《曝气用离心鼓风机技术及选型应用》.doc

0 论文题目 污水处理曝气用多级离心鼓风机技术及选型应用 作者 宋果文 工作单位 上海华鼓鼓风机有限公司 通讯地址 上海市共和新路 3201 号彭浦大厦 2 楼 B C D 座 邮编 200072 电话 021 61425020 19 15 传真 021 61425015 19 网址 www sh E mail huagu sh 1 污水处理曝气用多级离心鼓风机技术及选型应用污水处理曝气用多级离心鼓风机技术及选型应用 提纲提纲 曝气用离心鼓风机技术 曝气用离心鼓风机技术 一 一 概序概序 二 二 C C G G 多级低速鼓风机的技术特点多级低速鼓风机的技术特点 1 鼓风机的性能 2 风机性能保证 3 风机的命名 4 G C 系列产品其他技术规范 5 C G 系列多级低速系列离心鼓风机与其他类鼓风机及同类鼓风机的 比较 表 国内多级离心鼓风机技术性能比较 1 多级离心鼓风机与罗茨鼓风机的比较 2 多级离心鼓风机与单级高速离心鼓风机的比较 3 本公司产品与同类产品的比较 三 三 鼓风机结构特点 鼓风机结构特点 1 转子 2 机壳 3 轴承座及轴承 4 电动机 四 C G 系列鼓风机和其他类型鼓风机比较 一 和单级高速鼓风机比较 二 和传统的罗茨鼓风机比较 2 三 各种鼓风机在市场占有率 多级离心鼓风机在污水处理工程中的选型 应用 多级离心鼓风机在污水处理工程中的选型 应用 一 一 鼓风机性能选型鼓风机性能选型 1 鼓风机流量的选择 2 鼓风机压力的选择 3 另外还要考虑的其他因素 4 多级离心鼓风机在 SBR 法中的应用 5 多级离心鼓风机在 A2O 或活性污泥法工艺中的应用 6 离心鼓风机在气水反冲中的应用 二 二 选型实例选型实例 三 三 应用中常见故障及排除应用中常见故障及排除 3 污水处理曝气用多级离心鼓风机技术及选型应用污水处理曝气用多级离心鼓风机技术及选型应用 中国环保机械行业协会理事中国环保机械行业协会理事 上海华鼓鼓风机有限公司总经理上海华鼓鼓风机有限公司总经理 宋果文宋果文 I I 曝气用离心鼓风机技术 曝气用离心鼓风机技术 一 概序 用于污水处理曝气工艺的离心鼓风机 一般为对升压有较高要求的鼓风机 更正确的名 称应为透平式鼓风机 离心式鼓风机的流量取决于叶轮的叶道通过量 而压力主要取决于离 心力的线速度形成的升压 当然其中更有流量与压力的转换关系 目前在污水处理曝气工艺 中采用的离心鼓风机主要有单级高速和多级低速二种 但在我国由于传统工艺中采用更多的 是罗茨鼓风机 对更为先进的离心鼓风机应用经验不足 所以在工程设计 施工中往往走入 误区 因此改进离心鼓风机技术 提高离心鼓风机效力 熟悉离心鼓风机性能 正确应用离 心鼓风机于工程中应作为课题 单级高速离心鼓风机 是指只有一个叶轮 通过 12000 20000 转 分高速使离心运动的线 速度一次性达到一定高度产生压力的鼓风机 单级高速离心鼓风机主要是通过内置或外置的 转动装置间接和驱动器联接 多级低速系列离心鼓风机 是指转速为 3000 3600 转 分 用多个叶轮的线速度叠加至和 单级高速相等的线速度产生离心运动而形成的作功压力的鼓风机 所以单级高速和多级低速 二种鼓风机原理是类似的 而多级离心鼓风机由于转速较低 它可以直接连接在驱动器上 目前我国的多级离心鼓风机大体有三种版本 1 上世纪五十年代引进原苏联技术的版本 这种鼓风机型式为中分面或中分垂直四分面 其 重量很为笨重 且效力较低 用油泵进行稀油润滑 轴承座也为中分二半式 容易漏油 叶轮为准二元流 钢板铆焊而成 鼓风机和电机各单独基础 进 出气口均往下 土建相 当复杂 安装难度较高 称 D 系列风机 D 为低速风机低字的首位拼音字母 2 上世纪七十年代引进日本技术的版本 这种鼓风机型式为串糖葫芦式 每个叶轮单独隔盘 垂直接口 重量大大低于苏联原型 效力有所提高 锂基脂润滑 轴承座整体外置 鼓风 机和电机共用钢结构基础 叶轮铝合金铸造 二元流形线 进 出气口可根据施工需要往 4 右或向上 土建简单 安装相当方便 