一種适合中小型污水處(chù)理廠(chǎng)的鼓風機設計
李淑勤
(丹麥(mài)霍威一特博有限公司上海代表處(chù)，上海)
我國自70年代起，投資興建瞭(le)一批污水處理設施及城市污水處理廠(chǎng)。改革開放特别是近幾年來，
伴随著(zhe)中國經濟的快速發展，在工業廢水治理和城市污水處理方面取得瞭(le)顯著進步。根據2003年統
計資料，到2003年底，全國已建設城市污水處(chù)理廠(chǎng)617座，其中二、三級污水處(chù)理廠(chǎng)約460座。
綜觀上述各污水處理廠(chǎng)，在污水處理工程實踐中，採(cǎi)用較多的城市污水處理工藝主要有：傳統
溝及其改進型。各工藝的特點(diǎn)及其對(duì)鼓風曝氣的要求見表1。
表1幾種典型污水處(chù)理工藝構成及曝氣設備(bèi)
污水處(chù)理技術商 主要去除目标 電(diàn)子受體 反應池流态組
典型曝氣設備(bèi) 固液分離(lí)
業性名稱(chēng) (工藝類型) 供給(gěi)方式 成及分布
常規(guī)活性污泥法 有機物 好氧 推流 底部鼓風(fēng)曝氣 二沉池
完全混合污泥法 有機(jī)物 好氧 完全混合 表面機(jī)械曝氣(qì) 二沉池
SBR 有機物及氮磷 厭氧／缺氧／好氧時間交替 完全混合 鼓風(fēng)曝氣 反應／沉澱(diàn)
厭氧／缺氧／好氧空間(jiān)及時(shí)
CASS 有機物及氮磷 完全混合 鼓風(fēng)曝氣 反應／沉澱(diàn)
間交替
常規(guī)A／O 有機物及磷 厭氧，好氧空間交替 推流 底部鼓風(fēng)曝氣 二沉池
厭氧／缺氧，好氧空間(jiān)交 推流爲(wèi)主，局部
常規(guī)A／A／O 有機物及氮磷 底部鼓風(fēng)曝氣 二沉池
替，内回流 完全混合
缺氧，厭氧／缺氧／好氧空間(jiān) 推流爲(wèi)主，局部
改良A／A／O 有機(jī)物及氮磷 底部鼓風(fēng)曝氣 二沉池
交替，内回流，進(jìn)水分流 完全混合
缺氧，厭氧，好氧空間(jiān)交 推流爲(wèi)主，局部
倒置AIAJO有機(jī)物及氮磷 底部鼓風(fēng)曝氣 二沉池
替，進(jìn)水分流 完全混合
好氧(或缺氧／好氧)時(shí)間(jiān)
UNn’ANK 有機物及氮 循環流串聯交替 鼓風(fēng)或機械曝氣 反應，沉澱(diàn)
交替
機械曝氣或加深
三溝(gōu)氧化溝(gōu) 有機物及氮 缺氧，好氧空間交替 循環流串聯交替 反應／沉澱(diàn)
溝形用底部曝氣
完全混合與循
厭氧池+氧化溝 有機物及氮磷 厭氧+缺氧／好氧 機械曝氣
鼓風(fēng)機(jī)基本類型和分析比較
1.單級高速離心式鼓風機：是把電動機的機械能轉變爲氣體壓力能的一種旋轉葉片機械，具有調節進風口導葉角度或變頻調速達到45～100%的風量調整範圍。在出口壓力變化不大的情況下,單級高速風機在設計工況點上運行時,其鼓風機效率比多級風機高約3%-5%,比羅茨風機效率高約15%-20%。單級風機由於(yú)其採(cǎi)用高速風機,不需多級傳動,在需風量較大的情況下,具有明顯的體積和重量優勢,但由於(yú)高速運轉噪音較大。單級高速離心風機在各類風機中屬於(yú)較高的類别，其結構複雜。技術含量高。其維修更換費用也較高，不利於(yú)降低成本。
2.多級低速離心式鼓風機：其工作原理與單級高速離心式鼓風機基本相同，區别在於多級低速風機是氣體通過多級串聯的葉輪經過幾級連續壓縮，獲得所需風量風壓。多級離心鼓風機由於其採用多級葉輪輸送介質，可滿足較高的出口壓力要求。但在出口流量很大的情況下，風機爲滿足出口壓力和流量，其體積和重量與單級高速離心風機相比，已不具備明顯優勢。因此，在風機出口流量大於300m3/min時多選擇單級高速離心式鼓風機。
