鼓風(fēng)機(jī)是污水處理好氧生物處理單元的重要設(shè)備，同時(shí)也是主要的耗能設(shè)備。曝氣鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性是最重要的兩個(gè)性能指標(biāo)。如何選取適合的鼓風(fēng)機(jī)，山東鑫鴻偉環(huán)保設(shè)備結(jié)合多年設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多種鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了介紹和參數(shù)對(duì)比，可以幫助大家能夠快速的對(duì)不同類(lèi)型鼓風(fēng)機(jī)的適用性和如何選擇提出了很好的建議。

概述

目前，二級(jí)生物處理污水廠大多數(shù)采用鼓風(fēng)曝氣工藝，而鼓風(fēng)機(jī)是此工藝中最為核心的設(shè)備之一，鼓風(fēng)機(jī)的能耗有時(shí)占污水廠總能耗的50% 以上，因此污水處理廠選用何種形式的風(fēng)機(jī)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

風(fēng)機(jī)的種類(lèi)主要有羅茨風(fēng)機(jī)、多級(jí)離心風(fēng)機(jī)和單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)；其中單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)又分為傳統(tǒng)單級(jí)高速齒輪箱式離心風(fēng)機(jī)、高速磁懸浮離心風(fēng)機(jī)和空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)還有螺桿鼓風(fēng)機(jī)也是常用的曝氣風(fēng)機(jī)。

各種曝氣風(fēng)機(jī)原理及特點(diǎn)

羅茨風(fēng)機(jī)

工作原理

屬于容積式風(fēng)機(jī)，多為三葉型。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間V0內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后V0空間是全封閉狀態(tài)，所以在泵腔內(nèi)氣體沒(méi)有壓縮和膨脹。但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過(guò)排氣口邊緣，V0空間與排氣側(cè)相通時(shí)，由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間V0中去，使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。

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(guò)變頻調(diào)速進(jìn)行，變頻后風(fēng)壓可以維持。

特點(diǎn)

1）價(jià)格低；最簡(jiǎn)單的回轉(zhuǎn)機(jī)械，易于控制和維護(hù)；

2）壓力隨背壓變化；小流量高速風(fēng)機(jī)效率較高；

3）效率一般低于多級(jí)、單級(jí)離心風(fēng)機(jī)；

4）單機(jī)流量小于100m/min 時(shí)具有最好的性能價(jià)格比；

5）流量大于120m/ min 時(shí)占地面積大。

多級(jí)離心風(fēng)機(jī)

工作原理

離心鼓風(fēng)機(jī)依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)氣體的作用把電機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于離心鼓風(fēng)機(jī)的作用，氣體從葉輪進(jìn)口流向出口的過(guò)程中，其速度能( 動(dòng)能) 和壓力能都得到增加，被葉輪排出的氣體經(jīng)過(guò)壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因氣體的排出而形成真空或低壓，氣體在大氣壓的作用下被壓入葉輪的進(jìn)口，于是旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出氣體。

特點(diǎn)

1）低轉(zhuǎn)速機(jī)械，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)；

2）購(gòu)買(mǎi)成本較低；備件為標(biāo)準(zhǔn)件，費(fèi)用低；不需要復(fù)雜的潤(rùn)滑系統(tǒng)；

3）易于采用全風(fēng)冷式設(shè)計(jì)，無(wú)冷卻水相關(guān)故障和維保費(fèi)用；

4）操作維護(hù)簡(jiǎn)單，不需要特別訓(xùn)練的操作維修人員（這對(duì)于遠(yuǎn)離大都市的工廠很重要）；

5）滿(mǎn)載效率高于羅茨鼓風(fēng)機(jī)，略低于單級(jí)離心風(fēng)機(jī)；

6）電機(jī)功率小于400kW的機(jī)型可選用變頻調(diào)速和直連驅(qū)動(dòng)方式，可大大提高部分負(fù)載的工作效率。在大部分工況下，變頻調(diào)速的多級(jí)離心機(jī)效率會(huì)高于單級(jí)離心機(jī)，由于部分負(fù)載是污水處理廠最典型的工況，因此多級(jí)離心風(fēng)機(jī)對(duì)于中小型污水處理廠來(lái)說(shuō)具有更好的性能價(jià)格比和良好的長(zhǎng)短期效益；

7）噪音低于羅茨風(fēng)機(jī)和單級(jí)離心風(fēng)機(jī)；

8）單機(jī)流量在100~ 300m/min 時(shí)具有最好的性能價(jià)格比。

單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)

單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)（齒輪箱式）

基本原理

基本原理與多級(jí)離心風(fēng)機(jī)一樣�？諝鈴墓娘L(fēng)機(jī)吸入管進(jìn)入進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)器。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)借助聯(lián)軸器與增速齒輪聯(lián)接, 增速齒輪驅(qū)動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的三元半開(kāi)式葉輪對(duì)氣體進(jìn)行作功, 氣體再經(jīng)擴(kuò)壓器、蝸室、排氣消聲器、擴(kuò)壓管排出。

風(fēng)量調(diào)節(jié)：?jiǎn)渭?jí)高速離心風(fēng)機(jī)可通過(guò)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。由于變頻器調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)壓下降幅度會(huì)較大，可能會(huì)無(wú)法滿(mǎn)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。

特點(diǎn)