同样也延用传统名称为 D 系列风机 3 上世纪九十年代引进美国技术的版本 这种鼓风机具备了日本版本技术鼓风机的所有优点 而重量与体积更为下降 且效力更高 小型风机锂基脂润滑 大型风机背包或稀油润滑 不用油泵 单独整体外置轴承座 彻底解决漏油问题 叶轮为三元流型式 铝合金离心铸 造并和美国 西欧接轨用 C G 系列为代号 目前我国已建的污水处理厂 市政 站 企业内 工程有上万个 其中应用的有罗茨 风机 单级高速鼓风机 多级低速鼓风机 其中国产多级鼓风机已占半壁江山 特别是美 国版本技术通过国产化改造 更加提升了产品的技术含量 产品性能 效率 噪音 振动 寿命 维修频率等方面均已达到国际先进水平 目前在国内已有一千多个工程得以应用 我认为就目前中国的国情而言 多级低速离心鼓风机更适合污水处理曝气系统工艺领域的 中国国情 下面我就此种鼓风机即 C G 系列展开全面的介绍和论叙 二 C G 多级低速鼓风机的技术特点 1 鼓风机的性能 曝气用多级低速离心鼓风机系多级 低速 串联式 单吸入 双支撑结构 进 出气口 方向可朝上或向左 从电机端看 属二十世纪末世界级水平 老式的机壳结构为上下左右四 块加工组合 有中分面 立分面 为苏式 50 年代水平 其鼓风机特点如下 1 重量轻 与日本同类型鼓风机重量相比减少 30 与原苏联同类鼓风机重量相比减少 50 2 噪音低 鼓风机本身噪音 84dB A 3 振动小 在不加任何减振装置情况下 鼓风机工作时 轴承座上振幅 双向 不大于 0 06mm 4 无机械摩擦 鼓风机转速为 2970r min 由电动机直接驱动 无需齿轮增速 鼓风机转子 由前 后二个轴承支撑 在运行中除轴承外无任何部件间有机械摩擦 所以没有机械摩擦 所发生的噪音 保证了鼓风机较长的使用寿命 5 无油机械 鼓风机轴承只需润滑脂润滑 无需稀油及油站 鼓风机加压过程中不产生油气 保证曝气器不被腐蚀 提高曝气系统的使用寿命 6 轴承座水冷却 鼓风机在做功过程中 由于空气的压缩 末级机壳温度一般在 100 以上 夏天时会达到 120 左右 后端轴承通过水冷却保护 延长了轴承的使用寿命 当然当鼓 风机出口压力低于 5000mmH2O 或间隙性使用时 可以取消水冷却装置 7 转子采用先进工艺 流量在 140m3 min 以下 转子的叶轮采用优质铝合金离心浇铸而成 5 流量在 140m3 min 以上 转子的叶轮由 16Mn 钢板焊接而成 叶轮采用前倾 径向后弯的 三元流理论设计成型 比原来采用二元流叶片效率大大提高 因为三元流的叶轮成型工艺 相当复杂 没有相应的技术积累是实现不了的 铝合金离心浇铸技术成型的叶轮其材料的 分子结构更为严密 在高速运转下 叶轮绝对不会拉裂 从而保证叶轮的使用寿命 对大 流量鼓风机的设计 为了保险起见叶轮材质采用 16Mn 材料焊接而成 由于叶轮的线型合 理 使鼓风机效率可达到 78 节约大量能源 降低了运行费用 此工艺具有我国独立的 知识产权 8 轴温数字显示声光报警器 在进 出口两端轴承座上埋有热电偶 连接数字显示器进行轴 温显示 当轴承缺少润滑脂或轴承达到规定寿命时 轴温会升高 超过设定温度时报警器 会发出声光报警 如需和中央控制室连接 同时可以输出 PLC 通讯信号 4 20 mA 的电流 为系统自动控制提供了方便 9 安装方便 鼓风机整体出厂 主机和电机安装在同一个钢制底座上 现场安装时可以整体 吊装 无需在安装中增加其它减振装置 对安装水平找正要求不高 鼓风机的进气过滤消 音器可直接安装在鼓风机上 10 维修简便 由于离心鼓风机属无机械摩擦机械 转子靠两端轴承支撑 鼓风机蜗壳及 叶轮不易损坏 维修只需更换轴承 联轴器为柱销或磨片式 由于鼓风机是采用 串糖葫 芦 的结构 两端轴承座为单体 用螺栓分别连接在进 排气蜗壳上 更换轴承时 无需 整机分解 只需取下轴承座就能更换轴承 省时简便 一般更换一只轴承只需 40 分钟 11 鼓风机的特性 a C G 系列鼓风机产品流量调节的范围可以达到 100 50 调节办法采用进口端碟阀 调节流量 出口端碟阀调节 阻力 压力 