污水處理廠鼓風機房的作用_羅茨鼓風機

污水處理廠鼓風機房的作用：污水處理廠常用的幾種鼓風機性能特點及適用場合對比

　　作者簡介排版保留：馮旭初 1975.11、男、漢族，中專學歷，助理工程師，從1995年起長期從事污水處理設備管理和技術改造工作。

　　摘要對幾種污水處理廠常用的不同類型的鼓風機性能特點進行分析比較，結合污水處理廠運行的實例，總結不同種類風機的適用場合。

　　關鍵詞污水處理廠鼓風機性能適用

　　國內污水處理廠大部分采用的是生物曝氣工藝，鼓風機是該工藝的核心設備，而且鼓風機是整個污水廠能耗最大的設備，它的性能和運行經濟性，對污水處理廠的正常運作、長期效益起著重要作用。本文結合一些污水處理廠運行的實例，對幾種不同類型的鼓風機的性能特點、適用范圍進行了對比概括，可為新建、擴建污水處理項目設備選型作借鑒。

　　1、污水處理廠常用的風機種類

　　污水處理廠應用的風機種類主要有：羅茨鼓風機（一般為三葉羅茨鼓風機）、多級離心鼓風機、單級離心鼓風機和空氣懸浮鼓風機。

　　2、四種風機的性能對比

　　2.1風量調節

　　鼓風機的的風量調節有出口節流調節、進氣節流調節、進出口導葉組合調節和變頻調節等方式。出口節流調節是人為的加大管網阻力的調節方法，會使整個裝置效率大大下降。進氣節流調節通過改變進氣閥門的開度來改變風機性能曲線達到調節目的，此方法簡便易行并可節約能耗。進出口導葉組合調節是根據入口溫度、壓縮機內的差分壓力、要求的流量變化通過程序調節導流系統和擴散系統，使風機運行在最佳工況。變頻調節是通過變頻技術改變風機轉速從而改變風量的調節方式。

　　羅茨鼓風機一般采用出口節流調節，還可采用變頻控制，調節的范圍較廣。

　　多級離心鼓風機一般采用進氣節流調節，但調節效果不大理想。它也可采用先進的變頻調速技術，功耗基本上與流量同步減小。流量調節范圍在70-100%之間，調節范圍較窄。

　　單級離心鼓風機無法采用變頻調速，流量是采用進風導葉和出風導葉的組合調節。在恒速運轉下，空氣流量能連續向下調節至45%。

　　空氣懸浮離心鼓風機采用直流電機及調速控制系統，調節葉輪轉速，從而調節流量，流量可調范圍20-100%，范圍廣。

　　2.2效率

　　不管是何種風機，其效率都是相對的，在實際運行中不可能總是保持最高效率，任何外部增加的阻力（如閥門、管道彎頭、曝氣器阻力、水位變化等）都會使效率降低。所以要保持鼓風機高效率運行，和工藝流程設計、風機的合理選用是密不可分的。

　　在同等條件下，四種鼓風機中，空氣懸浮鼓風機的效率最高，它采用直流電機，電機效率可高達97。其余三種鼓風機，在流量較小時，羅茨鼓風機、多級離心鼓風機、單級離心鼓風機效率差異不是很顯著；中等流量以上，由于羅茨式轉速無法提高，效率較低，另兩種離心風機差距較小；大流量時，單級離心鼓風機效率最高。

　　一般來說，進口鼓風機的效率比同類型的國產風機效率要高一些。

　　2.3維護保養

　　羅茨鼓風機屬簡單的回轉機械，易于控制和維護；多級離心鼓風機轉速低，不需要復雜的潤滑系統，一般采用全風冷式設計，無需用冷卻器，操作簡單，備件少，維護量不大；單級離心鼓風機構造復雜，運轉轉速高(一般超過15000r/ min) ，相對維護保養要求高，大修必須請制造原廠支援。控制系統、潤滑系統非常復雜，操作也相對復雜，需要特別訓練的操作人員；空氣懸浮鼓風機無齒輪箱、聯軸器、冷卻系統和油潤滑系統，長期無需維修保養，維護量極小。

　　2.4運行穩定性

　　羅茨鼓風機結構簡單，葉輪磨損小，運轉平穩，性能穩定，可以長期連續運轉；多級離心鼓風機轉速低，在額定轉速范圍內及相對恒定供氣量和氣壓的場合可靠性高，但它抗外部壓力變化的自身調節能力差，容易出現喘振；單級離心鼓風機技術比較先進，也較為成熟，穩定性高，壓力基本保持恒定，可以長期連續運行，故障率不高；空氣懸浮離心鼓風機現階段均為進口產品，進入中國市場的時間不長，長期運行的穩定性、售后服務、零配件供應等方面問題有待驗證。

