羅茨鼓風(fēng)機(jī)目前市場(chǎng)上多為三葉型，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。屬于容積式風(fēng)機(jī)，是一種定容積迥轉(zhuǎn)式氣體動(dòng)力機(jī)械。氣缸由機(jī)殼和兩端墻板包容而成，一對(duì)相互“咬合”(因?yàn)橛虚g隙，兩葉輪并不直接接觸)的葉輪將進(jìn)氣口與排氣口分隔開來(lái)，通過一對(duì)同步齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，兩葉輪在氣缸中作等速方向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，進(jìn)氣口的氣體不斷的被葉輪推移到排氣口，從而達(dá)到強(qiáng)制排氣的目的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。
其特點(diǎn)是在最高設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時(shí)，流量變化很小。羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力變化影響小。當(dāng)曝氣池液位變化時(shí)，鼓風(fēng)量基本不變。羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量受轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓可以維持。1、選型
在污水廠鼓風(fēng)機(jī)選型時(shí)，風(fēng)機(jī)廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風(fēng)機(jī)在實(shí)際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時(shí)，風(fēng)機(jī)的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計(jì)選型時(shí)就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實(shí)際使用狀態(tài)將風(fēng)機(jī)的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)參數(shù)來(lái)選型。
2、壓力
容積式鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機(jī)本身，而是氣體由鼓風(fēng)機(jī)排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風(fēng)機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)。鼓風(fēng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機(jī)的額定排氣壓力。實(shí)際上，鼓風(fēng)機(jī)可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強(qiáng)度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對(duì)于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對(duì)壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。（大致就是水深加一米）
3、風(fēng)量（需氧量）
在計(jì)算污水處理的需氧量時(shí)，其結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風(fēng)機(jī)的使用狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會(huì)發(fā)生變化，鼓風(fēng)機(jī)所供應(yīng)的空氣容積流量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。最為簡(jiǎn)單的計(jì)算方式就是按污水池面積來(lái)算 一個(gè)平方四個(gè)曝氣頭，每個(gè)曝氣頭的供氣量0.03m3/min（這里的0.03是取曝氣頭中間值）
4、冬季和夏季的區(qū)別
鼓風(fēng)機(jī)選型應(yīng)關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)供氣流量的變化規(guī)律對(duì)于同一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，在冬季和夏季，其容積流量是不會(huì)發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會(huì)發(fā)生變化，也就是說供氧量會(huì)有所不同。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風(fēng)機(jī)所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運(yùn)行的實(shí)際測(cè)量情況來(lái)看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會(huì)高出1～3mg/L。
因此，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，需要針對(duì)這種變化對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，使鼓風(fēng)機(jī)的充氧能力與實(shí)際運(yùn)行中的需氧量相適應(yīng)。對(duì)于羅茨鼓風(fēng)機(jī)來(lái)說，使用變頻器，通過改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整供風(fēng)量是很經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。
運(yùn)行中羅茨風(fēng)機(jī)可能出現(xiàn)一些問題，通過現(xiàn)象來(lái)排查設(shè)備問題是污師需要掌握的一種技能現(xiàn)象
