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磁懸浮離心鼓風機節(jié)能降耗的應(yīng)用

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磁懸浮離心鼓風機節(jié)能降耗的應(yīng)用

1前言

鼓風機作為污水處理廠主要設(shè)備之一、多用于生物好氧池的底部曝氣,供好氧微生物生長所需,據(jù)文獻記載鼓風機曝氣耗能占整個污水廠能耗的60%以上。因此鼓風機的選型,將關(guān)系到污水處理廠的投資費用、運行成本等。目前,常用鼓風機分為羅茨風機、單級離心鼓風機、多級離心鼓風機。羅茨風機利用兩個或三個葉形轉(zhuǎn)子通過相對旋轉(zhuǎn)運動來壓縮和輸送氣體,具有效率低、噪聲大等缺點;離心鼓風機是在電機的轉(zhuǎn)動下、帶動葉輪旋轉(zhuǎn),并在心的作用下逐漸壓縮氣體,達到曝氣需要的壓力,根據(jù)葉輪數(shù)量又分為單級和多級離心鼓風機;在相同工況條件下,三種鼓風機的能耗對比為:多級離心鼓風機節(jié)能效果高于羅茨風機和單級離心鼓風機。本文所介紹的磁懸浮離心鼓風機與傳統(tǒng)鼓風機相比,因具有節(jié)能、噪音低、便于安裝維護等優(yōu)點,在污水處理行業(yè)得到大力推廣,且受到一致好評。

2磁懸浮離心鼓風機節(jié)能降耗應(yīng)用研究

2.1磁懸浮離心鼓風機概況

磁懸浮離心鼓風機主要采用磁懸浮軸承技術(shù)和高速變頻電機,通過高速轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子從而帶動葉輪工作,無需聯(lián)軸器、無需增速箱等復雜系統(tǒng),實現(xiàn)無摩擦、無油運行,使其運行效率高于傳統(tǒng)鼓風機。磁懸浮離心鼓風機主要由磁懸浮軸承、高效離心葉輪、高速永磁同步電機、專用變頻器四部分構(gòu)成,其中:(1)磁懸浮軸承是利用磁吸原理,通過可控的電磁吸力實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸懸浮高速運轉(zhuǎn),采用的磁懸浮軸承具有無摩擦、無油、節(jié)能、壽命長、無需維護等優(yōu)點;(2)高效離心葉輪中的葉輪采用高強度鍛鋁,抗變形能力強,采用三元流設(shè)計方法、與電機軸直連,可實現(xiàn)效率達到最大化,經(jīng)國家流體專家測得葉輪運行最高效率可達到80%以上;(3)高速永磁同步電機,電機體積小、重量輕、功率密度高、轉(zhuǎn)速高,最高可達42000rpm;(4)專用變頻器:通過磁場定向控制(又稱矢量控制)及SVPWM算法可實現(xiàn)無級調(diào)速,變頻器效率高達98%。與傳統(tǒng)鼓風機相比,磁懸浮離心鼓風機具有以下主要特點:(1)高效節(jié)能:磁懸浮離心鼓風機因采用磁懸浮軸承技術(shù)、高效離心葉輪、高速永磁同步電機及專用變頻器,可實現(xiàn)無摩擦、無油運行,效率達到最大化,與傳統(tǒng)容積式羅茨風機相比、可節(jié)約能耗30%;(2)噪音低、振動?。阂虿捎脽o接觸式的磁懸浮軸承技術(shù),使得離心鼓風機在正常運轉(zhuǎn)時、無機械摩擦,從而使得噪音一般在85dB以下、較傳統(tǒng)鼓風機聲音分貝低;(3)易安裝維護:磁懸浮離心鼓風機因具有體積小、重量輕的優(yōu)點、因此在安裝時無需大型機械吊裝設(shè)備、靠人力就能夠完成,而且磁懸浮離心鼓風機因采用先進的無接觸式磁懸浮軸承技術(shù),使其在保養(yǎng)的時候,無需潤滑油保養(yǎng)、且污染小,僅根據(jù)運行情況定期更換空氣過濾布,維護保養(yǎng)簡單方便,這即提高了鼓風機的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、也有效降低了維護運行成本。