3.羅茨鼓風機：羅茨鼓風機和電機通過皮帶連接，将本機體内的氣體由進氣腔内壓縮推送至排氣口後排出，達到鼓風的目的。根據羅茨鼓風機的出口壓力與流量的性能曲線，随著(zhe)出口壓力較大幅度變化的情況下。羅茨鼓風機流量隻作小幅度波動，由於其對變壓頭适應性強，更适合變液位系統窄幅調整風機風量。在恒壓工況狀态下效率比離心鼓風機低10%以上。在滿足小風量運行情況下，具有明顯的體積和重量優勢。羅茨鼓風機結構簡單、日常維護量小、維修及更換成本較低。故在城鎮小型污水處理廠中得到瞭(le)廣泛使用。
由此可看出，在日處理量低於(yú)3萬噸的小型污水處理廠來說，選擇羅茨鼓風機是較爲合适的。在日處理量3-10萬噸的污水處理廠來說，更多的就要考慮其風機性能、效率及調控方式的選擇瞭(le)。
上海錦工羅茨鼓風機性能穩定、質量精良、是值得信賴的羅茨鼓風機廠家。
我國經濟的發展帶動著(zhe)城市的快速發展，也給城市帶來瞭(le)一些污染。因此越來越多的污水處理部門開始建立起來，在污水處理工藝中，鼓風機是整個污水處理最主要的運行設備之一，因其具有極大的節能效果，通過對其進行節能改造，将會極錦工減少污水處理裝置的能源消耗。
一、羅茨鼓風(fēng)機的原理與特點(diǎn)
羅茨鼓風機在工作時的優點是具有很大的氣壓選擇範圍，能夠強行将氣體進行抽送，而且能夠保持氣體的品質，不會對其産生污染，結構簡單，維修和保養都很方便。同時它也具有一系列的問題，因爲工作時伴随著(zhe)氣體的壓縮和排放，因此其具有很大的工作噪音，同時由於(yú)其氣體密封性不夠良好，能源利用率低，所以其耗電量非常龐大。
羅茨鼓風機（用於原水池和生化池的配風需要，由於生産需要，鼓風機需要24小時運轉，因此採用瞭兩台鼓風機輪流工作的方法進行輪流使用較好。在實際運行過程中，羅茨風機中部分風量經旁路放空，而且鼓風機内部的密封性能不夠良好，經常會發生風量流走的現象，因此在能源上造成瞭極大的浪費，該現象帶來的直接後果是風量不穩定的突變，並(bìng)伴随著(zhe)大量的噪聲，根據實際的統計數據顯示，羅茨鼓風機的風量隻能達到額定的80%-90%,而消耗的電能比額定量多出20%-30%，因此對羅茨鼓風機進行節能改造勢在必行。
圖1 污水處(chù)理用羅茨鼓風(fēng)機
二、羅茨鼓風(fēng)機的變(biàn)頻改造與原理
根據羅茨鼓風機（的工作原理，調節其輸運氣體的壓力時，轉速保持不變，其實際的鼓風流量改變並(bìng)不明顯，效果並(bìng)不好，由於(yú)羅茨鼓風機的流量與其轉速成正比關系，因此在調節鼓風機的氣體流量時，最好的方法就是改變鼓風機的轉速，由於(yú)轉速的改變會帶來能量消耗的變化，因此可以明顯節省消耗的電能。然而在實際的鼓風機工作中轉子的轉動負載恒定，因此在衆多的轉速改變方法中，變頻方法最爲有效，具體優點爲機械特性最好，功率因素最優，節電效果最顯著，調節平滑，啓動電流小，因此最适宜採用。
對於(yú)實際的羅茨鼓風機工作時來講，其氣體流量的值並(bìng)不能夠達到理論預期，但是與理論流量成正比關系，因此可以認爲，羅茨鼓風機工作時其流量與轉子的轉動速度是成正比的。
由於(yú)羅茨鼓風機的轉速與功率成正比，因此其運轉時轉矩均保持不變(biàn)。
在使用變(biàn)頻來對羅茨鼓風機的轉速進行調節時，具體的做法是将工業的交流電源經過一系列的整流電路變(biàn)成直流電源，然後再通過一系列的正弦波脈寬調制方法将直流電再變(biàn)爲頻率可以進行調節，同時振幅也可以随之産(chǎn)生變(biàn)化的交流電源，因此通過該可變(biàn)電源爲羅茨鼓風機供電，将會靈活調節使用電源的頻率，繼而靈活改變(biàn)鼓風機的工作轉速。
圖2 污水處(chù)理廠(chǎng) （圖片來源網絡）
三、羅茨鼓風機的實際變(biàn)頻調(diào)速表現
爲瞭(le)便於(yú)對比，我們首先對其中一台羅茨鼓風機（進行瞭(le)變頻調速的測試，在對其進行瞭(le)一段時間的工作測試後，具有明顯的改變，一方面是在電能的消耗上，日耗電量大約從過去的444 千瓦時下降到現在的400千瓦時，實際節約瞭(le)10%左右，這樣下來每年可以爲分廠節約上萬元的經費開支，效果十分明顯，另一方面是引人瞭(le)變頻器以後，系統控制的穩定性也得到瞭(le)提高，通過電機運轉的反饋觀察可以随時瞭(le)解系統的運行狀況，鼓風機的轉速也更加穩定，同時帶來的結果就是設備運行更加平穩，使用壽命也随之延長，同時保養與維修的費用也随之降低,對整個系統都帶來瞭(le)衆多益處。