噪音高 1管道堵塞引起壓力升高2皮帶罩安裝不當(dāng)引起的振動(dòng)3風(fēng)機(jī)軸承磨損4風(fēng)機(jī)內(nèi)進(jìn)入灰塵造成研傷5無(wú)潤(rùn)滑劑6V形帶輪松動(dòng)7三角帶打滑1重新或更換管路2重新裝好皮帶罩3更換新的軸承4拆檢風(fēng)機(jī)5補(bǔ)充潤(rùn)滑油6緊固項(xiàng)絲7調(diào)整皮帶張緊度葉輪與葉輪摩擦1葉輪上有污染雜質(zhì)，造成間隙過小2齒輪磨損,造成側(cè)隙大3齒輪固定不牢，不能保持葉輪同步4軸承磨損致使游隙增大1清除污物，并檢查內(nèi)件有無(wú)損壞2調(diào)整齒輪間隙,若齒輪側(cè)隙大于平均值 30%～50%應(yīng)更換齒輪3重新裝配齒輪,保持錐度 配合接觸面積達(dá)75%4更換軸承葉輪與墻板機(jī)殼的摩擦1安裝間隙不正確；2運(yùn)轉(zhuǎn)壓力過高，超出規(guī)定值；3運(yùn)轉(zhuǎn)溫度過高；4機(jī)殼或機(jī)座變形，風(fēng)機(jī)定位失效；5軸承軸向定位不佳。1重新調(diào)整間隙；2查出超載原因，將壓力降到規(guī)定值；3檢查安裝準(zhǔn)確度，減少管道拉力；4檢查修復(fù)軸承，并保證游隙。溫度過高1油箱內(nèi)油太多、太稠、大臟；2過濾器或消聲器堵塞；3壓力高于規(guī)定值；4葉輪過度磨損，間隙大；5通風(fēng)不好，室內(nèi)溫度高，造成進(jìn)口溫度高6運(yùn)轉(zhuǎn)速度太低，皮帶打滑。1降低油位或挾油；2清除堵物；3降低通過鼓風(fēng)機(jī)的壓差；4修復(fù)間隙；5開設(shè)通風(fēng)口，降低室溫；6加大轉(zhuǎn)速，防止皮帶打滑。流量不足1進(jìn)口過濾堵塞；2葉輪磨損，間隙增大得太多；3皮帶打滑；4進(jìn)口壓力損失大；5管道造成通風(fēng)泄漏。1清除過濾器的灰塵和堵塞物；2修復(fù)間隙；3拉緊皮帶并增加根數(shù)；4調(diào)整進(jìn)口壓力達(dá)到規(guī)定值；5檢查并修復(fù)管道皮帶破損1超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)2皮帶打滑3兩皮帶輪不平行1調(diào)整2調(diào)整3調(diào)整漏油或油泄露到機(jī)殼中1油箱位大高，由排油口漏出；2密封磨損，造成軸端漏油；3壓力高于規(guī)定值；4墻板和油箱的通風(fēng)口堵塞，造 成油泄漏到機(jī)殼中。 1 降低油位； 2更換密封； 3疏通通風(fēng)口，中間腔裝上具有2mm孔徑的旋塞，打開墻板下的旋塞。 異常振動(dòng)和噪聲立即停車 1滾動(dòng)軸承游隙超過規(guī)定值或軸承座磨損； 2齒輪側(cè)隙過大，不對(duì)中，固定不緊； 3由于外來(lái)物和灰塵造成葉輪與葉輪,葉輪與機(jī)殼撞擊； 4由于過載、軸變形造成葉輪碰撞； 5由于過熱造成葉輪與機(jī)殼進(jìn)口處磨擦； 6由于積垢或異物使葉輪失去平衡； 7地腳螺栓及其他緊固件松動(dòng)。 1更換軸承或軸承座； 2重裝齒輪并確保側(cè)隙； 3清洗鼓風(fēng)機(jī)，檢查機(jī)殼是否損壞； 4檢查背壓，檢查葉輪是否對(duì)中，并調(diào)整好間隙； 5檢查過濾器及背壓，加大葉輪與機(jī)殼進(jìn)口處間隙； 6清洗葉輪與機(jī)殼，確保葉輪工作間隙； 7擰緊地腳螺栓并調(diào)平底座。電機(jī)超載 1與規(guī)定壓力相比，壓差大，即背壓或進(jìn)口壓力大高；2與設(shè)備要求的流量相比，風(fēng)機(jī)流量太大，因而壓力增大；3進(jìn)口過濾堵塞，出口管道障礙或堵塞；4轉(zhuǎn)動(dòng)部件相碰和磨擦(卡住)；5油位太高；6窄V型皮帶過熱，振動(dòng)過大,皮帶輪過小。1降低壓力到規(guī)定值；2將多余氣體放到大氣中或降低鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；3 清除障礙物；4立即停機(jī)，檢查原因；5將油位調(diào)到正確位置；6檢查皮帶張力，換成大直徑的皮帶輪。電機(jī)停轉(zhuǎn)1超負(fù)荷2風(fēng)機(jī)研傷3電源接線不良4電機(jī)內(nèi)部過臟或軸承損壞5電機(jī)本身存在質(zhì)量問題1檢查管道系統(tǒng)2檢修3修理4清掃風(fēng)機(jī)或者更換軸承5更換電機(jī)
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羅茨鼓風(fēng)機(jī)選型中風(fēng)量和風(fēng)壓計(jì)算方法的探討
袁 泉/金科環(huán)保工程有限公司
姚 斌/銀川污水處理有限公司
摘要：針對(duì)污水處理廠羅茨鼓風(fēng)機(jī)在使用狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，進(jìn)口溫度、壓力等條件發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的性能也發(fā)生變化這種情況，探討了設(shè)計(jì)選型時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)容積流量、出口壓力等的確定方法，結(jié)合工程熱力學(xué)原理及羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作原理，推導(dǎo)了流量的計(jì)算公式，并通過實(shí)際工程中選型設(shè)計(jì)的計(jì)算范例，說明了計(jì)算公式的使用方法。
關(guān)鍵錦工：羅茨鼓風(fēng)機(jī) 設(shè)計(jì) 選型
中圖分類號(hào)：TH444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1006-8155（2006）06-0023-04
Discussion on Calculation Method of Flow and Pressure in Fan Selection for Roots Blower
Abstract: Under the operation and standard condition, the performance of Roots blower in sewage treatment plant is changed with inlet temperature and pressure, aiming at this problem, the method to determine volume flow and outlet pressure of blower are discussed. Combining with thermodynamics and the operation principle of blower, the calculation formula of flow is derived, and the using method of the calculation formula is explained through example of selection and design in actual engineering.
