風(fēng)機(jī)的應(yīng)用選擇

1、污水處理工藝中鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的選擇污水處理工藝中鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的選擇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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟等特點(diǎn)而被廣泛使用。其曝氣系統(tǒng)通常采用鼓風(fēng)曝氣。實(shí)際運(yùn)行中，污水的水質(zhì)、水量及環(huán)境等因素總處在變化之中，曝氣系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)曝氣池溶解氧含量的變化及時(shí)調(diào)節(jié)供氣量，以保證處理效果，并不致浪費(fèi)能源。因此，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，業(yè)主和設(shè)計(jì)單位均高度重視鼓風(fēng)機(jī)的選型及調(diào)控方式的選擇。太原市河西北中部污水處理廠工程的初步設(shè)

2、計(jì)，鼓風(fēng)設(shè)備采用了單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)，變頻控制調(diào)節(jié)風(fēng)量的方案。為了滿足污水處理工藝的要求，最大限度節(jié)能、降低建設(shè)投資，經(jīng)考察，并多次組織專家進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論證，認(rèn)為針對(duì)本工程污水處理鼓風(fēng)曝氣工藝特點(diǎn)，采用進(jìn)口導(dǎo)葉是鼓風(fēng)機(jī)合理的調(diào)控方式。1工程概況及鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方案工程概況及鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方案1.11.1工程概況工程概況太原市河西北中部污水處理廠位于太原市汾河西岸，九院沙河入汾河口南岸，是國(guó)家投資的“雙千億”工程之一。設(shè)計(jì)規(guī)模為處理污水量15

3、0000m3d，采用AB法生物處理工藝。工程分二期建設(shè)，一期工程按80000m3d實(shí)施，二期達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力，目前正在實(shí)施中。1.21.2鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方案鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方案在初步設(shè)計(jì)中，鼓風(fēng)曝氣裝置，設(shè)計(jì)選用單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)。考慮到污水處理量的不均衡性，為了節(jié)約能源，保證風(fēng)機(jī)出口壓力不變及各工藝構(gòu)筑物需氣量的要求，設(shè)計(jì)采用變頻調(diào)節(jié)的方式來控制鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的變化。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：出口相對(duì)風(fēng)壓：49kPa風(fēng)量：150m3min?臺(tái)（一期4臺(tái)）

4、進(jìn)氣溫度：25℃進(jìn)氣壓力：98kPa排氣壓力：147kPa變頻器接受調(diào)節(jié)信號(hào)為4～20MaDC2離心風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的分析、選擇離心風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的分析、選擇離心風(fēng)機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)機(jī)，是風(fēng)機(jī)節(jié)能的主要對(duì)象。從調(diào)查中了解到，目前風(fēng)機(jī)運(yùn)行中存在的主要問題是能源浪費(fèi)嚴(yán)重。根據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)與泵的用電量占全國(guó)用電總量的40％左右[1]。造成風(fēng)機(jī)能耗大的主要原因是由于運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)大量采用檔板、閥門等調(diào)節(jié)方式。這種方式雖簡(jiǎn)便易行，但在調(diào)節(jié)過

5、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(fēng)量的鼓風(fēng)機(jī)，應(yīng)選擇合適的調(diào)節(jié)方式，以降低能耗。2.12.1離心風(fēng)機(jī)的工作原理及特性離心風(fēng)機(jī)的工作原理及特性單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)的工作原理是：原動(dòng)機(jī)通過軸驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進(jìn)口軸向進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動(dòng)被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動(dòng)方向而減速，這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能（勢(shì)能），使風(fēng)機(jī)出口保持穩(wěn)定壓力。從理論上講，離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力流量特性曲線

6、是一條直線，但由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實(shí)際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對(duì)應(yīng)的離心風(fēng)機(jī)的功率在本工程中，曝氣池深度是固定的，鼓風(fēng)機(jī)在保持出口壓力恒定條件下，進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，即Ｈ＝常量，Ｑ＝變量時(shí)，管網(wǎng)的特性曲線近似于水平直線，鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，不必借助于改變管網(wǎng)特性曲線，可通過改變導(dǎo)葉的開閉角度，使風(fēng)機(jī)的壓力流量性能曲線改變，流量的變化是通過將工況點(diǎn)移動(dòng)到新的改變了的風(fēng)機(jī)特性曲線上的方法實(shí)現(xiàn)的（見圖4）。離心風(fēng)

