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羅茨風(fēng)機變頻節(jié)能改造方法實例能耗對比：
原標(biāo)題：曝氣羅茨鼓風(fēng)機節(jié)能技術(shù)
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機、水冷羅茨風(fēng)機、油驅(qū)羅茨風(fēng)機、低噪音羅茨風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。
羅茨風(fēng)機是污水處理曝氣池中最主要也是最重要的機電設(shè)備。羅茨風(fēng)機的工作能耗占整個污水處理環(huán)節(jié)能耗的比例較大。隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，污水處理需求量增加，使得羅茨風(fēng)機的應(yīng)用擴大，產(chǎn)生的能耗也隨之加大。為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，同時也為了降低污水處理的成本，羅茨風(fēng)機的節(jié)能技術(shù)顯得尤為重要。目前，變頻改造，使用節(jié)能馬達(dá)、軟啟節(jié)能、預(yù)測控制等方法是羅茨風(fēng)機節(jié)能的主要技術(shù)。
曝氣羅茨風(fēng)機主要是由機殼、葉輪、墻板以及進(jìn)出口消聲器構(gòu)成，其中機殼主要是作為支撐與固定的作用，墻板是用來連接機殼與葉輪的作用，支撐葉輪的旋轉(zhuǎn)，而葉輪主要是羅茨風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)部分，具有噪聲小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點，而其中消聲器用于降低羅茨風(fēng)機的噪音。
羅茨風(fēng)機是容積式風(fēng)機的一種，主要是采用漸開線的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且風(fēng)機中的三個葉片完全相同，旋轉(zhuǎn)的過程中能夠保持一定的極小間隙，從而導(dǎo)致進(jìn)氣口呈現(xiàn)真空狀態(tài)，葉片與墻板、機殼形成一個密封腔，能夠形成連續(xù)工作。
按照工作方式的不同可以將羅茨風(fēng)機分為單級和雙級風(fēng)機，將兩臺單級鼓風(fēng)機串聯(lián)起來，對氣體連續(xù)進(jìn)行兩次壓縮的鼓風(fēng)機我們稱之為雙級鼓風(fēng)機。按葉輪頭數(shù)可以分為兩葉羅茨鼓風(fēng)機和三葉羅茨鼓風(fēng)機；按照介質(zhì)種類可以分為煤氣鼓風(fēng)機、二氧化硫鼓風(fēng)機等；按用途可以分為立窯鼓風(fēng)機、曝氣鼓風(fēng)機等；按照結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒘_茨風(fēng)機分為立式鼓風(fēng)機、豎軸式鼓風(fēng)機、臥式鼓風(fēng)機、密集成組鼓風(fēng)機等。 為了做好羅茨風(fēng)機維修與保養(yǎng)，將羅茨風(fēng)機安裝在適宜的場所，避免將風(fēng)機安裝在經(jīng)常有人出入、易產(chǎn)生腐蝕性氣體等場所，而且周邊的排氣口留有適當(dāng)?shù)目臻g，室外應(yīng)該設(shè)置防雨棚，而且需要采用排氣扇做好降溫措施。
羅茨風(fēng)機的風(fēng)壓不受風(fēng)機限制，但是風(fēng)量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速成正比，因此采用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的方式，能夠具有更高的功率以及節(jié)電率，因此在羅茨風(fēng)機的運行過程中，對羅茨風(fēng)機進(jìn)行技術(shù)改造，改變以調(diào)節(jié)閥門開度的方式調(diào)節(jié)風(fēng)量等生產(chǎn)方式，能夠有效的降低勞動強度和能源消耗，為了做好羅茨風(fēng)機的節(jié)能改造，可以采用節(jié)能馬達(dá)、軟啟節(jié)能、預(yù)測控制以及變頻技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能。
采用變頻節(jié)能技術(shù)，是采用電力半導(dǎo)體器件的方式，通過智能控制，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。在羅茨風(fēng)機中采用變頻的節(jié)能方式，因為羅茨風(fēng)機的風(fēng)量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速成正比，因此采用變頻節(jié)能的方式，能夠降低風(fēng)機的耗電量。傳統(tǒng)的羅茨風(fēng)機主要是采用控制排風(fēng)量的方式控制輸出流量，因此采用變頻技術(shù)能夠降低羅茨風(fēng)機的運行轉(zhuǎn)速，從而減少電能。采用羅茨風(fēng)機節(jié)能技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)軟啟動、軟停止，使羅茨風(fēng)機的運行更加穩(wěn)定，從而減少機械磨損，延長羅茨風(fēng)機以及電機的使用壽命。而且變頻技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)全自動控制，實現(xiàn)智能控制。
羅茨風(fēng)機變頻改造是當(dāng)前羅茨風(fēng)機的節(jié)能的主要技術(shù)，根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機的負(fù)載特性，采用變頻器對羅茨風(fēng)機進(jìn)行變頻控制，并且人工給定信號進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器自動增加或減少電機運行頻率，在保證生產(chǎn)的情況下，實現(xiàn)變頻節(jié)能。通過變頻改造，能夠提升節(jié)能效率，減少維修費用并且節(jié)省勞動力。