Key words: Roots blower Design Selection
引言
羅茨鼓風(fēng)機(jī)是污水處理工程中常用的充氧設(shè)備，在污水廠鼓風(fēng)機(jī)選型時(shí)，風(fēng)機(jī)廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，我國(guó)規(guī)定的風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài):壓力p0=101.3 kPa，溫度T0=20℃，相對(duì)濕度=50%，空氣密度ρ=1.2 kg/m3。然而風(fēng)機(jī)在實(shí)際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時(shí)，風(fēng)機(jī)的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計(jì)選型時(shí)就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實(shí)際使用狀態(tài)將風(fēng)機(jī)的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)參數(shù)來(lái)選型。
2 鼓風(fēng)機(jī)出口壓力的計(jì)算
出口壓力的計(jì)算方法
這里所說的出口壓力為鼓風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和使用狀態(tài)下出口的絕對(duì)壓力：
p1′=p2+△p2 （1）
式中 p1′—— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)的出口壓力（絕對(duì)壓力），kPa
p2 ——使用狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力（環(huán)境大氣壓力），kPa
△p2 —— 使用狀態(tài)下風(fēng)機(jī)的升壓，kPa
出口壓力影響因素的分析
羅茨鼓風(fēng)機(jī)[1]工作過程如圖1所示：在圖1a中，左面為進(jìn)氣腔，腔內(nèi)壓力與進(jìn)氣壓力相等；隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，在圖1b、c、d中，容積V保持不變，V內(nèi)氣體壓力與進(jìn)氣壓力相等；當(dāng)運(yùn)行到圖1e的位置時(shí)，V與排氣口相連通，排氣口的高壓氣體迅速回流，與低壓氣體混合，使其壓力由進(jìn)氣壓力突然躍升到排氣壓力。因此，容積式鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機(jī)本身，而是氣體由鼓風(fēng)機(jī)排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的 [2]，所以羅茨鼓風(fēng)機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)。鼓風(fēng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機(jī)的額定排氣壓力。實(shí)際上，鼓風(fēng)機(jī)可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強(qiáng)度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對(duì)于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對(duì)壓力（背壓）為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和，如圖1所示。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，“背壓”也會(huì)升高，于是鼓風(fēng)機(jī)的壓力也就相應(yīng)升高；又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會(huì)減少，“背壓”便不斷降低，鼓風(fēng)機(jī)的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力時(shí)，只需要鼓風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所能達(dá)到的絕對(duì)壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深、管路損失之和。
鼓風(fēng)機(jī)空氣流量的計(jì)算
在
現(xiàn)如今羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)眾多，羅茨風(fēng)機(jī)質(zhì)量也參差不齊，如何選購(gòu)羅茨風(fēng)機(jī)就成為很多客戶的一大難題。下面就從技術(shù)從面分析選購(gòu)羅茨風(fēng)機(jī)的注意事項(xiàng)：選購(gòu)羅茨風(fēng)機(jī)主要根據(jù)流量，壓力來(lái)選，同時(shí)滿足安裝，噪聲等其它要求。一般是先選形式，如離心還是軸流。再選型號(hào)，主要根據(jù)流量，壓頭，是否要切割葉片，電機(jī)選多大等。最后再結(jié)合噪聲等其它要求。