7、機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式，在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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％～100％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(shí)，進(jìn)口導(dǎo)葉方式比進(jìn)口節(jié)流方式節(jié)省功率達(dá)17％之多[3]。此外，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維護(hù)管理方便，初期投資低。因此，本工程中鼓風(fēng)機(jī)采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)流量，顯然是最佳調(diào)節(jié)方式。2.42.4不同調(diào)控方式的比較不同調(diào)控方式的比較圖5給出了不

8、同調(diào)控方式時(shí)風(fēng)量和軸功率的關(guān)系。盡管變頻調(diào)節(jié)的離心鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)范圍很廣，在節(jié)能上有顯著效果，但用在本工程的工藝系統(tǒng)中將受到工藝條件限制，調(diào)節(jié)范圍僅為80％～100％，而且通過圖5[3]可看出，在相對(duì)流量變化不大時(shí)，變頻與導(dǎo)葉兩種調(diào)節(jié)方式消耗功率差別并不大，因此采用變頻調(diào)節(jié)方式，其節(jié)能特長(zhǎng)顯示不出來，這就失去了選擇它的意義。而選擇導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式的鼓風(fēng)機(jī)，在保持出口壓力恒定條件下可以較大范圍調(diào)節(jié)風(fēng)量（５０％～１００％），以保證污水中溶解氧含量穩(wěn)

9、定，相對(duì)地節(jié)省了能源。所以應(yīng)選擇導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式的高速離心風(fēng)機(jī)，作為本工程的設(shè)備選型。同時(shí)，為了更好地體現(xiàn)出節(jié)能效果，對(duì)于大功率的離心風(fēng)機(jī)，還應(yīng)注意配套電機(jī)的選擇，如采用10kV高壓電機(jī)，也有助于降低能耗。通過對(duì)變頻與導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式的原理與特點(diǎn)的分析，明確了在采用鼓風(fēng)曝氣的污水處理工藝中，鼓風(fēng)機(jī)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(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓要求前提下，從流量變化范圍、風(fēng)機(jī)功率大小、調(diào)節(jié)裝置的技術(shù)復(fù)雜程度、可靠性及投資等方面綜

10、合考慮，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，作出合理的選擇。三晶變頻器在風(fēng)機(jī)中的調(diào)速節(jié)能作用三晶變頻器在風(fēng)機(jī)中的調(diào)速節(jié)能作用三晶S350變頻器應(yīng)用風(fēng)機(jī)上的特點(diǎn)：1、符合風(fēng)機(jī)負(fù)載特性的二次方減轉(zhuǎn)矩曲線2、可根據(jù)負(fù)載自行設(shè)定運(yùn)行曲線3、調(diào)速節(jié)能三晶三晶S350系列是新一代高性能矢量變頻器，產(chǎn)品有如下特點(diǎn)：系列是新一代高性能矢量變頻器，產(chǎn)品有如下特點(diǎn)：■采用最新高速電機(jī)控制專用芯片DSP，確保矢量控制快速響應(yīng)■硬件電路模塊化設(shè)計(jì)，確保電路穩(wěn)定高效運(yùn)行■外觀設(shè)計(jì)

11、結(jié)合歐洲汽車設(shè)計(jì)理念，線條流暢，外形美觀■結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好■無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、VF控制均可選擇■強(qiáng)大的輸入輸出多功能可編程端子，調(diào)速脈沖輸入，兩路模擬量輸出■獨(dú)特的“挖土機(jī)”自適應(yīng)控制特性，對(duì)運(yùn)行期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩上限自動(dòng)限制，有效抑制過流頻繁跳閘■寬電壓輸入，輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)壓（AVR），瞬間掉電不停機(jī)，適應(yīng)能力更強(qiáng)■內(nèi)置先進(jìn)的PID算法，響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)試簡(jiǎn)單；16段速控制，簡(jiǎn)易PL