鄧志超 文建華 張小江 莫肇飛

（重慶康達(dá)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（集團(tuán)）有限公司，重慶 401121）

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重視程度越來(lái)越高，污水處理及流域治理得到前所未有的發(fā)展機(jī)遇，隨之環(huán)保設(shè)備的制造也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，鼓風(fēng)機(jī)作為污水處理過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備之一，它不僅是污水處理廠運(yùn)行正常與否的關(guān)鍵，同時(shí)也是整個(gè)污水處理廠運(yùn)行成本（泵也是運(yùn)行成本的決定因素，這里不作論述）的決定因素。

1 市政污水處理廠常用鼓風(fēng)機(jī)工作原理分析

目前市政污水處理行業(yè)常用的鼓風(fēng)機(jī)主要有羅茨風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)、單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)、空氣懸浮高速離心風(fēng)機(jī)、磁懸浮高速離心風(fēng)機(jī)，下面主要對(duì)各類(lèi)型鼓風(fēng)機(jī)的工作原理進(jìn)行分析。

1.1 羅茨風(fēng)機(jī)

羅茨風(fēng)機(jī)是一種容積式鼓風(fēng)機(jī)，其輸送的風(fēng)量與轉(zhuǎn)數(shù)成正比，通過(guò)裝在平行軸上的兩個(gè)轉(zhuǎn)子相互嚙合，由同步齒輪保持正確的相位，以相反方向旋轉(zhuǎn)，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)交替形成吸氣氣穴，吸入一定體積的氣體，氣體在氣缸內(nèi)進(jìn)行壓縮和升壓后，經(jīng)排氣口排除。這類(lèi)機(jī)械回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、使用壽命長(zhǎng)，且適合流量要求穩(wěn)定而阻力變化幅度大的場(chǎng)合，但能效低、噪音較大，因此適合小型污水處理廠。

1.2 多級(jí)離心風(fēng)機(jī)

多級(jí)離心風(fēng)機(jī)工作時(shí)入口壓力恒定不變，出口壓力隨流量變化而變化，依靠旋轉(zhuǎn)葉輪不斷的吸氣和排氣，通過(guò)對(duì)氣體的一系列作用，使其動(dòng)能和壓力增加，將電機(jī)的機(jī)械能傳遞給載體；受入口壓力和溫度的影響較大，通常通過(guò)調(diào)節(jié)入口蝶閥或變頻器來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)流量。該類(lèi)型風(fēng)機(jī)屬于低轉(zhuǎn)速機(jī)械，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但效率低，逐漸被空氣懸浮和磁懸浮離心風(fēng)機(jī)取代。

1.3 單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)

單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)屬于恒壓風(fēng)機(jī)，電機(jī)通過(guò)軸驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，氣流由進(jìn)口軸向進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動(dòng)被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動(dòng)方向而減速，將高速旋轉(zhuǎn)的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，通過(guò)排氣口排出氣體，依靠葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下不斷的吸氣和排氣，達(dá)到連續(xù)鼓氣的目的。該類(lèi)型風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，出口壓力穩(wěn)定，流量隨負(fù)載的變化而變化，使用傳統(tǒng)齒輪增速，技術(shù)成熟，通過(guò)調(diào)節(jié)出口導(dǎo)葉來(lái)進(jìn)行風(fēng)量控制，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍廣，效率高，噪音比羅茨風(fēng)機(jī)小，但對(duì)風(fēng)機(jī)房面積較大，一般在大型污水處理廠使用廣泛。

1.4 空氣懸浮離心風(fēng)機(jī)

傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)都是通過(guò)齒輪增速的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣懸浮風(fēng)機(jī)是一種新概念風(fēng)機(jī)，不需要齒輪箱增速器及聯(lián)軸器，由高速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，通過(guò)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，選用空氣懸浮軸承，通過(guò)空氣力場(chǎng)使軸承懸浮并保持高速旋轉(zhuǎn)。這類(lèi)設(shè)備因?yàn)闆](méi)有機(jī)械損耗及無(wú)需潤(rùn)滑油系統(tǒng)，所以具有高效、節(jié)能、低噪音、運(yùn)行可靠和長(zhǎng)期無(wú)需維修保養(yǎng)的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)房的基礎(chǔ)要求低，因此目前逐步取代多級(jí)離心風(fēng)機(jī)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，一般在中小型污水處理廠使用廣泛。

1.5 磁懸浮離心風(fēng)機(jī)

磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)是將磁懸浮軸承技術(shù)和高速電機(jī)技術(shù)融入傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)中形成的一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型鼓風(fēng)機(jī)，利用常導(dǎo)磁吸原理通過(guò)電磁吸力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸懸浮高速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制風(fēng)量、風(fēng)壓等輸出參數(shù)，利用位置傳感器、功率放大器和PI運(yùn)算器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)、調(diào)整和故障診斷，能有效調(diào)整轉(zhuǎn)軸的不平衡，能有效實(shí)斷電保護(hù)措施。

表1 常用鼓風(fēng)機(jī)綜合性能比較表

表2 能耗比較

由于利用變頻調(diào)節(jié)輸出和非接觸式運(yùn)轉(zhuǎn)，具有高效、節(jié)能，低噪音，運(yùn)行維護(hù)成本低，設(shè)備體積小，安裝操作簡(jiǎn)便，適合在中小型污水處理廠使用廣泛。

2 幾種常用鼓風(fēng)機(jī)綜合性能比較比較

通過(guò)對(duì)污水處理廠常用的羅茨風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)、單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心風(fēng)機(jī)和磁懸浮離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行綜合性能比較，如表1所述。

3 工程案例

3.1 工程概況

商丘市污水處理廠總規(guī)模18萬(wàn)噸/日，分兩期建設(shè)，其中一期8萬(wàn)噸，采用氧化溝處理工藝；二期10萬(wàn)噸/日，采用改良A/A/O處理工藝；出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)。

3.2 鼓風(fēng)機(jī)概況

本次鼓風(fēng)機(jī)實(shí)列僅對(duì)二期風(fēng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比分析，為節(jié)能降耗，在2016年對(duì)二期的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了更換，改造前選用某國(guó)內(nèi)品牌單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)，數(shù)量3臺(tái)（2用1備），單機(jī)流量188m/min，壓力7.3mHO，功率315KW；改造后選用磁懸浮離心風(fēng)機(jī)，數(shù)量4臺(tái)（3用1備），單機(jī)流量70m/min，壓力7.3mHO，功率125KW。每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)流量要求自動(dòng)控制其流量變化。能耗比較見(jiàn)表2。

由表2可知，按電費(fèi)0.7元/度計(jì)算，采用磁懸浮離心風(fēng)機(jī)能耗單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)節(jié)省約40%。由于污水處理廠鼓風(fēng)機(jī)的能耗較大，因此選擇高效節(jié)能的磁懸浮離心風(fēng)機(jī)能大大節(jié)約運(yùn)行成本。

4 結(jié)語(yǔ)

磁懸浮離心風(fēng)機(jī)目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)屬于新型產(chǎn)品，相比于其它類(lèi)型風(fēng)機(jī)，工程造價(jià)相對(duì)較高，但該風(fēng)機(jī)具有免維護(hù)，效率高、較其它風(fēng)機(jī)更能節(jié)能的特點(diǎn)，且能降低鼓風(fēng)機(jī)房面積建設(shè)成本，安裝簡(jiǎn)單，因此，磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)在污水處理廠的應(yīng)用前景非常廣泛。

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