2.2磁懸浮離心鼓風機在污水處理廠中的應(yīng)用

鼓風機作為污水處理工藝的主要曝氣設(shè)備,主要應(yīng)用污水處理廠二級生物處理中,用于攪拌、并為好氧池提供氧氣,防止污泥沉淀、維持好氧微生物生存,常用風機有傳統(tǒng)容積式羅茨風機和離心風機,而磁懸浮離心鼓風機因具有能耗低、效率高、易安裝維護等優(yōu)點,已被逐漸應(yīng)用于污水處理行業(yè)中。在污水處理工程中、生化曝氣所消耗的能源占整個污水廠的60%以上,因此選用節(jié)約能源、節(jié)省成本的鼓風機是當今污水處理行業(yè)必然發(fā)展的趨勢。如湖州某污水處理廠采用氣浮+NSBR活性物污泥+深度處理工藝處理印染廢水,處理量為4萬噸/天,該污水廠分為一期、二期工程,一期、二期工程均選擇多級離心鼓風機,其曝氣參數(shù)分別為一期為曝氣量120m3/min、功率185kw、2用1備,二期為50m3/min、功率90kw、1用1備,后來隨著風機的老化、風機曝氣量逐漸減小、無法滿足曝氣需求(尤其表現(xiàn)大流量處理污水的夏季),經(jīng)方案比選,選用磁懸浮離心鼓風機(一期2臺設(shè)備、二期1臺申報),表1為該污水處理廠鼓風機改造前后情況對比表,經(jīng)使用磁懸浮離心鼓風機后,該污水處理廠每年在提高風量17%的基礎(chǔ)上、節(jié)能24%、節(jié)省能耗近66萬噸電、節(jié)省成本近46萬元,且在風機正常運行時、其噪音較改造前的多級離心鼓風機有很大的改善,可見磁懸浮離心鼓風機在該污水處理廠的使用中,具有節(jié)能降耗的作用。磁懸浮離心鼓風機應(yīng)用于國內(nèi)污水處理廠中,已有近10年運行周期,褒大于貶、受到用戶的認可及好評。目前磁懸浮離心鼓風機已經(jīng)系列化,功率從50kW~350kW,進口流量從25m3/min~220m3/min可選,可基本滿足各大污水處理廠的使用。

3小結(jié)

目前,國家倡導低碳經(jīng)濟、注重節(jié)能環(huán)保,鼓風機作為污水處理廠生物處理過程中的能耗設(shè)備之一,維持好氧微生物生長,各新/改建污水處理廠應(yīng)根據(jù)自身現(xiàn)狀選用低能耗、低成本設(shè)備,磁懸浮離心鼓風機作為近年的新設(shè)備、由磁懸浮軸承、高效離心葉輪、高速永磁同步電機、專用變頻器四部分構(gòu)成,因具有能耗小、運行成本低、安裝簡單、維護方便等優(yōu)點,在污水處理行業(yè)中得到用戶的一致好評及認可。今后應(yīng)進一步拓展磁懸浮風機的應(yīng)用領(lǐng)域,如脫硫氧化,物料輸送等。在這個資源日益緊張、能源價格飛漲的時代,磁懸浮技術(shù)的成功推廣應(yīng)用,具有劃時代的革命意義。

參考文獻

[1]陳惠萍.磁懸浮離心鼓風機在污水廠的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(15):27-28.

[2]吳緒軍.磁懸浮離心式鼓風機在污水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用[J].環(huán)境與發(fā)展,2015,27(02):82-84.

作者:孟凡菲 單位:南京磁谷科技有限公司