金艷鋒

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北枝江443206)

胡 浩

(南京磁谷科技有限公司 江蘇南京211102)

磁懸浮鼓風機在污水處理裝置中的運用小結(jié)

金艷鋒

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北枝江443206)

胡 浩

(南京磁谷科技有限公司 江蘇南京211102)

目前，隨著環(huán)保對污水處理要求的提高，全國各大城市、化工生產(chǎn)企業(yè)等都興建了大量污水處理廠。在這些污水處理廠中，處理工藝大多數(shù)是用活性污泥法的鼓風曝氣，使用鼓風機將壓縮空氣通過管道送入曝氣池的曝氣器中，以氣泡形式分散進入混合液，使氣泡中的氧迅速擴散轉(zhuǎn)移到混合液中，供給活性污泥的微生物生長所需。因此，鼓風機是污水處理工藝中的重要設備之一，污水處理廠鼓風機的能耗占污水處理廠總能耗的30%～50%，故選擇高效、節(jié)能的磁懸浮鼓風機對降低污水處理廠的投資費用和運行管理費用具有重要的意義。

1 磁懸浮離心式鼓風機的原理

磁懸浮離心式鼓風機是將磁懸浮軸承技術和高速電機技術融入傳統(tǒng)風機之中所形成的一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型鼓風機，通過內(nèi)置的徑向傳感器和軸向傳感器檢測轉(zhuǎn)軸的位移信號，將得到信號送入磁懸浮軸承控制器進行調(diào)理、運算和放大得到控制電流，再將該控制電流輸入徑向磁軸承和軸向磁軸承，通過電流產(chǎn)生磁場，又由磁場產(chǎn)生吸力，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的懸浮。高速電機通過變頻電源產(chǎn)生頻率可控的交變電流，將此交變電流輸入電機定子產(chǎn)生交變的磁場，帶動轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，即同步永磁電機。隨轉(zhuǎn)軸一同作高速旋轉(zhuǎn)的鼓風機葉輪帶動空氣從渦殼的進氣口進入，空氣在渦殼的導向與增壓作用下便成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從渦殼的出氣口鼓出。

2 改進方案

湖北三寧化工股份有限公司尿素廠終端污水處理裝置采用的是A-O-SBR工藝(厭氧－好氧－序列間歇式反應處理工藝)，屬于序列間歇式進水，生化池水深最深有5.5m，水深最高處距最低處約有1.0m，2008年投運;生化池曝氣配置3臺C5.5-1.7型離心鼓風機(額定功率為110kW、額定流量為55m3/min，多級離心式，2開1備)。該型風機自運行以來受工藝調(diào)節(jié)影響，經(jīng)常出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。其主要原因是風壓不夠，并且主機振動大，軸承經(jīng)常損壞，平均每半年左右即需更換1次軸承。運行期間，曾對其基礎重新澆筑、校平，但效果仍不理想。

結(jié)合生產(chǎn)實際情況，將3臺多級離心式風機更換為南京磁谷科技有限公司生產(chǎn)的2臺CG/B75-55A型磁懸浮離心式鼓風機(額定功率為83kW、額定流量為60m3/min)，流量通過自身變頻調(diào)節(jié)。磁懸浮離心式鼓風機安裝簡單方便，只需將原來的基座打平，地面做水平處理后再水平安裝，無需大型起重機等設備。通過實踐運行檢驗，該機型具有效率高、噪音低、運行平穩(wěn)等特點，風機出口流量可根據(jù)工藝需求進行變頻調(diào)節(jié)，在很大程度上降低了電力消耗;達到終端污水處理裝置經(jīng)濟、環(huán)保運行的目的。

3 運行情況

(1)額定流量為60m3/min、出口風壓約為65kPa，額定轉(zhuǎn)速為340000r/min，現(xiàn)場噪音≤80dB，出口風量調(diào)節(jié)范圍在40%～100%，設備占地面積小，安裝簡單，通過變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，出口風量調(diào)節(jié)精度高，同時實現(xiàn)了可視頻化操作平臺。

(2)磁懸浮離心風機操作界面特點:①運行模塊、入口氣體溫度、轉(zhuǎn)速、出口氣體壓力、母線電壓、電機溫度、功率、散熱器溫度等均數(shù)字化顯示，節(jié)省人工測溫操作，節(jié)約了購置測溫、測電的儀器費用;②可隨時查詢運行歷史數(shù)據(jù);③風機報警后，智能停機并顯示故障代碼，操作人員可直接對照風機廠家提供的技術參數(shù)和故障查詢表尋找故障原因，及時處理故障;④采用觸屏加減頻率的方式來控制永磁電機的轉(zhuǎn)速，進而控制鼓風機的流量;⑤設備模擬仿真監(jiān)測磁懸浮軸承運動軌跡，實現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)動;⑥電機控制系統(tǒng)、磁懸浮控制系統(tǒng)以及整機控制系統(tǒng)合為一體。此外，磁懸浮風機外加遠程控制采用了PLC+GPRS模塊可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC); GPRS是通用分組無線服務技術(GeneralPacket RadioService)，不僅可由中心控制室控制，出現(xiàn)故障還能實施遠程維修調(diào)試。

4 經(jīng)濟效益

(1)維修費用。原采用C5.5-1.7型離心鼓力6000t/d)改用磁懸浮離心鼓風機后，風機月電耗節(jié)約40000kW·h，按電價0.5元/(kW· h)計，年節(jié)約電費約24.0萬元;年綜合經(jīng)濟效益風機時，每年要更換6支軸承和消耗2桶固體潤滑劑，加上人工費用約5000元。

表1 污水處理裝置改造前、后風機月總電耗比較 kW·h

(2)節(jié)能。磁懸浮離心鼓風機于2013年9月投運至今，運行狀態(tài)比較穩(wěn)定，風機出口壓力約為65kPa，實際出口流量43m3/min，調(diào)節(jié)靈活，尚有很大的上調(diào)空間，最大流量可達65m3/min，單機輸出風量比C5.5-1.7型鼓風機高30%，每天節(jié)省電耗約1680kW·h。

(3)綜合經(jīng)濟效益。污水處理裝置改造前(2013年1月至7月運用C5.5-1.7型離心鼓風機)、后(2014年1月至7月運用磁懸浮離心鼓風機)風機月總電耗對比見表1。

從表1數(shù)據(jù)可看出，污水處理裝置(處理能約24.5萬元;且現(xiàn)場操作環(huán)境和得到極大改善，現(xiàn)場噪聲大幅下降。

2014-11-03)