首先，要分析工藝對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)的要求：是恒流量供風(fēng)還是恒壓供風(fēng)，工藝對(duì)這些參數(shù)的嚴(yán)格程度如何，一旦這些參數(shù)被破壞，后果的嚴(yán)重。羅茨風(fēng)機(jī)屬于恒流量風(fēng)機(jī)，工作的主參數(shù)是風(fēng)量，輸出的壓力隨管道和負(fù)載的變化而變化，風(fēng)量變化很小。離心風(fēng)機(jī)屬于恒壓風(fēng)機(jī)，工作的主參數(shù)是風(fēng)壓，輸出的風(fēng)量隨管道和負(fù)載的變化而變化，風(fēng)壓變化不大。當(dāng)這些參數(shù)被破壞，后果較嚴(yán)重時(shí)，你需要采取輔助措施，如：增設(shè)穩(wěn)壓閥、卸流閥、報(bào)警裝置及自動(dòng)停車裝置等。一般大的污水處理廠選擇離心，單機(jī)風(fēng)量大，效率高，當(dāng)然投資也比較大；一般小的污水處理廠選擇羅茨，單機(jī)風(fēng)量小些，效率低一點(diǎn)，投資比較小。風(fēng)機(jī)風(fēng)量為40m3/min左右的風(fēng)機(jī)屬于小風(fēng)機(jī),羅茨風(fēng)機(jī)應(yīng)該足夠用了,離心機(jī)在100m3/min以上才能顯示出它能耗上的優(yōu)勢(shì),在小流量上不管是價(jià)格還是能耗都是羅茨比較實(shí)用。羅茨風(fēng)機(jī)的流量、風(fēng)壓、功率跟離心式風(fēng)機(jī)完全不同，風(fēng)機(jī)的流量一般變化不大，壓力變化幅度較大，壓力增大時(shí)，軸功率增大；而離心式風(fēng)機(jī)在壓力增大時(shí)，軸功率減小。絕對(duì)不可用調(diào)小閥門的辦法減小風(fēng)量和風(fēng)壓，可裝一個(gè)放空，通過放空來(lái)調(diào)節(jié)曝氣池的氣量。為什么絕對(duì)不可用調(diào)小閥門的辦法減小風(fēng)量和風(fēng)壓？會(huì)使風(fēng)機(jī)的電機(jī)溫升過大,以致燒毀電機(jī)。一般采取裝一個(gè)放空閥，把不用的氣放掉,如果將閥們調(diào)小的話就就會(huì)使風(fēng)機(jī)的電機(jī)溫升過大,以致燒毀電機(jī)。
章丘錦工羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)齊全，制造精良、噪音低，高效節(jié)能、羅茨風(fēng)機(jī)價(jià)格優(yōu)惠。主要用于環(huán)保、沼氣輸送 、污水處理、水產(chǎn)、氣力輸送、水泥、化工、鋼鐵等行業(yè)。
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關(guān)注
在城市污水處理廠，鼓風(fēng)曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風(fēng)機(jī)在節(jié)約運(yùn)行成本中占著至關(guān)重要的作用。
好氧池曝氣常用的風(fēng)機(jī)有四類：羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)、單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)和磁(空氣)懸浮風(fēng)機(jī)。
1、羅茨鼓風(fēng)機(jī)
羅茨鼓風(fēng)機(jī)目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)是在最高設(shè)計(jì)壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時(shí)，流量變化很小。羅茨風(fēng)機(jī)的性能曲線如下：
從性能曲線可知，羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量受壓力變化影響小。當(dāng)曝氣池液位變化時(shí)，鼓風(fēng)量基本不變。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量受轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓可以維持。
2、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)
離心鼓風(fēng)機(jī)是電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負(fù)壓吸入，達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級(jí)離心升壓有限，采用多級(jí)串接的方式可達(dá)到升壓要求，稱為多級(jí)離心風(fēng)機(jī)。多級(jí)離心風(fēng)機(jī)典型的性能曲線如下：
從性能曲線可知，多級(jí)離心風(fēng)機(jī)隨風(fēng)壓變化流量變化較大。當(dāng)曝氣池液位變化時(shí)，鼓風(fēng)量會(huì)有變化。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：多級(jí)離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)可通過變頻進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓會(huì)相應(yīng)降低，變頻范圍受到一定限制。
3、單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)
單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)指提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通過單級(jí)離心即可達(dá)到工藝的升壓要求。單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、效率高，對(duì)制造水平要求較高。單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)的性能曲線如下：
從性能曲線可知，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)隨風(fēng)壓變化流量變化非常大。當(dāng)曝氣池液位發(fā)生變化時(shí)，鼓風(fēng)量變化會(huì)較大。
風(fēng)量調(diào)節(jié)：?jiǎn)渭?jí)高速離心風(fēng)機(jī)可通過進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)整，風(fēng)量調(diào)整時(shí)不影響風(fēng)壓，同時(shí)可以降低風(fēng)機(jī)軸功率，達(dá)到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)壓下降幅度會(huì)較大，可能會(huì)無(wú)法滿足工藝要求，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)一般不用變頻調(diào)節(jié)風(fēng)量。