在污水處理裝置的羅茨鼓風機中引入變頻器，對鼓風機的轉速進行變頻調節，能夠爲污水處理廠帶來節能方面的改善，提高鼓風機的使用壽命，提高瞭(le)自動化程度，節省瞭(le)大量維修和保養的開支。另外，使用變頻器的節能改造消耗的财力物力都較小，而且能夠在短期内迅速收到成效，因此該方法值得在同類的工廠設備(bèi)節能改造工作中使用。
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羅茨鼓風(fēng)機(jī)在水泥行業中的應用：
1.立窯煅燒送風採(cǎi)用立窯煅燒水泥，具有熱耗低、投資少、效率高等特點。由於(yú)羅茨鼓風機具有硬排氣特性和壓力自适應性，因而在煅燒水泥送風得到廣泛的應用。對水泥立窯而言，由於(yú)窯内料層高度的變化，其所需風壓經常變化，窯内料層越高，所需風壓也越高，所需風量越大，而羅茨鼓風機的硬排氣特性能較好地滿足這種要求。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)在煉鐵與鑄造行業中的應用：
中小型煉鐵爐、沖天爐都需要羅茨鼓風機送風，它以其比高壓離心式通風機風壓高、性能穩定和使用可靠等優點而成爲冶金和鑄造廠(chǎng)的關鍵設備(bèi)。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)在化工行業中的應用：
在化工行業，羅茨鼓風機在硫酸廠(chǎng)用作輸送二氧化硫。在炸藥廠(chǎng)輸送硝煙氣體。輸送二氧化硫採(cǎi)用一般材質的羅茨鼓風機，輸送硝煙等強腐蝕性氣體時，可選用耐腐蝕不鏽鋼的羅茨鼓風機。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)在城市煤氣工業中的應用：
随著(zhe)城市建設的發展，煤氣管道逐步進入千家萬戶，羅獲鼓風機以其壓力兩、氣密性能好等特點，可滿足各場(chǎng)合應用。
羅茨鼓風(fēng)機在污水處(chù)理行業中的應用：
羅茨鼓風機用於(yú)污水處理廠是爲生化反應充氧。在選用風機時，風壓取決於(yú)水深、管道阻力和水的粘度，風量取決於(yú)水的體積，對於(yú)小型污水處理設備(bèi)，羅茨鼓風機的升壓一般爲34.3-39.2kPa，流量爲10m'/min以下。但現在也有較大的風機用於(yú)污水處理，流量達到60m/min。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)在養殖行業中的應用：
窖:羅獲鼓風機以共風最大，壓力适宜和輸出氣體不含治行的優點，廣泛用於(yú)水産養殖行業，除瞭(le)可以增加水中溶解氧的含量之外，還可以加快水中某些有害物質的氧化分解，對淨化水質有重要作用。對於(yú)育蝦苗，每分鍾的送氣量應達到總水體積數的1.59%以上。壓力的選取，應根據:①水深；②輸氣管長度和粗細；③氣泡的局部損失。
一般情況(kuàng):1m水深:升壓(yā)19.6kPa；1~1.5m:升壓(yā)29.4kPa；1.5m以上:升壓(yā)39.2kPa。
羅茨鼓風(fēng)機電(diàn)力行業中的應用：
大型火力發電廠應用羅茨鼓風機，主要是30萬kW火力發電機組，採(cǎi)用負壓除灰中灰鬥氣化風機和灰庫氣化風機，風機将灰浮騰，增加流動性。一般灰鬥氣化風機性能參(cān)數爲:升壓68.6kPa左右;流量5~8m'/min。
電(diàn)廠(chǎng)用羅茨鼓風機另一個作用是負壓吸收煤粉清潔衛生用，現在應用的型号多爲L63LD,流量40~70m'/min,升壓49.0kPa左右。
關鍵詞(cí):羅茨風(fēng)機羅茨鼓風(fēng)機
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