不管是流量调小或压力降低都会等量减少 输入电流 达到节能目的 当进口端流量小于 50 时 出口压力也会随之减小 如采 用变频器调节 流量与压力调节幅度可往下达 30 以上 b 鼓风机由于无机械摩擦 动平衡高于国家标准 所以没有机械振动 无须考虑隔振装 置 c 由于小型鼓风机是无油机械 只在轴承部加入润滑脂 而大型鼓风机轴承座是整体外 置式 背包式油箱 所以不存在漏油问题 2 鼓风机性能保证 鼓风机及辅助设备 其设计和构成确保使用寿命至少为 20 年 不间断运行时间至少为 18 个月 6 3 鼓风机的命名 C G 系列多级离心鼓风机 其性能覆盖范围 G 系列 进口流量 5 25 m3 min 出口升压 3000 5000 mmH2O G 系列多级离心鼓风机为皮带轮传动 型号说明 G 20 1 6 出口升压 3000 6000 mmH2O 大气压 进口容积流量 20 m3 min 皮带轮传动方式 欧洲式美国代号 C 系列产品 联轴器传动 进口流量 15 250m3 min 出口压力 3000 8000mm H2O 型号说明 C 60 1 6 出口升压 6000 mmH2O 大气压 进口容积流量 60 m3 min 磨片式联轴器传动方式 欧洲式美国代号 而 D 系列鼓风机 D 字代表中国传统的低速系列的称号 D 为低速字的首位拼音字母 4 G C 系列产品其他技术规范 环境温度 35 40 相对湿度 20 85 噪音 85db A 轴承座振幅值 0 06mm 连续运转 1 年 5 C G 系列多级低速系列离心鼓风机与其他类鼓风机及同类鼓风机的比较 7 国内多级离心鼓风机技术性能比较国内多级离心鼓风机技术性能比较 序号序号 分类分类C G 系列 国内生产日本原国内生产日本原 型型 D 系列系列 国内生产苏联原国内生产苏联原 型型 D 系列系列 国内生产钢结构机壳国内生产钢结构机壳 D 系列系列 效率78 70 62 68 重量 以我公司产品为 基数 100 140 200 98 噪音84dB A 高频92dB A 高频98dB A 高频101dB A 高频 安装 共用钢制底座安 装简单 共用钢制底座安 装简单 深度混凝土基础 安装复杂 共用钢制底座安装简单 产品结构串糖葫芦串糖葫芦中分面组合串糖葫芦 设计寿命及维 修频率 设计寿命为 20 年 维修频率一年检 修 五年大修 设计寿命为 20 年 维修频率一年检 修 五年大修 设计寿命为 20 年 维修频率一年检 修 五年大修 设计寿命为 8 年 维修频率大 不定期检修 原因是 多级离心鼓风机梯级式加压 进口端与出口端温差 60 所以钢板机壳难以克服加工应力的变型系数 润滑 润滑脂 无油机 械 润滑脂 无油机 械 油站稀油供油 易发生漏油 润滑脂 无油机械 技术含量 20 世纪末世界先 进水平 20 世界 60 年代世 界水平 20 世界 50 年代 世界水平 试制阶段 很难连续运行 价格 以我公司产品为 基数 100 110 150 90 8 9 三 鼓风机结构特点 鼓风机的形式为多级离心式 产品组成 主机 电机 共用底座 带过滤器的进口端消音器 进口端蝶阀 出口端 压力表 轴温数字显示声光报警器 地脚螺栓 消音器连接螺栓 主机由经过动平衡试验的转子 机壳组成 1 转子 转子由主轴 叶轮 迷宫密封式轴套 平衡盘 联轴器组成 主轴采用优质碳素合金钢加工 通过超声波探伤检验 并经调质处理 保证抗拉 强度 抗弯强度 满足任何工况下的使用要求 叶轮采用前倾径向后弯的三元流理论设计成型的叶片 保证了鼓风机高效率的性 能 叶轮直径在 800mm 以下 采用铝合金精密离心铸造 并经过 T6 处理 直径在 800mm 以上采用高强度合金钢焊接而成 充分回火后 焊缝必须通过无损探伤检验 单个叶轮做静平衡检查 整个转子做动平衡校正 工厂动平衡精度等级控制在 4 级 远高于风机行业规定的 6 3 级 保证振动速度 4 0 mm s 整个转子经高于实际转速 15 的超转速试验仍能正常运行 从而确保了鼓风机整 体综合强度 2 机壳 由进气机壳 隔盘 排气机壳组成 