馬達(dá)節(jié)能是采用高效節(jié)能電機的方式進(jìn)行節(jié)能，采用高效電機節(jié)能的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)直接啟動以及變頻器調(diào)速，而且起到節(jié)約能源，降低長期運行成本的效果，從而能夠提升4%左右的節(jié)能效率。在羅茨風(fēng)機中采用節(jié)能馬達(dá)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，采用稀土永磁高效節(jié)能電機，電機功率因數(shù)高于0.90，具有電機電流小，延長系統(tǒng)整體運行壽命的效果，能夠提升節(jié)能效果。在羅茨風(fēng)機中采用節(jié)能馬達(dá)技術(shù)，能夠減少人工成本，實現(xiàn)自動控制，并且達(dá)到節(jié)能的目的。
預(yù)測控制是近年發(fā)展起來的新型計算機控制算法，預(yù)測控制是一種智能控制技術(shù)，采用持續(xù)優(yōu)化和反饋校正的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制。在羅茨風(fēng)機中采用預(yù)測控制技術(shù)，采用智能化控制，對羅茨風(fēng)機的轉(zhuǎn)速以及負(fù)載進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)節(jié)能。采用預(yù)測控制的方式，能夠?qū)α_茨風(fēng)機的運行進(jìn)行有效的控制，實現(xiàn)精確的控制，對于羅茨風(fēng)機的節(jié)能具有重要的意義。由于預(yù)測控制具有適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)過程控制的特點，所以預(yù)測控制具有強大的生命力?？梢灶A(yù)言，隨著預(yù)測控制在理論和應(yīng)用兩方面的不斷發(fā)展和完善，它必將在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮出越來越大的作用，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用的前景。
曝氣羅茨風(fēng)機在當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展中具有重要的意義，對于污水處理而言，采用有效的方式做好曝氣羅茨風(fēng)機節(jié)能，能夠節(jié)省電能。在羅茨風(fēng)機運行中，采用變頻節(jié)能技術(shù)、節(jié)能馬達(dá)技術(shù)以及預(yù)測控制的方式，能夠滿足工藝的要求，同時能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的，采用有效的節(jié)能技術(shù)，能夠降低噪聲，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，降低維修費用，控制企業(yè)的運行成本。在污水處理行業(yè)廣泛的應(yīng)用羅茨風(fēng)機節(jié)能技術(shù)，能夠取得顯著的節(jié)能效果，對于污水處理行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
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污水處理工藝中，羅茨鼓風(fēng)機是曝氣池不可或缺的設(shè)備之一。羅茨風(fēng)機通過管道壓縮空氣送入曝氣池，使空氣中的氧氣溶解在污水中，供給活性污水中的微生物。噪音大小也是污水處理曝氣中人們比較關(guān)注的問題，下面我們來大體說下此類問題及其解決方法。
風(fēng)機的噪聲問題：
羅茨鼓風(fēng)機屬于容積式壓風(fēng)機。它是通過相互垂直嚙合的腰形漸開線葉輪相對地按一定速度旋轉(zhuǎn)而達(dá)到輸送氣體的目的，它的特點在于所輸氣體的流量為一常量。缺點是在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生一些噪聲。
羅茨風(fēng)機噪聲分為是機械噪聲和空氣動力噪聲，機械噪聲是隨著風(fēng)機的構(gòu)造類型和葉輪的圓周速度而變化。其空氣動力噪聲，隨著葉輪直徑和圓周速度而變化。當(dāng)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速增加時，空氣動力噪聲的增長要比機械噪聲快得多。
當(dāng)風(fēng)機葉輪的圓周速度超過一定的數(shù)值，空氣動力噪聲即成為優(yōu)勢。而在不能改變風(fēng)機葉輪尺寸的情況下，采用變頻傳動技術(shù)，使電機工作電流頻率低于原工作電流頻率，其圓周速度相應(yīng)的就降低了，即風(fēng)機的轉(zhuǎn)速降低，相應(yīng)的空氣動力噪聲也降低。
調(diào)速節(jié)能中應(yīng)注意的問題：
（1）風(fēng)機的轉(zhuǎn)速范圍。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速40％～50％，風(fēng)機的效率將明顯下降。鼓風(fēng)機的速度變化范圍不宜過大，通常轉(zhuǎn)速不小于額定轉(zhuǎn)速的50％。一般調(diào)速范圍在70％～80％之間為宜 。
?。?）電機不能在低速下長期運行。
?。?）運行過程中速度不能太低，要適當(dāng)?shù)陌逊派㈤y門開度打開點，適量放散，羅茨風(fēng)機電機溫度都不高，運行比較良好。
最后但同樣重要，要做好羅茨風(fēng)機的日常保養(yǎng)工作，可延錦工機的壽命。在污水曝氣工藝中，對噪音要求比較高的情況下，可增設(shè)風(fēng)機房，但是要注意通風(fēng)，污水曝氣時水位往往會高，壓力會比較大，會產(chǎn)生許多熱量。
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原標(biāo)題：生化池羅茨風(fēng)機鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速的PID控制節(jié)能途徑
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認(rèn)可。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
羅茨鼓風(fēng)機曝氣系統(tǒng)的電耗一般占污水處理系統(tǒng)電耗的40%～60%，是污水處理節(jié)能的關(guān)鍵。最根本的節(jié)能措施是提高曝氣控制效率，降低氧的浪費，減小風(fēng)量。最顯著的節(jié)能方法是羅茨鼓風(fēng)機氣量控制節(jié)能，即供氣供氧設(shè)備采用羅茨鼓風(fēng)機變頻控制，在PID自動控制下直到溶解氧（DO）濃度穩(wěn)定在設(shè)定值，可解決兩方面問題：第一，溶解氧濃度太低污水不能達(dá)標(biāo)；第二，溶解氧濃度太高，不僅浪費電能還可能使活性污泥上浮使出水也不能達(dá)標(biāo)。根據(jù)鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)應(yīng)用在桂林市排水工程管理處北沖污水處理廠污水處理工藝中的良好效果，分析了其系統(tǒng)的控制，對提高污水處理的節(jié)能和穩(wěn)定性有一定的實用性。
1 工程概況1.1 自控概況北沖污水處理廠坐落于桂林市西北面，2003年8月開始擴建，新廠區(qū)占地面積38畝，于2005年4月開始試運行，設(shè)計日處理能力為3萬t，目前實際進(jìn)廠污水量為2.5萬t/日，均達(dá)標(biāo)處理，其進(jìn)水以生活污水為主。采用A2/O活性污泥法處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B類標(biāo)準(zhǔn)。廠內(nèi)自動化控制系統(tǒng)由就地控制層、現(xiàn)場PLC控制層和中央監(jiān)控層組成；控制網(wǎng)絡(luò)為監(jiān)控通信光纖工業(yè)以太網(wǎng)。PLC控制系統(tǒng)采用西門子SIMETIC S7-300系列可編程控制系統(tǒng)。各現(xiàn)場控制站分布在各工藝段，與中控室監(jiān)控計算機通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸。中心控制室對污水處理工藝參數(shù)采集、顯示、修改、設(shè)置和管理，對廠區(qū)內(nèi)被控設(shè)備運行狀態(tài)檢測、顯示，中控室監(jiān)控計算機通過工業(yè)以太網(wǎng)，與各現(xiàn)場PLC控制站交換數(shù)據(jù)、采集信息，遙控和管理各現(xiàn)場PLC控制站內(nèi)的機電設(shè)備，并按工藝要求實現(xiàn)對其控制。操作人員可在中心控制室完成集中監(jiān)控、報警處理、事件處理、報表打印、設(shè)備運行能耗管理、單位水量處理成本等工作，實時監(jiān)視、控制整個污水處理工藝流程的運行工況。1.2 污水處理工藝及工藝流程圖北沖污水處理廠采用A2/O活性污泥法處理工藝，具有除磷脫氮功能，采用微孔鼓風(fēng)曝氣，安裝有高度自動化控制系統(tǒng)及各類檢測設(shè)備和儀表，剩余污泥采用離心脫水干化后外運，尾水消毒采用紫外消毒工藝，同時建設(shè)有強化除磷加藥車間用于穩(wěn)定除磷效果，處理后的出水排入江體。
2 A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)2.1 系統(tǒng)功能北沖污水處理廠A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻PID控制系統(tǒng)設(shè)計考慮如下兩點：第一，曝氣池所需風(fēng)量的變化與水質(zhì)和水量相關(guān)，而水質(zhì)和水量有一定規(guī)律，變化較小，而且A2/O工藝的曝氣池水位基本上保持不變。因為送風(fēng)管壓力變化較小，羅茨風(fēng)機具有恒轉(zhuǎn)矩輸出的特性，流量和轉(zhuǎn)速成正比例的關(guān)系，軸功率和轉(zhuǎn)速也成正比例關(guān)系，與離心風(fēng)機相比較在控制上更容易把握，所以選用節(jié)能、靈活的帶變頻調(diào)速的羅茨鼓風(fēng)機。第二，用變頻器改變交流電機的轉(zhuǎn)速方式控制羅茨風(fēng)機流量，大幅度減少了用管道調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)空氣流量的機械方式所造成的能量損耗，不會產(chǎn)生附加壓力損失，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0%～100%，調(diào)節(jié)范圍寬，處于低負(fù)荷下運行，可延長設(shè)備使用壽命，節(jié)能效果顯著。第三，鼓風(fēng)曝氣是一種閉環(huán)調(diào)節(jié)的自動控制模式，根據(jù)溶解氧的偏差來調(diào)整鼓風(fēng)機流量，這種模式可以實現(xiàn)關(guān)于水質(zhì)、水量的最優(yōu)控制，曝氣效果最佳，節(jié)能的效果最顯著。2.2 系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)由以下設(shè)備構(gòu)成：主送風(fēng)管路裝設(shè)空氣流量計、壓力計、信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。曝氣池上根據(jù)氧的理論分布安裝溶解氧檢測儀，信號上傳至曝氣系統(tǒng)的控制裝置。每臺鼓風(fēng)機配備一套無速度反饋的U/f可調(diào)的變頻器，變頻器具備PI調(diào)節(jié)功能模塊，反饋控制信號可下傳至變頻器。曝氣系統(tǒng)的控制裝置采用PLC（可編程邏輯控制器）和相應(yīng)的HMI（人機界面），PLC具有PID操作指令，并配有全面、安全的輸入輸出接口，信號通過現(xiàn)場站PLC的模塊進(jìn)行采集后，通過全廠光纖網(wǎng)絡(luò)送至中心控制室，中心控制室通過工業(yè)以太網(wǎng)對現(xiàn)場PLC控制站采集到的信號數(shù)據(jù)，生成工藝監(jiān)控實時畫面，作為人機操作界面，供操作管理人員實時監(jiān)控和管理整個污水處理工藝流程。HMI通過文字和圖形動態(tài)地反映在線數(shù)據(jù)，如空氣流量、溶解氧值、壓力、頻率、電流以及設(shè)備狀態(tài)等，操作人員可以進(jìn)行即時的參數(shù)修改、分布操作或模式選擇。曝氣系統(tǒng)的PLC是污水處理廠自控系統(tǒng)的組成部分，與中央控制室的上位計算機實現(xiàn)通信。2.3 系統(tǒng)控制2.3.1 羅茨鼓風(fēng)機的控制PLC采集每套鼓風(fēng)機的手動/自動位置、運行狀態(tài)、故障信號；總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺鼓風(fēng)機的頻率、電流等；同時給出鼓風(fēng)機的啟停指令。PLC記錄每臺羅茨鼓風(fēng)機的當(dāng)前運行時間和累計運行時間，時間以小時進(jìn)行記錄。中控室監(jiān)控計算機畫面上每臺羅茨風(fēng)機設(shè)置遙控/自動轉(zhuǎn)換按鈕。操作人員可以通過鼠標(biāo)在中控室監(jiān)控計算機對鼓風(fēng)機進(jìn)行手動啟停控制。中控室監(jiān)控計算機實時顯示總出風(fēng)管風(fēng)壓值、總出風(fēng)管風(fēng)量值、每臺羅茨鼓風(fēng)機的頻率、電流等，每臺羅茨鼓風(fēng)機的當(dāng)前運行時間和累計運行時間。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機出現(xiàn)故障信號時，停止運行或禁止啟動鼓風(fēng)機。2.3.2 溶解氧（DO）控制點擊中控室監(jiān)控計算機羅茨鼓風(fēng)機圖標(biāo)，可進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機控制畫面，羅茨鼓風(fēng)機的控制根據(jù)污水在生化池上出口的溶解氧濃度的溶解氧（DO）值保持在某一設(shè)定值（如2 mg/l）（或也可根據(jù)ORP來調(diào)節(jié)），都可根據(jù)按鈕來選擇，DO控制主要參數(shù)和PID控制參數(shù)都可在上位機設(shè)定。在實際控制中，羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量設(shè)定值為工藝?yán)碚撝?，這一值經(jīng)溶解氧反饋信號比較后，根據(jù)偏差實時調(diào)節(jié)風(fēng)量的增減，最終使污水溶解氧值穩(wěn)定在設(shè)定值（也可根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)的變化等實際情況不斷調(diào)整）。在上方的趨勢圖中可看到實際值和設(shè)定的值的曲線，進(jìn)而可方便的調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，使鼓風(fēng)機的效率、出水水質(zhì)達(dá)到最優(yōu)化，畫面如圖2所示。3 系統(tǒng)效應(yīng)降低電耗：系統(tǒng)能降低污水處理廠曝氣系統(tǒng)能耗15%～40%；污水處理廠出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)：通過實時監(jiān)測滿足排放要求；增加污水處理廠的處理量：系統(tǒng)對處理工藝進(jìn)行優(yōu)化后，可評估污水處理廠的處理量；提高污水處理工藝可控性及穩(wěn)定性：在曝氣量和水量足夠的情況下，DO設(shè)置值和PID控制動態(tài)調(diào)整，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；預(yù)警和工藝幫助：系統(tǒng)能依據(jù)數(shù)據(jù)來判斷污水處理廠的工藝何時需調(diào)整。4 結(jié) 語經(jīng)過幾年的使用，A2/O生化池鼓風(fēng)曝氣變頻調(diào)速PID控制系統(tǒng)在我廠運行至今系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水處理效果好，提高了勞動生產(chǎn)率，有良好的節(jié)能效果，強化了自動化管理。
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在城市污水處理廠，鼓風(fēng)曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風(fēng)機在節(jié)約運行成本中占著至關(guān)重要的作用。
好氧池曝氣常用的風(fēng)機有四類：羅茨鼓風(fēng)機、多級離心風(fēng)機、單級高速離心風(fēng)機和磁(空氣)懸浮風(fēng)機。
1、羅茨鼓風(fēng)機
羅茨鼓風(fēng)機目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風(fēng)機屬于容積式風(fēng)機，其特點是在最高設(shè)計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風(fēng)機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，羅茨風(fēng)機風(fēng)量受壓力變化影響小。當(dāng)曝氣池液位變化時，鼓風(fēng)量基本不變。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：羅茨風(fēng)機風(fēng)量受轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓可以維持。
