目前國內(nèi)大多數(shù)二級生物污水處理廠采用鼓風(fēng)曝氣工藝,鼓風(fēng)機是其中的關(guān)鍵設(shè)備。 風(fēng)機的能耗有時占污水處理廠總能耗的60% 左右,因此,污水處理風(fēng)機的選型是一個非常重要的問題。 風(fēng)機的正確選擇與投資規(guī)模、經(jīng)營管理成本密切相關(guān),關(guān)系到投資的合理性和長期效益。
風(fēng)機的主要類型是羅茨風(fēng)機、多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機,近年來出現(xiàn)了磁懸浮和空氣懸架風(fēng)機。下面對污水處理廠廣泛使用的羅茨風(fēng)機、多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機進行了比較和說明。
首先,各種風(fēng)扇的原理和基本特征
1、羅茨風(fēng)機
1.1羅茨風(fēng)機工作原理
由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),廢氣被吸入轉(zhuǎn)子和泵殼之間的 v0空間,然后通過排氣口排出。 由于 v0空間在吸入后完全關(guān)閉,泵腔內(nèi)沒有氣體的壓縮和膨脹。 然而,當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部翻過排氣口邊緣,v0空間與排氣口連接時,由于排氣口的高氣壓,一部分氣體將沖回 v0空間,使氣體壓力突然增加。 當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,氣體從泵中排出。
1. 2 羅茨風(fēng)機的特點
價格低廉,最簡單的旋轉(zhuǎn)機械,易于控制和維護;
與背壓變化②壓力;小型高速流風(fēng)扇效率;
?、?效率普遍低于多級離心風(fēng)機和單級離心風(fēng)機;
4當(dāng)流量大于120m3 / min 時,占用面積較大。
2、多級離心風(fēng)機
2.1多級離心風(fēng)機的工作原理
在氣體馬達的機械作用的離心式風(fēng)扇的葉輪的旋轉(zhuǎn)依靠可被傳遞到所述液體。因為離心式鼓風(fēng)機的,處理氣體入口朝向從葉輪,其能夠速度的出口(動能)能量和壓力已經(jīng)增加,則廢氣通過壓力葉輪室通過,大部分的速度能量被轉(zhuǎn)化為壓力能量,然后沿排放管線轉(zhuǎn)出,此時,因為在葉輪入口處的廢氣,以形成真空或低壓,氣體被壓入葉輪入口處在大氣壓,然后在旋轉(zhuǎn)葉輪連續(xù)地吸入和排出氣體。
2.2多級離心風(fēng)機特性
低速機械,可靠性高,使用壽命長;
(2)采購成本較低,備件為標(biāo)準(zhǔn)件,成本較低;無需復(fù)雜潤滑系統(tǒng);
?、廴菀资褂每諝饫鋮s設(shè)計,無需冷卻水,和維護的成本相關(guān)聯(lián)的故障;
?、?操作維護簡單,不需要經(jīng)過專門培訓(xùn)的操作維護人員(這對遠離大都市的工廠非常重要);
滿負荷效率高于羅茨鼓風(fēng)機,略低于單級離心鼓風(fēng)機
6功率小于400 kW的電機可以選擇變頻調(diào)速和直接連接驅(qū)動,大大提高了部分負荷的工作效率。在大多數(shù)工況下,變頻調(diào)速多級離心機的效率將比單級離心機高。由于部分負荷是污水處理廠最典型的工況,多級離心風(fēng)機具有較好的性價比,對中小型污水處理廠具有較好的長期和短期效益。
?、吆驮肼曅∮趩渭夒x心式鼓風(fēng)機;
⑧ 當(dāng)單位流量為100-400m3/min時,性價比最好。
3、單級高速離心風(fēng)機
3. 單級離心風(fēng)機的工作原理
