĩnh 1800 Pa, lưu lượng hút 30000 m³/h.
Trang bị ống tiêu âm để giảm độ ồn từ 88 xuống 78 dB.
8.3 Nhà máy xi măng
Khí chứa bụi mịn và SO₂.
Dùng quạt thép hợp kim chịu mài mòn, áp suất tĩnh 3500 Pa, lưu lượng 120000 m³/h.
Động cơ IE4 110 kW giúp tiết kiệm 12% điện năng.
9. LƯU Ý VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ QUẠT HÚT KHÍ THẢI
9.1 Kiểm tra định kỳ
Đo độ rung động, nhiệt độ ổ trục, điện áp động cơ mỗi tháng.
Vệ sinh cánh quạt để tránh giảm lưu lượng hút do bám bụi.
9.2 Bảo vệ an toàn
Lắp cảm biến rung, nhiệt độ và relay quá tải.
Nếu xử lý VOCs, cần bổ sung van chặn cháy và hệ thống phun CO₂ khi vượt LEL.
9.3 Giảm tiếng ồn
Bọc cách âm quạt hoặc đặt trong phòng kỹ thuật.
Sử dụng cánh quạt thiết kế khí động học để giảm độ ồn mà không giảm hiệu suất.
10. CÔNG NGHỆ QUẠT HÚT KHÍ THẢI HIỆN ĐẠI
10.1 Quạt hút tích hợp biến tần (VFD)
Ứng dụng biến tần giúp điều chỉnh tốc độ theo tải thực tế, tiết kiệm 15–30% điện năng.
Biến tần còn giúp giảm độ ồn khi vận hành ở tốc độ thấp, kéo dài tuổi thọ ổ trục và động cơ.
10.2 Quạt hiệu suất cao
Thiết kế cánh cong ngược (backward-curved) hoặc hỗn hợp (mixed-flow) tăng hiệu suất từ 75% lên 85%.
Tích hợp cảm biến đo lưu lượng hút và áp suất tĩnh tự động điều chỉnh để tránh quá tải.
10.3 Quạt hút thông minh
Ứng dụng IoT cho phép giám sát từ xa các chỉ số: rung động, nhiệt độ, điện năng tiêu thụ.
Cảnh báo sớm khi vượt ngưỡng, giúp giảm nguy cơ hỏng hóc đột ngột.
11. XU HƯỚNG THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH
11.1 Giảm tiếng ồn và rung động
Sử dụng vật liệu cách âm composite, thiết kế cánh quạt tối ưu dòng chảy.
Đệm chống rung giúp giảm biên độ dao động tới 40%, nâng cao tuổi thọ quạt.
11.2 Tiết kiệm năng lượng
Áp dụng động cơ IE4–IE5, tối ưu hóa áp suất tĩnh để không vượt quá nhu cầu thực tế.
Kết hợp với hệ thống hồi nhiệt trong đường ống để giảm tải cho quạt.
11.3 An toàn và chống cháy nổ
Trong hệ thống xử lý VOCs dễ cháy, bắt buộc dùng quạt chuẩn ATEX hoặc IECEx.
Trang bị van chặn lửa, cảm biến LEL và hệ thống phun CO₂ để giảm rủi ro cháy nổ.
12. KẾT LUẬN
Quạt hút khí thải là thiết bị không thể thiếu trong mọi hệ thống xử lý công nghiệp.
Việc lựa chọn đúng áp suất tĩnh, lưu lượng hút, cấp bảo vệ IP và giải pháp giảm độ ồn giúp nâng cao hiệu quả xử lý, tiết kiệm năng lượng và tăng tuổi thọ hệ thống.
Với năng lực thiết kế – thi công – bảo trì đạt chuẩn quốc tế, ETEK sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong việc xây dựng hệ thống xử lý khí hiện đại và bền vững.
Bài viết liên quan: