污水处理厂鼓风机房的作用_罗茨鼓风机

污水处理厂鼓风机房的作用：污水处理厂常用的几种鼓风机性能特点及适用场合对比

　　作者简介排版保留：冯旭初 1975.11、男、汉族，中专学历，助理工程师，从1995年起长期从事污水处理设备管理和技术改造工作。

　　摘要对几种污水处理厂常用的不同类型的鼓风机性能特点进行分析比较，结合污水处理厂运行的实例，总结不同种类风机的适用场合。

　　关键词污水处理厂鼓风机性能适用

　　国内污水处理厂大部分采用的是生物曝气工艺，鼓风机是该工艺的核心设备，而且鼓风机是整个污水厂能耗最大的设备，它的性能和运行经济性，对污水处理厂的正常运作、长期效益起着重要作用。本文结合一些污水处理厂运行的实例，对几种不同类型的鼓风机的性能特点、适用范围进行了对比概括，可为新建、扩建污水处理项目设备选型作借鉴。

　　1、污水处理厂常用的风机种类

　　污水处理厂应用的风机种类主要有：罗茨鼓风机（一般为三叶罗茨鼓风机）、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机和空气悬浮鼓风机。

　　2、四种风机的性能对比

　　2.1风量调节

　　鼓风机的的风量调节有出口节流调节、进气节流调节、进出口导叶组合调节和变频调节等方式。出口节流调节是人为的加大管网阻力的调节方法，会使整个装置效率大大下降。进气节流调节通过改变进气阀门的开度来改变风机性能曲线达到调节目的，此方法简便易行并可节约能耗。进出口导叶组合调节是根据入口温度、压缩机内的差分压力、要求的流量变化通过程序调节导流系统和扩散系统，使风机运行在最佳工况。变频调节是通过变频技术改变风机转速从而改变风量的调节方式。

　　罗茨鼓风机一般采用出口节流调节，还可采用变频控制，调节的范围较广。

　　多级离心鼓风机一般采用进气节流调节，但调节效果不大理想。它也可采用先进的变频调速技术，功耗基本上与流量同步减小。流量调节范围在70-100%之间，调节范围较窄。

　　单级离心鼓风机无法采用变频调速，流量是采用进风导叶和出风导叶的组合调节。在恒速运转下，空气流量能连续向下调节至45%。

　　空气悬浮离心鼓风机采用直流电机及调速控制系统，调节叶轮转速，从而调节流量，流量可调范围20-100%，范围广。

　　2.2效率

　　不管是何种风机，其效率都是相对的，在实际运行中不可能总是保持最高效率，任何外部增加的阻力（如阀门、管道弯头、曝气器阻力、水位变化等）都会使效率降低。所以要保持鼓风机高效率运行，和工艺流程设计、风机的合理选用是密不可分的。

　　在同等条件下，四种鼓风机中，空气悬浮鼓风机的效率最高，它采用直流电机，电机效率可高达97。其余三种鼓风机，在流量较小时，罗茨鼓风机、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机效率差异不是很显著；中等流量以上，由于罗茨式转速无法提高，效率较低，另两种离心风机差距较小；大流量时，单级离心鼓风机效率最高。

　　一般来说，进口鼓风机的效率比同类型的国产风机效率要高一些。

　　2.3维护保养

　　罗茨鼓风机属简单的回转机械，易于控制和维护；多级离心鼓风机转速低，不需要复杂的润滑系统，一般采用全风冷式设计，无需用冷却器，操作简单，备件少，维护量不大；单级离心鼓风机构造复杂，运转转速高(一般超过15000r/ min) ，相对维护保养要求高，大修必须请制造原厂支援。控制系统、润滑系统非常复杂，操作也相对复杂，需要特别训练的操作人员；空气悬浮鼓风机无齿轮箱、联轴器、冷却系统和油润滑系统，长期无需维修保养，维护量极小。

　　2.4运行稳定性

　　罗茨鼓风机结构简单，叶轮磨损小，运转平稳，性能稳定，可以长期连续运转；多级离心鼓风机转速低，在额定转速范围内及相对恒定供气量和气压的场合可靠性高，但它抗外部压力变化的自身调节能力差，容易出现喘振；单级离心鼓风机技术比较先进，也较为成熟，稳定性高，压力基本保持恒定，可以长期连续运行，故障率不高；空气悬浮离心鼓风机现阶段均为进口产品，进入中国市场的时间不长，长期运行的稳定性、售后服务、零配件供应等方面问题有待验证。

　　2.5适用场合

　　罗茨鼓风机采用皮带传动，转速无法提高，不适用于大流量场合，一般低于150m3/h较为经济。最适用于污水厂的曝气沉砂池及处理规模1万m3/d以下的小型污水厂，特别是压力与流量随时间变化而变化的工艺和场合。

　　多级离心风机对于中小型污水厂来说具有更好的性价比和良好的长短期效益，它只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺，不适用于间歇曝气工艺和管网压力骤然升高、变化速率快的工艺，单机流量在100～400 m3/min时具有较好的性价比。

　　单级离心鼓风机单机流量大，压力基本恒定，满载效率高，适用于大中型污水厂，适应各种工艺调节。单级离心鼓风机单机流量在800 m3/min时性价比高。

　　空气悬浮离心鼓风机单机功率和风量都做不大，不适合大型污水厂，用在小型污水厂投资又大，所以最适用于中型污水厂，并适应各种工艺调节。

　　3应用实例

　　1） 某一污水厂处理规模为5万m3/日，采用UNITANK工艺，该厂采用了两台国际知名品牌的多级离心鼓风机进行鼓风曝气，一用一备，电机功率为200KW。实际运行中鼓风机需维持在较高频率（65～68 Hz）下运行，降低工作频率鼓风机极易出现喘振甚至停机。出现上述问题的原因主要有以下两个方面：一是UNITANK工艺生化池周期性间歇曝气造成管网供气量周期性变化，即管路压力周期性骤然升高；二是多级离心鼓风机工作曲线窄，转速低，自身调节抗外部压力骤然升高的能力差。长期在高频率下运行，会产生以下不利的影响：a、在该运行频率下，鼓风机的流量达到6000 m3/ h以上，供给生化池的气量过多，造成生化池溶解氧过高，工艺难以调控；b、鼓风机能耗高；c、该鼓风机配备的是普通电机，超频使用，电机发热严重，缩短寿命。

　　2） 另一污水厂处理规模为1.5万m3/日，采用UNITANK工艺，该厂采用了三台合资品牌的罗茨鼓风机进行鼓风曝气，设计两用一备，电机功率为90KW，两台配变频电机，一台定频。实际运行中，由于水量不足，平均处理量约为4000m3/日，大部分时间只需开一台风机，而且运行频率在25～35Hz之间。从理论上讲罗茨风机是可以在0Hz～50Hz范围内使用的，但电机运行频率长期过低时，会造成电流大，电机发烫，整体震动偏大，噪音高。转速过低还会造成润滑不良，齿轮容易磨损，影响风机寿命，而且效率也很低。

　　4结论

　　污水处理厂选择鼓风机，应根据规模、工艺、投资目的、使用条件来有所侧重的选择：

　　对于处理规模1万m3/d以下的小型污水处理厂，无论何种工艺，选择简单可靠的罗茨风机是最合适的，因为它投资成本和运行成本低，总体经济效益佳。

　　对于中型污水处理厂，可以选择多级离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机，但多级离心鼓风机只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺，如A2/O工艺。为方便调节流量，有必要配备变频器进行调速，且要求配套变频电机。而空气悬浮离心鼓风机适合各种污水处理工艺，机房建造成本低，运行节能，综合经济效益好，推荐售后服务完善的地区应用。当然，如果不需多考虑投资成本的话，单级离心风机也是理想的选择。

　　对于大型污水处理厂,单级高速离心风机是最佳选择，因为它单机流量大，压力恒定，适合各种工艺，效率也高。

　　④ 对于处理规模设计超前的污水处理厂，更应考虑选择流量调节范围广的风机。

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污水处理厂鼓风机房的作用：污水处理厂鼓风机房设计体会

　　摘要：目前污水处理厂鼓风机的节能问题已受到人们的普遍重视，本文结合天津市纪庄子污水厂鼓风机房改造、东郊污水厂和无缝钢管厂污水处理工程鼓风机房设计，从保证安全运行和改善工作环境等方面谈几点设计体会。

　　关键词：污水处理厂 鼓风机房 设计体会

　　1喘振及防止方法

　　1.1喘振

　　在风机运转过程中，当流量不断减少到Qmin值时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动，这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道，会使风机出口压力突然大幅度下降，而管网中压力并不马上减低，于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力，管网中的气体倒流向风机，直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着，鼓风机又开始向管网供气，将倒流的气体压出去，这又使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响，机器产生剧烈振动，以至无法工作，这就是喘振。

　　从理论上还不能正确计算出喘振工况点，只能在性能测试时根据经验来判断是否进入喘振工况。

　　①听测风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时，出气管道中气流发出的噪音时高时低，产生周期性变化。当进入喘振工况时，噪音立即剧增，甚至有爆音出现。

　　②观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大，当进入喘振区时，二者的变化都很大。

　　③观测机体的振动情况。进入喘振区时，机体和轴承都会发生强烈的振动。

　　1.2防止方法

　　采用出风管放气。在出风管上设一旁通管，一旦风量降低至Qmin，旁通管上的阀门自动打开放气，此时进口的流量增加，工作点可由喘振区移至稳定工作区，从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时，随着工况变化，导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求，从而避免气流失速，可有效防止风机喘振。

　　2噪声控制

　　鼓风机的噪声对污水处理厂的环境影响非常严重，噪声的辐射主要通过风机本体，进、出风管和连接风道。据有关资料介绍，国外有的鼓风机房为减小噪音将鼓风机设在地下，而地上式鼓风机房室内设有吸音板，门、窗全部是密封的，其造价很可观。结合我国实际情况，针对风机组产生的各种噪声源，通常采取的措施有：消声、隔声、隔振和包覆。

　　①消声

　　装设消声器是控制风机噪声的主要途径，消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置，可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。东郊污水厂在进风廊道内两侧整个截面设有若干2m多长的吸音板块，空气从板块间通过，降低了噪声。而纪庄子污水厂则在进、出风管道上加设消音器。

　　②隔声和吸声

　　风机进、出风管加设消音器后，其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下，可采取隔音措施，设置隔声室，在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料，以消除机组产生的噪声。

　　③隔振

　　振动是噪声的主要起源，风机组的振动会产生低频噪声，故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此，风机的外壳材料宜选用铸铁，以增加设备自重与外壳厚度，减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头，降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声，对于小型鼓风机可在机组的基础下加设减振器。

　　④包覆

　　室外出风管道目前大多数设在地面上，实际运行中噪声很大，可将出风管全部设在地面以下，利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。

　　通过综合控制会使整个鼓风系统噪声减弱，达到规范的要求。

　　3风机冷却

　　为改善鼓风机房运行管理环境，在选择鼓风机时需考虑鼓风机的冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷(如纪庄子污水厂)和风冷(如东郊污水厂)。通过运行发现，水冷虽然增加了冷却水系统，但运行环境良好；而风冷的鼓风机，热量直接排至室内，夏季室温高达40℃以上，东郊污水厂只好在每台鼓风机上加设通风机及排风管道，影响了机房的环境。因此，鼓风机选型时宜选择水冷式。

　　每座污水厂选择的鼓风机类型有所不同，设计形式多种多样，关键是要综合考虑多方面因素，采用切实可行的方法，设计一套完整的供气系统，保证污水厂的安全运行，同时创造良好的工作环境。来源：谷腾水网

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