2、多級離心風(fēng)機
離心鼓風(fēng)機是電機帶動風(fēng)機葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負(fù)壓吸入，達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達(dá)到升壓要求，稱為多級離心風(fēng)機。多級離心風(fēng)機典型的性能曲線如下：
從性能曲線可知，多級離心風(fēng)機隨風(fēng)壓變化流量變化較大。當(dāng)曝氣池液位變化時，鼓風(fēng)量會有變化。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：多級離心風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)可通過變頻進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓會相應(yīng)降低，變頻范圍受到一定限制。
3、單級高速離心風(fēng)機
單級高速離心風(fēng)機指提高風(fēng)機轉(zhuǎn)速，通過單級離心即可達(dá)到工藝的升壓要求。單級高速離心風(fēng)機風(fēng)量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風(fēng)機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，單級高速離心風(fēng)機隨風(fēng)壓變化流量變化非常大。當(dāng)曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風(fēng)量變化會較大。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：單級高速離心風(fēng)機可通過進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)整，風(fēng)量調(diào)整時不影響風(fēng)壓，同時可以降低風(fēng)機軸功率，達(dá)到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風(fēng)壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風(fēng)機一般不用變頻調(diào)節(jié)風(fēng)量。
4、磁(空氣)懸浮風(fēng)機
磁(空氣)懸浮離心風(fēng)機是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)整風(fēng)量。懸浮離心風(fēng)機由于摩擦力小，風(fēng)機效率會更高。
磁(空氣)懸浮風(fēng)機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風(fēng)機類似。
不同的曝氣風(fēng)機有著不同的適用范圍，羅茨風(fēng)機、多級離心風(fēng)機和單級高速離心風(fēng)機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風(fēng)機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風(fēng)機在高流量范圍。羅茨風(fēng)機：1~100m3/min;多級離心風(fēng)機：20~400m3/min;單級高速離心風(fēng)機：40~1000m3/min。
三種風(fēng)機的流量與功率的比較見下圖。
從上圖中可知，在風(fēng)機的效率方面單級高速離心風(fēng)機最高，多級離心風(fēng)機其次，羅茨風(fēng)機最低。同樣的供風(fēng)量，羅茨風(fēng)機能耗最高，單級高速離心風(fēng)機能耗最低。
從設(shè)備采購成本看，羅茨風(fēng)機成本最低，多級離心風(fēng)機居中，單級高速離心風(fēng)機最高。綜合考慮能耗、設(shè)備采購及運行維護(hù)費用等因素，三種風(fēng)機的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中，羅茨風(fēng)機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風(fēng)機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風(fēng)機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風(fēng)機。
在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風(fēng)機性價比較好，高流量時，單級高速離心風(fēng)機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護(hù)方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風(fēng)機相對于其他三種鼓風(fēng)機，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護(hù)復(fù)雜，目前應(yīng)用于現(xiàn)場環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔(dān)不起，隨著磁(空氣)懸浮風(fēng)機的國產(chǎn)化，以后成本會越來越親和！
1、按實際情況計算參數(shù)
在污水廠鼓風(fēng)機選型時，風(fēng)機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風(fēng)機在實際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風(fēng)機的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風(fēng)機的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機參數(shù)來選型。