其基本原理與多級離心風(fēng)機相同.空氣從鼓風(fēng)機吸入線進入進氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器。主傳動電機通過聯(lián)軸器與增速齒輪相連,高速旋轉(zhuǎn)的三路半開葉輪通過擴散器、蝸殼、排氣消聲器和擴壓管排出氣體。
單級離心式風(fēng)扇的特性3.2
?、俑咿D(zhuǎn)速(一般超過20000r/ min) ,噪音高;
?、跐M載效率高,無法采用變頻調(diào)速,部分負載能耗高;
?、鄞罅髁肯鄬φ嫉孛娣e小;
?、芸刂葡到y(tǒng)非常復(fù)雜;潤滑系統(tǒng)非常復(fù)雜;維護保養(yǎng)復(fù)雜,大修必須請制造原廠支援;
?、菪枰貏e訓(xùn)練的操作人員;
⑥設(shè)備投資大;單機流量大于300m3/ min 的性能價格比高。
二、三種風(fēng)機綜合對比
目前國內(nèi)城市污水處理廠主要采用進口產(chǎn)品,并對進口風(fēng)機的各項參數(shù)進行了比較:
三種風(fēng)扇能量消耗比較,請參見:三個風(fēng)扇流 - 功率曲線(參見圖1)。當(dāng)流量很小,三,風(fēng)機效率是不是很顯著差異;大流量的風(fēng)扇,所述旋轉(zhuǎn)速度不能由于羅茨式,效率低增加;其他兩個離心風(fēng)扇之間小的間隙。
三種風(fēng)機投資成本比較見三種風(fēng)機單位流量流量流量成本曲線圖(見圖2)。從上面的曲線可以看出:
?、傩×髁糠秶喝N風(fēng)機的能耗相差很小,但是羅茨鼓風(fēng)機的成本最低,性價比最好。
?、谥辛髁糠秶弘m然多級離心風(fēng)機成本比羅茨鼓風(fēng)機稍高,但是其能耗低、效率高,性價比最好。
?、鄞罅髁糠秶簡渭夒x心成本最低,能耗也最低,性價比最好。
離心風(fēng)機的流量調(diào)節(jié).部分負荷功率消耗(見圖3)。從上面的曲線可以看出:
?、俨糠重摵? 當(dāng)選擇風(fēng)機時,流量和壓力將有一定的設(shè)計裕度,特別是流量,一般會有20% ー30% 的裕度,同時,由于污水量和水質(zhì)的波動,每一刻所需的風(fēng)量也在變化。 所以嚴(yán)格地說,風(fēng)機總是部分負荷和總是滿負荷,所以風(fēng)機的流量必須調(diào)整。
?、趩渭夒x心風(fēng)機流量調(diào)節(jié):必須采用進口導(dǎo)葉和出口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)流量,但當(dāng)流量降低時,功耗不按相同比例降低(圖3),部分負荷效率低,能耗大。
③多級離心式風(fēng)扇的流量調(diào)節(jié):使用入口閥通常手動或自動調(diào)節(jié),但其節(jié)能效果并不理想,因為單級。 HIBON公司為中等功率(≤400KW)使用先進的變頻控制技術(shù)的多級離心式風(fēng)扇,功率消耗被降低與流率,高效率的部分載荷基本上同步。
三、風(fēng)機選型
從上面的比較可以看出,三種類型的扇子中的每一種都有優(yōu)勢(這就是它們同時存在的原因)。沒有最好的風(fēng)扇選擇,只有最合適的。不同規(guī)模、不同工藝、不同投資目的、不同使用條件的污水處理廠,可能導(dǎo)致不同的最佳選擇。
?、賹τ谛⌒臀鬯幚韽S,選擇簡單可靠的羅茨風(fēng)機是最好的,雖然效率差一些,但因價格低,總體價格經(jīng)濟效益可能是最好的;
?、趯τ谥行臀鬯幚韽S,選擇經(jīng)濟實用的多級離心機是最好的,特別是變頻調(diào)速多級離心機,具有極高的性能價格比,長期綜合經(jīng)濟效益佳;
③對于大型污水處理廠,單級高速離心風(fēng)機是最佳選擇。
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