　　2.5適用場合

　　羅茨鼓風機采用皮帶傳動，轉速無法提高，不適用于大流量場合，一般低于150m3/h較為經濟。最適用于污水廠的曝氣沉砂池及處理規模1萬m3/d以下的小型污水廠，特別是壓力與流量隨時間變化而變化的工藝和場合。

　　多級離心風機對于中小型污水廠來說具有更好的性價比和良好的長短期效益，它只適用于相對恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，不適用于間歇曝氣工藝和管網壓力驟然升高、變化速率快的工藝，單機流量在100～400 m3/min時具有較好的性價比。

　　單級離心鼓風機單機流量大，壓力基本恒定，滿載效率高，適用于大中型污水廠，適應各種工藝調節。單級離心鼓風機單機流量在800 m3/min時性價比高。

　　空氣懸浮離心鼓風機單機功率和風量都做不大，不適合大型污水廠，用在小型污水廠投資又大，所以最適用于中型污水廠，并適應各種工藝調節。

　　3應用實例

　　1） 某一污水廠處理規模為5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了兩臺國際知名品牌的多級離心鼓風機進行鼓風曝氣，一用一備，電機功率為200KW。實際運行中鼓風機需維持在較高頻率（65～68 Hz）下運行，降低工作頻率鼓風機極易出現喘振甚至停機。出現上述問題的原因主要有以下兩個方面：一是UNITANK工藝生化池周期性間歇曝氣造成管網供氣量周期性變化，即管路壓力周期性驟然升高；二是多級離心鼓風機工作曲線窄，轉速低，自身調節抗外部壓力驟然升高的能力差。長期在高頻率下運行，會產生以下不利的影響：a、在該運行頻率下，鼓風機的流量達到6000 m3/ h以上，供給生化池的氣量過多，造成生化池溶解氧過高，工藝難以調控；b、鼓風機能耗高；c、該鼓風機配備的是普通電機，超頻使用，電機發熱嚴重，縮短壽命。

　　2） 另一污水廠處理規模為1.5萬m3/日，采用UNITANK工藝，該廠采用了三臺合資品牌的羅茨鼓風機進行鼓風曝氣，設計兩用一備，電機功率為90KW，兩臺配變頻電機，一臺定頻。實際運行中，由于水量不足，平均處理量約為4000m3/日，大部分時間只需開一臺風機，而且運行頻率在25～35Hz之間。從理論上講羅茨風機是可以在0Hz～50Hz范圍內使用的，但電機運行頻率長期過低時，會造成電流大，電機發燙，整體震動偏大，噪音高。轉速過低還會造成潤滑不良，齒輪容易磨損，影響風機壽命，而且效率也很低。

　　4結論

　　污水處理廠選擇鼓風機，應根據規模、工藝、投資目的、使用條件來有所側重的選擇：

　　對于處理規模1萬m3/d以下的小型污水處理廠，無論何種工藝，選擇簡單可靠的羅茨風機是最合適的，因為它投資成本和運行成本低，總體經濟效益佳。

　　對于中型污水處理廠，可以選擇多級離心鼓風機和空氣懸浮離心鼓風機，但多級離心鼓風機只適用于相對恒定供氣量和氣壓的污水處理工藝，如A2/O工藝。為方便調節流量，有必要配備變頻器進行調速，且要求配套變頻電機。而空氣懸浮離心鼓風機適合各種污水處理工藝，機房建造成本低，運行節能，綜合經濟效益好，推薦售后服務完善的地區應用。當然，如果不需多考慮投資成本的話，單級離心風機也是理想的選擇。

　　對于大型污水處理廠,單級高速離心風機是最佳選擇，因為它單機流量大，壓力恒定，適合各種工藝，效率也高。

　　④ 對于處理規模設計超前的污水處理廠，更應考慮選擇流量調節范圍廣的風機。

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污水處理廠鼓風機房的作用：污水處理廠鼓風機房設計體會

　　摘要：目前污水處理廠鼓風機的節能問題已受到人們的普遍重視，本文結合天津市紀莊子污水廠鼓風機房改造、東郊污水廠和無縫鋼管廠污水處理工程鼓風機房設計，從保證安全運行和改善工作環境等方面談幾點設計體會。

