鼓风机房设计.doc

鼓风机房设计污水处理厂的核心部位是曝气系统，而鼓风机房是保证曝气系统正常运行的关键，如果鼓风机房停机，则整个生化系统瘫痪。同时，鼓风机也是污水处理厂两大能耗产生点之一，一般曝气风机的耗电量约占全厂用电量的50%70%，因此曝气风机的效率是影响污水处理厂运行费用的主要因素。鼓风机的设计对污水厂的经济运行至关重要。现从设备选型、节能降耗、降温降噪、管路设计以及风机房布置等方面进行探讨。一、风机选型用于污水处理的鼓风机主要有罗茨风机、离心风机、轴流风机和回转式鼓风机。目前国内污水处理厂常用的鼓风机有罗茨鼓风机和离心鼓风机，离心鼓风机又分为单级高速和多级低速两种，它们有其各自的适用性。1、风机介绍罗茨鼓风机是容积式气体压缩机，其特点是：强制流量，在设计压力范围内，管网阻力变化时其流量变化很小；在流量要求稳定而阻力变化幅度较大的工作场合，可予自动调节，故工作适应性较强。与离心风机相比价格低，而它的噪音大，存在润滑油向气缸渗漏的缺点，同时其风量调节只能采用变频调速和出风管放气，变频调速设备本身的价格比鼓风机价格还要高，出风管放气则造成能量浪费，因此只适用于中小型污水处理厂。离心鼓风机是速度型，较容积式风机具有供气连续、运行平衡，效率高、结构简单、噪声低、外型尺寸及重量小、易损件少等优点。离心鼓风机又分为多级低速和单级高速，单级高速以提高转速来达到所需风压，较多级风机流道短，减少了多级间的流道损失，特别是可采用节能效果好的进风导叶片调节风量方式，适宜在大中型污水处理厂中采用。在国外大型污水处理厂，轴流风机也已用于鼓风曝气，如瑞士SULZER公司、美国DRESSER-RAND公司生产的轴流式曝气鼓风机都有用于污水处理厂的记录。目前世界先进国家大型污水处理厂采用轴流曝气鼓风机的有：美国芝加哥市西部南区454万吨特大型污水处理厂；法国巴黎阿谢尔210万吨污水处理厂；莫斯科新库里杨诺夫200万吨污水处理厂；日本东京森崎128万吨污水处理厂。目前国内生产厂家：陕鼓；应用实例：暂无。回转式鼓风机应用于小规模的小区污水处理及小型污水处理装置中，本文也不做考虑。2、风机选型风机选型应满足污水厂投资低、能耗低的要求。主要根据鼓风量和设备价格进行选型。风机类型轴流风机单级高速多级低速罗茨风机适用风量(m3/min)100016060200风冷推荐降温措施：进风轴流风机隔音罩排风管排风管设轴流风机降温所需通风量的计算参考如下公式：电动机散热量其中，Q电动机散热量，kcal/h； n同时开启风机最大台数； Ne电机功率，kW； 效率系数。室内通风量其中，C比热容，0.24；换算系数，1.1843；tp电机最高温度，tj进气最高气温，。以上公式计算比较复杂，也可按风机房每分钟换气次数15次进行估算。六、降噪问题鼓风机房噪声来源主要包括进气口和排气口辐射的空气动力性噪声、机壳及轴承辐射的机械性噪声、基础振动辐射的噪声和电动机噪声。鼓风机房噪声的控制措施主要有：1减振：振动是噪声的主要来源。减轻机器的振动是控制噪声的治本方法。风机外壳材料宜选用铸铁；风机进出口设置柔性减振接头；小型风机可在机组基础下加设减振器。2管道消音：设置消音器，这是风机设计采用的常规降噪措施，主要是在进、出风管上分别设置进风消音器和出风消音器。消声器的选用应注意其允许通过气体压力。国内定型生产的各类罗茨风机消音器限定通过气体压力低于50kPa。3机组隔音：通过设置隔音罩来避免机组产生的噪声直接传播到空气中。4风机房降噪措施：采用隔音门窗，隔声量约25dB（A）；进风廊道设吸音板；风机房排气扇设消音器；风机房设置吸声吊顶；或者将鼓风机设置在地下。设置吸声墙壁和吊顶的风机房，隔声量约40dB（A）。5包覆措施：尽量减少噪声直接辐射到空气中。出风管道尽量设置在地下；管道用隔音材料包覆。通过综合控制会使整个鼓风系统的噪声减弱，达到规范的要求。推荐降噪方式：合理放大风机房内风管管径、风机设隔音罩、采用隔音门窗、设进出口消音器、出风管置于风道内。七、风机房布置鼓风机四周应有1.52m的空间；如果鼓风机采用室内进风，室内、外通气口截面积应为鼓风机进气口截面积的5倍以上。风机基础一般比机座每边宽出100150mm；基础高出地面的高度通常为100250mm；基础总深度约比地脚螺栓埋入深度深200250mm；基础与墙壁的距离不得小于300mm；基础不得与建筑物墙体刚性相连。八、实例参考某鼓风机房设计计算书。1、设计条件总鼓风量=6126Nm3/h=105.33m3/min2、鼓风机选择鼓风机选型主要由项目公司进行经济分析后确定，本文不给出选型过程。1）近期风机选择计算风量风压总风量Q=105.33m3/min风压P=70KPa机型选择采用章晃鼓风机厂高压型直联式三叶罗茨鼓风。