4、磁(空氣)懸浮風(fēng)機(jī)
磁(空氣)懸浮離心風(fēng)機(jī)是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動(dòng)軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)整風(fēng)量。懸浮離心風(fēng)機(jī)由于摩擦力小，風(fēng)機(jī)效率會(huì)更高。
磁(空氣)懸浮風(fēng)機(jī)葉輪也為單級(jí)高速類型，性能曲線與單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)類似。
不同的曝氣風(fēng)機(jī)有著不同的適用范圍，羅茨風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)和單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風(fēng)機(jī)在小流量范圍，多級(jí)離心中流量范圍，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)在高流量范圍。羅茨風(fēng)機(jī)：1~100m3/min;多級(jí)離心風(fēng)機(jī)：20~400m3/min;單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)：40~1000m3/min。
三種風(fēng)機(jī)的流量與功率的比較見下圖。
從上圖中可知，在風(fēng)機(jī)的效率方面單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)最高，多級(jí)離心風(fēng)機(jī)其次，羅茨風(fēng)機(jī)最低。同樣的供風(fēng)量，羅茨風(fēng)機(jī)能耗最高，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)能耗最低。
從設(shè)備采購(gòu)成本看，羅茨風(fēng)機(jī)成本最低，多級(jí)離心風(fēng)機(jī)居中，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)最高。綜合考慮能耗、設(shè)備采購(gòu)及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等因素，三種風(fēng)機(jī)的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中，羅茨風(fēng)機(jī)由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級(jí)離心和單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)。在100m3/min以上的流量時(shí)，由于單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)具有更高的運(yùn)行效率，綜合成本優(yōu)于多級(jí)離心風(fēng)機(jī)。
在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機(jī)具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在中流量范圍內(nèi)，多級(jí)離心風(fēng)機(jī)性價(jià)比較好，高流量時(shí)，單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)綜合成本最低。在實(shí)際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運(yùn)行維護(hù)方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風(fēng)機(jī)相對(duì)于其他三種鼓風(fēng)機(jī)，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護(hù)復(fù)雜，目前應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔(dān)不起，隨著磁(空氣)懸浮風(fēng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，以后成本會(huì)越來(lái)越親和！
1、按實(shí)際情況計(jì)算參數(shù)
在污水廠鼓風(fēng)機(jī)選型時(shí)，風(fēng)機(jī)廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風(fēng)機(jī)在實(shí)際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時(shí)，風(fēng)機(jī)的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計(jì)選型時(shí)就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實(shí)際使用狀態(tài)將風(fēng)機(jī)的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)參數(shù)來(lái)選型。
2、出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機(jī)本身，而是氣體由鼓風(fēng)機(jī)排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風(fēng)機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)。