它们之间采用橡胶密封圈密封 用煤油进行渗 漏检验 保证气体不泄漏 出口处设有扩压器 中间隔盘设有增压仓 进口处设有回流 器 保证鼓风机效率 进 出气口位置可根据用户的需要进行调整 可垂直向上 也可 水平向左 从电机端看 机壳材料采用 HT250 铸铁 经过时效和热加工处理 保证强度和材料分子结构的稳 定性 3 轴承座及轴承 轴承座的材料采用 HT300 铸铁 经过热处理及机加工而成 轴承座以螺栓固定于 机壳外端 只要拉下轴承座即可更换轴承 便于维修和保养 轴承采用日本 NTN 或 NSK 或瑞典 SKF 的品牌 润滑采用耐高温锂基二硫化钼润滑脂 轴承 正常寿命 60000 小时 配有毡圈油封 保证轴承座不漏油 由于排气机壳温度较高 为保 证设备长期连续运行 排气端轴承采用风冷加水冷的形式对轴承进行冷却 冷却水压力 0 2Kpa 一般采用自来水 水量为每小时 25 升 前后轴承座均装有热电偶 连接轴温数字 10 显示声光报警器 轴承正常运转时显示温度值 当轴承温度异常时自动报警 4 电动机 电机为鼓风机驱动设备 选中外合资企业优质产品 二极异步电机 一般工艺采 用 IP23 低噪音电机 江苏贝德电机有限公司 德国合资 IP23 低噪音电动机 LA 85dB A 130KW 以上采用 IP44 普通电机 特殊需要时 采用户外型 防曝型 防尘型等电机 也可根据用户要求选择电机 厂家 在缺乏电力的场合 也可以用引擎或蒸气涡轮机驱动 四 C G 系列鼓风机和其他类型鼓风机比较 一 和单级高速鼓风机比较 高速单级风机通常要比能够达到同样技术要求的多级风机投入成本高出 100 400 以下是关于多级风机与高速单级风机的综合比较 除了较低的成本之外 以下的这些 比较将说明在什么情况下 多级风机是您最终的理想选择 1 润滑系统 由于多级风机的转速大大低于高速单级风机的转速 因而多级风机可以采用带有 连续自动加油装置的滚动轴承 这些加油装置完全是自控的 只需定期按照说明书添 加润滑油即可 高速单级风机转速极大 因而需要采用不同的轴承设计和压力润滑系统 由于润 滑系统的需要 通常整个装置需要配备泵 冷却器 报警器 开关等辅助设备 高压 润滑系统的造价要远高于多级风机的自动润滑装置 多级风机较之高速单级风机在润滑系统方面有诸多的优点 除润滑油费用之外 多级风机的润滑系统无需另外的运行费用 而高速单级风机所增加的实际运行费用包 括泵和冷却水的费用 同时 运行高速单级风机及维护其润滑系统 操作人员还需要 专门的技术 2 性能控制 高速单级风机通常包括进口可调叶轮导叶和出口可变扩散器 这两个装置不断地 进行调节 使得系统运行达到优化 如果没有连续且精确的调节 高速单级风机则在 风量调节方面没有任何优势 为保证这样的最优化状态 装置需要有一个复杂且昂贵 的控制系统 同时 操作人员需要掌握必要的运行和维修技术 高速单级风机在性能控制方面的效率还依赖于其复杂的安装条件 如果最优化的 11 状态发生变化 如进口温度和出口压力发生变化 都会影响其性能 使其不能保证在 整个运行范围内最大的效率连续运行 在设备选好型之后 当高速单级风机在进口和 出口运行状态发生变化时 其效率曲线需要再核查 为了进行性能控制 多级风机在进口管处设置进口蝶阀 蝶阀可以是简单的手动 也可以是电动控制 依照客户要求而定 此外 根据工艺的要求 可以配置控制系统 使得风机自动运行 高速单级风机的厂商标榜高速单级风机比多级风机更为有效 这只是一种概括性的 说法 其实 在具体情况下此结论往往不正确 在很多的时候 多级离心风机与高速 单级风机一样有效 甚至更为有效 通常人们认为采用入口导叶和出口导叶会比入口设置蝶阀对控制风量更为有效 这需要对多级风机的运行模式有一个全面的了解 多级风机在并联运行时 让一台风机传递所需的风量 除非该风量超过单台风机 的最大能力 然后再启动第二台多级风机 并且提供所需的剩余风量 如果风量的总 需求超过这两台风机的联合最大能力 那么控制系统启动第三台风机 此步骤是增加 或减少整个风量的必须步骤 通常的污水处理厂不会也应该抑制多级风机并联运行 