1）高轉(zhuǎn)速( 一般超過(guò)20000r/ min) ，噪音高；

2）滿(mǎn)載效率高, 無(wú)法采用變頻調(diào)速，部分負(fù)載能耗高；

3）大流量相對(duì)占地面積��；

4）控制系統(tǒng)非常復(fù)雜；潤(rùn)滑系統(tǒng)非常復(fù)雜；維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜，大修必須請(qǐng)制造原廠支援；

5）需要特別訓(xùn)練的操作人員；

6）設(shè)備投資大；單機(jī)流量大于300m3/min 的性能價(jià)格比高。

空氣懸浮高速離心風(fēng)機(jī)

由永磁無(wú)刷高速直流電機(jī)及變頻系統(tǒng)配以高效空氣軸承，不需要齒輪箱增速器及聯(lián)軸器而直接驅(qū)動(dòng)，葉輪直接與電機(jī)結(jié)合，而軸被懸浮于主動(dòng)式空氣軸承上，沒(méi)有物理接觸和潤(rùn)滑油系統(tǒng)，所以，空氣懸浮高速離心風(fēng)機(jī)具有高效、節(jié)能、低噪音、運(yùn)行可靠和長(zhǎng)期無(wú)需維護(hù)保養(yǎng)的特點(diǎn)。

風(fēng)量調(diào)節(jié)與單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)類(lèi)似。

高速磁浮離心風(fēng)機(jī)

高速磁浮離心風(fēng)機(jī)：高速磁浮風(fēng)機(jī)屬于單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)，與機(jī)械齒輪箱式單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)的區(qū)別為：由配置無(wú)接觸的磁力軸承的高速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。先進(jìn)的無(wú)齒輪箱高速變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)合采用無(wú)潤(rùn)滑非接觸磁力軸承，減少了效率損失，節(jié)約了相應(yīng)的一系列附屬設(shè)備（油泵、油冷卻器等）的隱性能耗。

由于運(yùn)行無(wú)接觸，所以無(wú)磨損，在整個(gè)風(fēng)機(jī)壽命中可以始終保持良好的性能，實(shí)現(xiàn)了極低的維護(hù)成本，另外無(wú)油操作無(wú)需加熱、冷卻、循環(huán)和過(guò)濾，大大減少了能耗和運(yùn)行維護(hù)工作。

曝氣風(fēng)機(jī)綜合對(duì)比

三類(lèi)風(fēng)機(jī)綜合對(duì)比

能耗對(duì)比

1）在流量較小時(shí)，三種風(fēng)機(jī)效率差異不是很顯著；

2）對(duì)于大流量風(fēng)機(jī)，由于羅茨式轉(zhuǎn)速無(wú)法提高，效率較低；另兩種離心風(fēng)機(jī)差距較小。

投資成本對(duì)比

從上圖3-1和圖3-2兩個(gè)曲線(xiàn)圖可以看出：

1）小流量范圍：三種類(lèi)型風(fēng)機(jī)的能耗相差很小，但是羅茨鼓風(fēng)機(jī)的成本最低，性?xún)r(jià)比最好。

2）中流量范圍：雖然多級(jí)離心風(fēng)機(jī)成本比羅茨鼓風(fēng)機(jī)稍高，但是其能耗低、效率高，性?xún)r(jià)比最好。

3）大流量范圍：?jiǎn)渭?jí)高速離心風(fēng)機(jī)成本最低，能耗也最低，性?xún)r(jià)比最好。

流量調(diào)節(jié)對(duì)比

1）部分負(fù)載：在進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型時(shí)，流量和壓力會(huì)有一定的設(shè)計(jì)余量，特別是流量，一般會(huì)有20%~ 30%的余量；同時(shí)由于污水量和水質(zhì)的波動(dòng)，每時(shí)每刻所需的風(fēng)量也在變化。所以嚴(yán)格地說(shuō)，風(fēng)機(jī)總是在部分負(fù)載而非總是滿(mǎn)載，因而必須對(duì)風(fēng)機(jī)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2）單級(jí)離心風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)：必須采用進(jìn)口導(dǎo)葉和出口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，但當(dāng)流量減小時(shí)，功耗并不是同比例減小(如圖3示)，因此部分負(fù)載的效率低，能耗大。

3）多級(jí)離心風(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)：采用入口蝶閥手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)能效果與單級(jí)一樣不理想。但是對(duì)于中小功率(≤400KW) 多級(jí)離心風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，功耗基本上與流量同步減小，部分負(fù)載的效率高。

結(jié)論

由上面的比較可見(jiàn)，三種風(fēng)機(jī)各有優(yōu)勢(shì)。風(fēng)機(jī)選型沒(méi)有最好的，只有最適合的。

1）對(duì)于小型污水處理廠（＜10000m/d），選擇簡(jiǎn)單可靠的鑫鴻偉羅茨風(fēng)機(jī)是最好的，雖然效率差一些，但因價(jià)格低，總體價(jià)格經(jīng)濟(jì)效益可能是最好的；

2）對(duì)于中型污水處理廠（10000~100000m/d），選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鑫鴻偉多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)或者螺桿鼓風(fēng)機(jī)是最好的，特別是變頻調(diào)速多級(jí)離心機(jī)，具有極高的性能價(jià)格比，長(zhǎng)期綜合經(jīng)濟(jì)效益佳；

3）對(duì)于大型污水處理廠（＞100000m/d），鑫鴻偉單級(jí)高速離心風(fēng)機(jī)是最佳選擇。