　　關鍵詞：污水處理廠 鼓風機房 設計體會

　　1喘振及防止方法

　　1.1喘振

　　在風機運轉過程中，當流量不斷減少到Qmin值時，進入葉柵的氣流發生分離，在分離區沿著葉輪旋轉方向并以比葉輪旋轉角速度小的速度移動，這就是旋轉脫離。當旋轉脫離擴散到整個通道，會使風機出口壓力突然大幅度下降，而管網中壓力并不馬上減低，于是管網中的氣體壓力就大于風機出口處的壓力，管網中的氣體倒流向風機，直到管網中的壓力下降至低于鼓風機出口壓力才停止。接著，鼓風機又開始向管網供氣，將倒流的氣體壓出去，這又使機內流量減少，壓力再次突然下降，管網中的氣體重新倒流至風機內，如此周而復始，在整個系統中產生周期性的低頻高振幅的壓力脈動及氣流振蕩現象，并發出很大的聲響，機器產生劇烈振動，以至無法工作，這就是喘振。

　　從理論上還不能正確計算出喘振工況點，只能在性能測試時根據經驗來判斷是否進入喘振工況。

　　①聽測風機出氣管道的氣流噪音。接近喘振工況時，出氣管道中氣流發出的噪音時高時低，產生周期性變化。當進入喘振工況時，噪音立即劇增，甚至有爆音出現。

　　②觀測風機出口壓力和進口流量變化。正常工作時其出口壓力和進口流量變化不大，當進入喘振區時，二者的變化都很大。

　　③觀測機體的振動情況。進入喘振區時，機體和軸承都會發生強烈的振動。

　　1.2防止方法

　　采用出風管放氣。在出風管上設一旁通管，一旦風量降低至Qmin，旁通管上的閥門自動打開放氣，此時進口的流量增加，工作點可由喘振區移至穩定工作區，從而消除了進氣流量小、沖角過大引起失速和發生喘振的可能性。在采用進口導葉片調節風量時，隨著工況變化，導葉旋轉改變通道面積適應新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風機喘振。

　　2噪聲控制

　　鼓風機的噪聲對污水處理廠的環境影響非常嚴重，噪聲的輻射主要通過風機本體，進、出風管和連接風道。據有關資料介紹，國外有的鼓風機房為減小噪音將鼓風機設在地下，而地上式鼓風機房室內設有吸音板，門、窗全部是密封的，其造價很可觀。結合我國實際情況，針對風機組產生的各種噪聲源，通常采取的措施有：消聲、隔聲、隔振和包覆。

　　①消聲

　　裝設消聲器是控制風機噪聲的主要途徑，消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置，可以大大減弱進、出風口輻射出來的噪聲。東郊污水廠在進風廊道內兩側整個截面設有若干2m多長的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。而紀莊子污水廠則在進、出風管道上加設消音器。

　　②隔聲和吸聲

　　風機進、出風管加設消音器后，其風機殼體的輻射噪聲仍對周圍環境有較大干擾。在條件允許的情況下，可采取隔音措施，設置隔聲室，在室內壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料，以消除機組產生的噪聲。

　　③隔振

　　振動是噪聲的主要起源，風機組的振動會產生低頻噪聲，故減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，風機的外殼材料宜選用鑄鐵，以增加設備自重與外殼厚度，減小自振。在風機進、出口處設置柔性波紋管減振接頭，降低風機振動傳遞到風道上產生的輻射噪聲，對于小型鼓風機可在機組的基礎下加設減振器。

　　④包覆

　　室外出風管道目前大多數設在地面上，實際運行中噪聲很大，可將出風管全部設在地面以下，利用土層吸音或用隔音材料包覆管道。

　　通過綜合控制會使整個鼓風系統噪聲減弱，達到規范的要求。

　　3風機冷卻

　　為改善鼓風機房運行管理環境，在選擇鼓風機時需考慮鼓風機的冷卻形式。目前常采用的冷卻方式有水冷(如紀莊子污水廠)和風冷(如東郊污水廠)。通過運行發現，水冷雖然增加了冷卻水系統，但運行環境良好；而風冷的鼓風機，熱量直接排至室內，夏季室溫高達40℃以上，東郊污水廠只好在每臺鼓風機上加設通風機及排風管道，影響了機房的環境。因此，鼓風機選型時宜選擇水冷式。

　　每座污水廠選擇的鼓風機類型有所不同，設計形式多種多樣，關鍵是要綜合考慮多方面因素，采用切實可行的方法，設計一套完整的供氣系統，保證污水廠的安全運行，同時創造良好的工作環境。來源：谷騰水網

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