型号：SSR-200H数量：3台（2用1备，其中1台采用变频控制）参数：单台风机风量Q=56.85m3/min，风压差P=0.07MPa，功率N=110KW2）中期风机选择计算中期增加SSR-200H鼓风机3台，2用1备。3、凤管及风道1）进出风风管管径单台风机进出风管风量Q=56.85m3/min，管径DN300，风速v=13.41m/s鼓风机房进出风管（近期）近期规模Q=113.7 m3/min，采用单管向CSBR池供风。出风管管径DN500，风速v=9.66m/s鼓风机房进出风管（中期）中期规模Q=227.4 m3/min，单独增设与一期相同的一个系列。2）鼓风机进风风廊风廊按中期设计。中期总风量为Q=227.4 m3/min风廊尺寸BH=2.2m3.0m=6.6m2风廊气流速度v=0.57m/s，满足要求。进风塔设百叶窗4扇，单窗尺寸21.5m总开窗面积421.518m2，设有效缝隙率50，总有效面积6m2过滤气速=0.63m/s，满足要求。自动卷绕式空气过滤器采用天津市净化设备厂TJ-3型，过滤高度2.0m，过滤面单元宽度1.0m，额定风量14000-18000m3/h。4、鼓风机房通风量鼓风机房换气量暂按风机房换气次数进行估算。风机房暂设轴流风机6台，单台Q=6000m3/h，风机房换气量15次/min。其中，排风扇3台设置在北侧3.5米高处，吸风扇设在风机房南侧地面0.2m高处。5、吊车梁鼓风机重量860kg，电机重量740kg，整机重量1.6t鼓风机房行吊高度H=h1+h2+h3+h4+h5h1：悬挂梁高度0.685mh2：电动葫芦高度1.247mh3：吊绳长度1.5mh4：风机高度1.0mh5：基础高度0.2mh6：起吊高度0.8m行吊高度H=5.432m，吊轨顶标高为6.0m，满足要求。6、基础1）设计条件素混凝土容重：2.4t/m3基础重量2.54.5机组重量2）风机基础由于目前风机尚未选定，暂按章晃高压罗茨风机SSR-200H进行设计计算。鼓风机重量：1.6t基础体积：LWH=2.21.21.2=3.17m3基础重量：3.172.4=7.60t7.60/1.6=4.752.54.5满足设计要求。7、管道损失计算见下页表格。风机房管道损失计算注:弯头均为90度，R=2D空气密度按20计算=1.2kg/m3局阻计算公式P=*v2/2管道按流量变化节点进行分段计算管段QDNvP管长lPlPh=Pl+P各管段损失(Pa)m3/minmmm/sPa/mmPa/mPaPaPa156.8530013.41 75354.0431.7466.7 风机出口到反应池第一根支管1030 256.855004.83 0.553.21.763.042.043.7 3113.75009.66 1.8131.6236.94.7262.9499.8 4113.75009.66 1.859.00.211.220.2 542.455003.61 0.15182.7215.618.3 反应池最远点管道损失1993 627.652509.39 423.794.8 4.5238.2333.0 713.82515013.05 1621336.0 2.7275.7611.7 89.2161508.70 8.0 3.427.2 290.8118.0 94.6081009.78 16.0 4.165.6 2.6149.3214.9 104.3521009.24 15.0 0.6519.8 2102.5112.2 114.0961008.70 13.0 0.6518.5 290.899.2 123.841008.15 13.0 0.6518.5 279.888.2 133.5841007.61 10.0 0.6516.5 269.576.0 143.3281007.07 10.0 0.6516.5 259.966.4 153.0721006.52 7.0 0.6514.6 251.055.6 162.8161005.98 7.0 0.6514.6 242.947.5 172.561005.44 6.0 0.6513.9 235.539.4 182.3041004.89 4.5 0.6512.9 228.731.6 192.0481004.35 4.0 0.6512.6 222.725.3 201.7921003.80 2.8 0.6511.8 217.419.2 211.5361003.26 2.0 0.6511.3 212.814.1 221.281002.72 2.0 0.6511.3 28.910.2 231.0241002.17 1