污水處理工藝為什么要采用雷茨單級高速離心鼓風機

時間：2016-10-17作者：東莞市銳天機電科技有限公司瀏覽：20

在城市污水處理工藝中，活性污泥法具有投資少、處理效率高、運行經(jīng)驗成熟等特點而被廣泛使用。其曝氣系統(tǒng)通常采用鼓風曝氣。實際運行中，污水的水質、水量及環(huán)境等因素總處在變化之中，曝氣系統(tǒng)應能根據(jù)曝氣池溶解氧含量的變化及時調(diào)節(jié)供氣量，以保證處理效果，并不致浪費能源。因此，在項目設計階段，業(yè)主和設計單位均高度重視鼓風機的選型及調(diào)控方式的選擇。
例如某污水處理廠工程的初步設計，鼓風設備采用了單級高速離心風機，變頻控制調(diào)節(jié)風量的方案。為了滿足污水處理工藝的要求，較大限度節(jié)能、降低建設投資，經(jīng)考察，并多次組織*進行技術經(jīng)濟分析和論證，認為針對該工程污水處理鼓風曝氣工藝特點，采用進口導葉是鼓風機合理的調(diào)控方式。
1、工程概況及鼓風機調(diào)控方案
1.1工程概況
某污水處理廠設計規(guī)模為處理污水量150000 m3/d，采用A-B法生物處理工藝。工程分二期建設，一期工程按80000 m3/d實施，二期達到設計處理能力，目前正在實施中。
1.2鼓風機調(diào)控方案
在初步設計中，鼓風曝氣裝置，設計選用雷茨單級高速離心鼓風機?？紤]到污水處理量的不均衡性，為了節(jié)約能源，保證風機出口壓力不變及各工藝構筑物需氣量的要求，設計采用變頻調(diào)節(jié)的方式來控制鼓風機風量的變化。
主要設計參數(shù)如下：
出口相對風壓：49 kPa
風量：150 m3/min?臺(一期4臺)
進氣溫度：25℃
進氣壓力：98 kPa
排氣壓力：147 kPa
變頻器接受調(diào)節(jié)信號為4～20 MaDC
2、離心風機調(diào)控方式的分析、選擇
雷茨離心風機是目前應用較廣泛的風機，是風機節(jié)能的主要對象。從調(diào)查中了解到，目前風機運行中存在的主要問題是能源浪費嚴重。根據(jù)國家有關部門統(tǒng)計，風機與泵的用電量占全國用電總量的40%左右[1]。造成風機能耗大的主要原因是由于運行中的風機大量采用檔板、閥門等調(diào)節(jié)方式。這種方式雖簡便易行，但在調(diào)節(jié)過程中將產(chǎn)生大量的能量損耗。因此，在污水處理工程中需經(jīng)常調(diào)節(jié)風量的鼓風機，應選擇合適的調(diào)節(jié)方式，以降低能耗。
2.1離心風機的工作原理及特性
雷茨單級高速離心風機的工作原理是：原動機通過軸驅動葉輪高速旋轉，氣流由進口軸向進入高速旋轉的葉輪后變成徑向流動被加速，然后進入擴壓腔，改變流動方向而減速，這種減速作用將高速旋轉的氣流中具有的動能轉化為壓能(勢能)，使風機出口保持穩(wěn)定壓力。
從理論上講，離心鼓風機的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風機內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對應的離心風機的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當風機以恒速運行時，風機的工況點將沿壓力-流量特性曲線移動。風機運行時的工況點，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當管網(wǎng)阻力增大時，管路性能曲線將變陡。
風機調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風機本身的性能曲線或外部管網(wǎng)特性曲線，以得到所需工況。
2.2變頻調(diào)控原理與特性
隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機調(diào)速技術被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機的轉速方式來進行風機流量的控制，可以大幅度減少以往機械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。
2.3進口導葉調(diào)節(jié)原理及特性：
進口導葉調(diào)節(jié)裝置即在鼓風機吸風入口附近裝設一組可調(diào)節(jié)轉角的導葉-進口導葉，其作用是使氣流在進入葉輪之前發(fā)生旋轉，造成扭曲速度。導葉可繞自身軸轉動，葉片每轉動一個角度就意味著變換一個導葉安裝角，使進入風機葉輪的氣流方向相應改變。
進口導葉調(diào)節(jié)風量原理是：當導葉安裝角θ=0°時，導葉對進口氣流基本上無作用，氣流將以徑向流入葉輪葉片。當θ>0°時，進口導葉將使氣流進口的**速度沿圓周速度方向偏轉θ角，同時對氣流進口的速度有一定的節(jié)流作用，這種預旋和節(jié)流作用將導致風機性能曲線下降，從而使運行工況點變化，實現(xiàn)風機流量調(diào)節(jié)。
雷茨離心風機采用進口導葉調(diào)節(jié)方式，在部分負荷運行時可獲得高效率和較寬的性能范圍，在保持出口壓力恒定條件下，工作流量可在50%～**額定流量范圍內(nèi)變化[2]。調(diào)節(jié)深度愈大、省功愈多。如流量減少到額定流量的60%時，進口導葉方式比進口節(jié)流方式節(jié)省功率達17%之多[3]。此外，其結構相對簡單，運行可靠，維護管理方便，初期投資低。因此，此工程中鼓風機采用進口導葉調(diào)節(jié)流量，顯然是較佳調(diào)節(jié)方式。
3、結語
通過對變頻與導葉調(diào)節(jié)方式的原理與特點的分析，明確了在采用鼓風曝氣的污水處理工藝中，鼓風機調(diào)控方式的選擇，不能只考慮節(jié)能，而必須在滿足曝氣工藝對風量、風壓要求前提下，從流量變化范圍、風機功率大小、調(diào)節(jié)裝置的技術復雜程度、可靠性及投資等方面綜合考慮，進行技術經(jīng)濟分析，作出合理的選擇。


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  詞條說明

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