事实上 最为有效的运行模式是让最少数量的风机 100 满载运行 在任何时候都达到 系统的运行要求 在高速单级风机里有内置或外置的传动装置 并且每个传动装置都需要一个驱动器 因此通过这些传动装置必然会有效率损失 当考虑实际的运行情况时 高速单级风机 制造商们关于高速单级风机比多级风机更为有效的论调就显得无力了 3 维护 由于多级风机的设计简单可靠 使得这种风机特别适合于连续运行 如用在污水处理 厂的曝气中 通常多级风机连续运行多年 除了说明书中的几点日常维护之外 无需其他 维护 风机内部无易损件 高速单级风机并不具备这样简单的设计和很少的维护 事实上 它是一种非常复杂的设 备 需要经常的管理以保证最优化运行 高速单级风机的允许公差范围与多级风机相比小 得多 这样为保证系统的效率和正常运行 需要保证在允许公差范围内 同时 因为高速 单级风机有内置或外置的传动装置 从而会带来一系列的维护问题 高速单级风机需要考虑的内容有 复杂的控制 12 润滑系统 传动装置 内置或外置 冷却水 在二十年以上的运行期内 高速单级风机的维护和操作人员的费用会大大超过多级风机 13 多级离心鼓风机与单级离心鼓风机的比较多级离心鼓风机与单级离心鼓风机的比较 类别类别 比较项目比较项目 C G 系列多级离心鼓风机系列多级离心鼓风机单级离心鼓风机单级离心鼓风机 效率78 81 运行 操作简单 运行时只需 25kg h 的冷却水 对水温 水质要求不高 不怕突然停电 操作相对复杂 特别对冷却水水温要求在 28 以下 否则润滑 系统容易雾化 需冷却水 6t h 所节约电能被冷却水所消化 害怕停电 突然停电 靠上位水箱无法满足鼓风机 20 分钟惯 性自转的供油润滑 产生主轴 轴瓦烧毁 噪音 不增加任何隔音装置 鼓风机本身噪音 84dB A 而且是高频噪 音 只要有障碍物即可降音 所以风机房外无噪音 噪音 110dB A 噪音来源主要是增速齿轮的低频噪音 所以 它必须增加隔音房 散热问题很难解决 润滑轴承座二端为润滑脂 属无油机械 输出气体中永久不含油气 稀油润滑 长期使用漏油问题是普遍现象 转速2970r min12000 30000r min 设计寿命及维修 难度 设计寿命为 20 年 轴承更换为一年一次 由于属无机械摩擦设备 每次维修只需更换轴承 时间为 40 分钟 备品备件只备联轴器柱销 无需其他 可就地维修 设计寿命为 20 年 采用滑动轴承 齿轮增速 轴瓦与齿轮寿 命为 2 年 由于转速高 叶轮需经常修复平衡 否则会造成振 动 所以维修频率较高 在使用地无高精度动平衡机 就得来 回出产地维修 修理费用昂贵 备品备件较多 流量与压力可调 性 流量可调节范围是 100 50 可根据容积氧多少调节进风口阀门 如 采用变频风量可调节至 30 以上 流量可调节范围是 100 40 可根据溶解氧的需要调节进风 口开叶 其他和多级离心风机一致 价格如以多级离心鼓风机为基数 100 400 14 二 和传统的罗茨鼓风机比较 离心鼓风机与罗茨鼓风机的比较离心鼓风机与罗茨鼓风机的比较 类别类别 比较项目比较项目 C G 系列离心鼓风机系列离心鼓风机罗茨鼓风机罗茨鼓风机 效率78 68 噪音 不增加任何隔音装置 鼓风机本身噪音 84dB A 而 且是高频噪音 只要有障碍物 即可降音 所以风机房 外无噪音 最低噪音 110dB A 如果是二叶鼓风机可达 120db A 如果增加隔音房 很难解决维修 散 热问题 润滑轴承座二端为润滑脂 属无油机械 稀油润滑或外置式 轴承座 输出气体中永久不含油气 稀油润滑 长期使用漏油问题是普遍现象 特别是 输出气体中含有油气 对橡胶类曝气器腐蚀严重 设计寿命及维修频 率 设计寿命为 20 年 轴承更换为一年一次 由于属无机械 摩擦设备 每次维修只需更换轴承 时间为 40 分钟 备 品备件只备联轴器柱销 无需其他 属免维护机械 设计寿命为 8 年 叶轮寿命为 5 年 轴承为一年 齿轮为 2 年 两个转子间由齿轮转动 易磨损 所 以维修频率较高 备品备件有转动皮带 皮带轮 齿轮 密封 油封 叶轮等 