鼓風(fēng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機(jī)的額定排氣壓力。實(shí)際上，鼓風(fēng)機(jī)可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強(qiáng)度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對(duì)于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對(duì)壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會(huì)升高，于是鼓風(fēng)機(jī)的壓力也就相應(yīng)升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會(huì)減少，背壓便不斷降低，鼓風(fēng)機(jī)的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定曝氣鼓風(fēng)機(jī)壓力時(shí)，只需要鼓風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所能達(dá)到的絕對(duì)壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
3、鼓風(fēng)機(jī)空氣流量因素
在計(jì)算污水處理的需氧量時(shí)，其結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風(fēng)機(jī)的使用狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會(huì)發(fā)生變化，鼓風(fēng)機(jī)所供應(yīng)的空氣容積流量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。
因此，必須計(jì)算出能供應(yīng)相同質(zhì)量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區(qū)使用時(shí)，環(huán)境大氣壓力也會(huì)發(fā)生變化，壓力比相應(yīng)升高，那么，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的泄漏流量qvb則會(huì)增大，這將導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)所供應(yīng)的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。
因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮使用條件發(fā)生變化時(shí)各種因素的影響，以保證風(fēng)機(jī)所供應(yīng)的實(shí)際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計(jì)算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
4、注意冬季和夏季的區(qū)別
鼓風(fēng)機(jī)選型應(yīng)關(guān)注鼓風(fēng)機(jī)供氣流量的變化規(guī)律對(duì)于同一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，在冬季和夏季，其容積流量是不會(huì)發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會(huì)發(fā)生變化，也就是說供氧量會(huì)有所不同。
鼓風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的，但因?yàn)榭諝饷芏?ρ)、含濕量(ds) 等發(fā)生了變化，導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時(shí)增加、夏季溫度升高時(shí)降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計(jì)算例題中的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計(jì)算出鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于進(jìn)水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會(huì)發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風(fēng)機(jī)的供氧量(FOR)在減少，這是設(shè)計(jì)時(shí)考慮需氧量的最不利工況點(diǎn)，此時(shí)，供氧量、需氧量基本相當(dāng);在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風(fēng)機(jī)的供氧量(FOR)增大，此時(shí)，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風(fēng)機(jī)所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運(yùn)行的實(shí)際測(cè)量情況來(lái)看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會(huì)高出1～3mg/L。
因此，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，需要針對(duì)這種變化對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，使鼓風(fēng)機(jī)的充氧能力與實(shí)際運(yùn)行中的需氧量相適應(yīng)。對(duì)于羅茨鼓風(fēng)機(jī)來(lái)說，使用變頻器，通過改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整供風(fēng)量是很經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。結(jié)論同一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算進(jìn)行選型，否則有可能導(dǎo)致生化系統(tǒng)的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化，鼓風(fēng)機(jī)所供應(yīng)氧氣的質(zhì)量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應(yīng)采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。
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