2、出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風(fēng)機排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機本身，而是氣體由鼓風(fēng)機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風(fēng)機具有強制輸氣的特點。
鼓風(fēng)機銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機的額定排氣壓力。實際上，鼓風(fēng)機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風(fēng)機的壓力也就相應(yīng)升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風(fēng)機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定曝氣鼓風(fēng)機壓力時，只需要鼓風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所能達(dá)到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
3、鼓風(fēng)機空氣流量因素
在計算污水處理的需氧量時，其結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風(fēng)機的使用狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風(fēng)機所供應(yīng)的空氣容積流量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。
因此，必須計算出能供應(yīng)相同質(zhì)量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區(qū)使用時，環(huán)境大氣壓力也會發(fā)生變化，壓力比相應(yīng)升高，那么，羅茨鼓風(fēng)機的泄漏流量qvb則會增大，這將導(dǎo)致鼓風(fēng)機所供應(yīng)的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。
因此，設(shè)計時必須考慮使用條件發(fā)生變化時各種因素的影響，以保證風(fēng)機所供應(yīng)的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
4、注意冬季和夏季的區(qū)別
鼓風(fēng)機選型應(yīng)關(guān)注鼓風(fēng)機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風(fēng)機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。
鼓風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的，但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發(fā)生了變化，導(dǎo)致鼓風(fēng)機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風(fēng)機，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計算出鼓風(fēng)機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實際運行過程中，由于進(jìn)水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風(fēng)機的供氧量(FOR)在減少，這是設(shè)計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，供氧量、需氧量基本相當(dāng);在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風(fēng)機的供氧量(FOR)增大，此時，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風(fēng)機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。
因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設(shè)備進(jìn)行及時的調(diào)整，使鼓風(fēng)機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應(yīng)。對于羅茨鼓風(fēng)機來說，使用變頻器，通過改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供風(fēng)量是很經(jīng)濟(jì)實用的。結(jié)論同一臺鼓風(fēng)機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎氵M(jìn)行選型，否則有可能導(dǎo)致生化系統(tǒng)的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化，鼓風(fēng)機所供應(yīng)氧氣的質(zhì)量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應(yīng)采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。
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