流量可调节性 流量可调节范围是 100 50 可根据容积氧多少调节进 风口阀门 如采用变频风量可调节至 30 以上 风量不可调节 流量不可调节 压力可调节性 当管网阻力太低 压力会转化成流量 此时需调节阀门 减少流量否则易损坏电机 当管网阻力过高 如曝气器 堵死 风机会出现喘振 但不会损坏鼓风机 当管网阻力太低 风机能正常工作 并保持实际流 量 当管网阻力过高 会随着阻力增高而增高 直 至烧坏鼓风机 价格相对较高些 相对较低些 15 当然所需风量在 30m3 min 以下时 罗茨鼓风机还有相当的优势 1 罗茨鼓风机价格成倍低于离心鼓风机 2 三叶罗茨鼓风机小流量时噪音接近离心鼓风机 3 企业污水处理站对自动化程度不高 三 各种鼓风机在市场占有率 1 北美市场 多多级级风风机机 6 65 5 罗罗茨茨风风机机 2 25 5 单单级级高高速速风风机机 1 10 0 2 欧洲市场 多多级级风风机机 1 15 5 罗罗茨茨风风机机 2 25 5 单单级级高高速速风风机机 6 60 0 3 日本市场 多多级级风风机机 8 80 0 罗罗茨茨风风机机 1 10 0 单单级级高高速速风风机机 1 10 0 16 4 中国市场 多多级级风风机机 5 50 0 罗罗茨茨风风机机 3 30 0 单单级级高高速速风风机机 2 20 0 市政工程 多级风机 20 单级高速风 机 80 企业内工程 多多级级风风机机 5 50 0 罗罗茨茨风风机机 4 45 5 单单级级高高速速风风机机 5 5 16 II 多级离心鼓风机在污水处理工程中的选型 应用 一 鼓风机性能选型 1 鼓风机流量的选择 离心鼓风机用在污水处理行业中 主要是给好氧池供养 根据水量及 COD 浓度确 定鼓风机流量的多少 一般情况下 可根据溶解氧含量来确定单机或多机并网使用 所需功率计算方式 W 流量 立方米 秒 升压 帕 效率 0 75 2 鼓风机压力的选择 如好氧池水深 5 米 有效水深 曝气头下管中轴线距水面距离为 5 米 曝气头阻 力 膜片式 约为 400mmH2O 管道阻力为 200mmH2O 一般选择鼓风机压力应为 5000 400 200 5600mmH2O 考虑到曝气头老化 阻塞及鼓风机并网等因数 应选 6 米升 压的风机即 Cxx 1 6 型 3 另外 还应考虑如下因素 a 气温 鼓风机的常规设计以气温 20 为标准 当气温每升高 1 出口压力会 下降 20mmH2O 左右 见鼓风机性能曲线图 如夏季气温达到 38 时 出口压力就会下 降 360mmH2O 所以在鼓风机出口压力选型时 一定要考虑到气温变化对出口压力的影 响 否则鼓风机在夏季运行时就会喘振 b 海拔高度 鼓风机常规设计压力为 98kpa 海拔高度 150 米 1 个大气压 如 鼓风机使用地点的海拔高度超过常规时 就应将大气压不足的压差 补足在鼓风机出 口压力上 以消除大气压的不足 C 与曝气器的匹配 我国目前曝气器生产厂家繁多 缺少统一的质量标准 由于 配料不同 阻力大小也不同 很多产品阻力都很大 有的甚至达到 1000mmH2O 所以在设 计选型必须考虑到这一因素 要充分了解曝气器的实际阻力情况 目前 国内污水处理工程常用的曝气器有以下几种 橡胶式 膜片式 软管式 橡 胶管上有微孔 阻力为 400mmH2O 和橡胶式相同 钢玉式 阻力为 300mmH2O 易阻塞 本 公司研制的移动式潜水曝气机 阻力为 500mmH2O 鼓风机压力选型计算公式 P 有效水深 管网阻力 气体常规的变化 曝气装置阻力 4 多级离心鼓风机在 SBR 法中的应用 目前很多污水处理工艺采用 SBR 法 根据实际情况 我们发现离心鼓风机在性能上优 17 越于其他类型的鼓风机 因为在 SBR 工艺中 关键是水位升降和溶解氧多少 即鼓风机压 力的高低变化和鼓风机流量的多少变化 而出口压力和流量与离心鼓风机性能和转速是有 密切关系的 转速升高 压力 流量也升高 转速降低 压力和流量随之降低 如果增加变频器起动柜 即起到节能的效果 又能随意改变鼓风机出口压力与流量 因为 压力 P2 P1 n2 n1 2 流量 Q2 Q1 n2 n1 例 一个 SBR 工艺 其曝气技术条件如下 工艺流程为高水位时 管网总阻力为 4800mmH2O 溶解氧偏低 曝气池需空气流量 120m3 min 曝气两小时后 溶解氧升高 曝气池需空气流量 65m3 min 曝气四小时后 开始滗水 但需继续曝气 滗水至低水位时管网总阻力为 2800mmH2O 对于此种工艺流程 我公司建议鼓风机选型 C75 1 65 即 Q 75m3 min P 6500 mmH2O 当满水位而溶解氧低时 变频器调至 50Hz 转速为 2970 转 此时由于鼓风机出口压力较高 部分压力转化为流量 鼓风机流量可以达到 120 m3 min 当满水位溶解氧过高时 将转速至 2605 转 这时鼓风机出口压力为 5000 mmH2O 流量达到 66 m3 min 当水位下降 管网总阻力下降 通过液位仪反馈降低变频 器 Hz 数 转数 达到所需要的压力与流量 但是选用配载电机应选用实际使用流量和最 高管网阻力时所需功率 从多级离心鼓风机性能曲线图中可以看出 当压力转化为流量时 由于阻力低于鼓风 机作功压力 所以其效力曲线是维持在高效率区的 18 从 SBR 工艺逻辑原理图中 我提议控制原理按图 5 多级离心鼓风机在 A2O 工艺或活性污泥法工艺中的应用 A2O 工艺和活性污泥法工艺是生化曝气污水处理的主要被采用工艺 在国外 A2O 工艺曝气主要采用多级离心鼓风机 但怎么正确应用 我国工程经验还不足 所以很多污 水处理厂 站 在应用多级离心鼓风机后 不是出现喘振 就是鼓风机阀门无法开启 一 旦开启电流就会超过电动机额定电流 所以我们在类似 A2O 应用工艺中离心鼓风机必须注 意以下关键因数 1 大气压是否正常 不足之处是否在选型中补偿 2 夏天温度的变化 气温的升高是否在选型中补偿 3 曝气器的阻力变化 特别是微孔曝气器橡胶的老化 阻塞 或钢玉的异物阻塞 4 曝气器分布个数是否能够充分释放鼓风机所作功的流量 如一个橡胶模片式 19 195 型 曝气器说明书释放量为 2 5 m3 H 一台 50 m3 min 的鼓风机投入 1200 个曝气器 3 个月内鼓风机运行肯定出现喘振 原因就是曝气器老化 阻塞后释放能量不够 5 管道的直径是否合适 鼓风机做功后的流量在管道中的流速是很重要的 当流 速超过 20m s 时 多台鼓风机很难并网 例 一个 A2O 工艺 其曝气技术条件如下 工艺设计为 有效水深 5 米 根据气水比曝气量为 150m3 min 溶解氧上升后可减小至 120m3 min 海拔为 1100 米 大气压为 89Kpa 夏天温度为 38 我建议选用离心鼓风机型号为 C60 1 7 型 配置电机为 110KW 配鼓风机三台二用一 备 配曝气器 4500 个 因为夏天时管网阻力为 6536 mmH2O 用 7000 mmH2O 出口压力的鼓风机可以用 464 mmH2O 压力转化成流量 达到 75 m3 min 单台鼓风机流量 用较高压力鼓风机可以有效降 低曝气器阻塞情况的发生 对二台鼓风机并网也产生有利因素 当溶解氧较多需要减少流 量 或冬天需减少压力时 均可采用关闭部分进口阀来调节 从而更有效的降低能耗 节 约成本 如采用 A2O 或活性污泥法工艺 我提议控制原理按 A2O 工艺逻辑示意图 20 当然不同的工艺 鼓风机的选型灵活多变的 根据不同的需要 作好选型工作是至关 重要的 6 离心鼓风机在气水反冲中的应用 目前国内很多自来水厂在精炼水质过程中 采用离心鼓风机来进行气水反冲 既 节约了费用 又达到理想效果 自来水厂把江河水抽到水厂进行加药 搅拌 沉淀 过滤 在过滤中有 V 型滤池 需要鼓风机进行气水反冲 气水反冲是间断性的 根据工艺要求设定间隔时间 本公 司生产的离心鼓风机机能满足工艺要求 选用自耦降压启动 就可以满足鼓风机频繁 启动要求 把鼓风机进口阀门 出口可以不装阀门 调至到一定位置 主要看鼓风机 流量 压力要满足工艺要求 就可以在不同间隔时间里启动或关闭鼓风机 不用再去 反复开关阀门 二 选型实例 1 现以登封污水处理厂 SBR 法工艺为例 进行选型 登封地区大气压海拔高度损失大气压 0 2 米 大气压损失与曝气器安装高度相抵消 水池内最高水位 6 米 加上曝气器 管道等管网总阻力为 6 7 米 水池内最低水位 4 4 米 加曝气器 管道等管网总阻力为 5 1 米 最大所需风量 210m3 min 离心鼓风机进口设计温度为气温 20 每升高一度温度 出口压力下降 20mmH2o 夏天 时如设气温为 38 所以夏天要补偿出口压力 360mmH2o 夏天满水位时鼓风机总压力为 7100mmH2O 根据以上参数 我建议选用 C60 1 8 离心鼓风机四台 三用一备 或 C90 1 8 离心鼓 风机 3 台 二用一备 即正常运行中鼓风机流量为 60 m3 min 出口压力为 8000mmH2O 选 配电机动 140Kw 当夏天满水位且溶解氧极低时 变频器调至 50HZ 转速为 2970 r min 此时由于鼓风 机出口动压大大高于管网背压 部分压力转化为流量 全部打开鼓风机阀门 此时流量可 达 88m3 min 电机功率为 140KW 当溶解氧过高时可关闭部分进口端阀门 减少流量 降 低流速 使流量减少到 70m3 min 此时电机功率为 108Kw 如溶解氧仍然过高 也可将转 速调整至 2740 r min 此时鼓风机出口压力为 7100mmH2o 阀门全开时为 70 m3 min 关闭 21 部分阀门也可减小至 50m3 min 电机功率为 81KW 随着水位下降 可不断调小转速 达到最理想流量 节约最大电能 此控制办法一次性投资较高 要增加变频器 电机需采用变频电机 由于登封污水工艺是采用变型 SBR 法 水位变化为 1 6 米 也可不用变频调节法 采 用进口端阀门控制法 此方法选用 C70 1 73 离心鼓风机 即正常运行中鼓风机流量为 70 m3 min 出口压力 为 7300 mmH2O 选配电机动 132KW 溶氧仪和液位仪通过 PLC 全部和进口端电动阀门接通 夏天满水位时全部打开进口端 阀门 当水位下降关小阀门减少流量 由于进气口流量减少 致使鼓风机升压仓气量减少 而流速下降 这样也可以降低出口压力 使鼓风机动压和管网背压保持平衡 当水池溶解 氧偏低时 适当开大阀门用压力转化流量的办法加以提高流量 此控制办法 一次性投资较低 但由于鼓风机工况偏离最佳工况点 从而效率相对低 下 最低时效率只有 70 因而不利于节能 三 应用中常见故障及排除 鼓风机在正常运行中 进气端机壳到排气端机壳逐渐升温 这是由于气体在一级一级 被压缩的过程中产生热量 升压越高 温度越高 一般情况下 夏天排气壳表面温度为 100 110 冬天为 90 100 气体温度为 80 左右 排气端轴承温度 80 如鼓风机 运行中 轴承温度 80 轴承就有可能产生故障 故障一般为 轴承润滑油脂加得太多或加得太少 检查后作排除处理 一般润滑油脂加 2 3 即可 轴承由于使用时间过长 已到规定的使用寿命 需要更换 检查后 作更换处理 鼓风机在正常运行中 进口阀全开 出口阀开度在 1 3 以上 电动机电流满负荷时 表明升压和工艺阻力相符 这时鼓风机效率最高 如 进口阀全开 出口阀开度很小 电机电流已达满负荷 这时流量比鼓风机标牌流 量小 未达额定的流量 这说明鼓风机的升压比实际工艺阻力大得多 需要调整鼓风机与 工艺系统的匹配 如 进口阀全开 出口阀全开 鼓风机还能稳定工作 此时 鼓风机也在最高效率点 上 升压和工艺阻力刚好相同 但是 在冬季运行可以 夏季运行鼓风机升压有可能略低 于工艺阻力 这时就会出现两种故障 22 a 喘振 由于鼓风机升压低于工艺阻力 造成气体进入管道后被弹回来 机体发生强 烈振动 并发出类似喘气的噪音称为喘振 这时 应关闭进口阀门 切断电源 检查原因 一般来说 初期反映的有可能是鼓风机与工艺系统不匹配 后期反映的有可能是曝气器堵 塞或管道阻力增加 b 鼓风机空转 电机 风机声音均很低 电机电流为额定的 标牌 1 3 出现这种 情况的原因是鼓风机升压远低于工艺阻力 在设计匹配上可能有问题 综上所述 我们在鼓风