在上一篇文章中,我們介紹了水處理風機的一些分類。水處理風機根據分類的不同,每個不同的種類都有不同的特點,風機葉輪也會有所不同。這篇文章將進一步針對水處理風機和風機葉輪進行介紹,希望能為大家提供一定參考。
二、幾種風機性能比較
不同的曝氣風機有著不同的適用范圍,臺灣嶄昱風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異,臺灣嶄昱風機在小流量范圍,多級離心中流量范圍,單級高速離心風機在高流量范圍。臺灣嶄昱風機:1~100m3/min;多級離心風機:20~400m3/min;單級高速離心風機:40~1000m3/min。
在風機的效率方面單級高速離心風機最高,多級離心風機其次,臺灣嶄昱風機最低。同樣的供風量,臺灣嶄昱風機能耗最高,單級高速離心風機能耗最低。
從設備采購成本看,臺灣嶄昱風機成本最低,多級離心風機居中,單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素,三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中,臺灣嶄昱風機由于能耗較高,單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m3/min以上的流量時,由于單級高速離心風機具有更高的運行效率,綜合成本優于多級離心風機。
在小流量范圍內臺灣嶄昱鼓風機具有價格優勢,在中流量范圍內,多級離心風機性價比較好,高流量時,單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調節的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風機相對于其他三種鼓風機,效率更高,更節能,而且噪音很低,但是成本最高,維護復雜,目前應用于現場環境標準要求高,舍得花成本的企業。一般的污水處理廠承擔不起,隨著磁(空氣)懸浮風機的國產化,以后成本會越來越親和。
三、水處理風機選型注意事項
1水處理風機的適用性
污水處理系統在新啟用時系統壓力基本上在設計范圍內,隨著使用時間的延長,由于曝氣孔的堵塞,閥門管道等的銹蝕等因素從而使整個系統阻力增加。這一點上容積式鼓風機顯然優于離心式風機,因為容積式鼓風機的流量是硬特性,當外界系統阻力增加時,其出口壓力也隨著增加,從而在流量幾乎不變的情況下將氣體排出(在風機強度及電機功率滿足的情況下);由于離心式風機壓力是硬特性,風量隨阻力的增加而減少,當阻力增加到一定壓力時將無法曝氣。
2水處理風機需要節能
整個污水處理工程中水處理風機所消耗的能量占了整個系統所消耗能量的一半以上,因而風機的選型顯得特別重要。
3水處理風機需要噪音低
污水處理是為了保護環境,不能為了污水處理而給環境帶來二次污染,因此在水處理風機時,對水處理風機的噪聲必須認真考慮。
4按實際情況計算參數
在污水廠鼓風機選型時,風機廠家產品樣本上給出的均是標準進氣狀態下的性能參數,然而風機在實際使用中并非標準狀態,當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時,風機的性能也將發生變化,設計選型時就不能直接使用產品樣本上的性能參數,而需要根據實際使用狀態將風機的性能要求,換算成標準進氣狀態下的風機參數來選型。
5出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身,而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況,即所謂“背壓”決定的, 曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。
鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上,鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作,而且只要強度和排氣溫度允許,也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言,排氣系統所產生的絕對壓力(背壓)為管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和。若由于某種原因,如曝氣頭或管路堵塞,使管路系統的壓力損失增加,背壓也會升高,于是鼓風機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因,管路系統的壓力損失則會減少,背壓便不斷降低,鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述,確定曝氣鼓風機壓力時,只需要鼓風機在標準狀態下所能達到的絕對壓力等于使用狀態下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
6風機空氣流量因素
在計算污水處理的需氧量時,其結果為標準狀態下所需氧的質量流量qm(kg/min) ,再將其換算成標準狀態下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ,如果鼓風機的使用狀態不是標準狀態,例如在高原地區使用,則空氣密度、含濕量會發生變化,鼓風機所供應的空氣容積流量與標準狀態是相同的,而所供空氣的質量流量將減少,有可能導致供氧量不足。
因此,必須計算出能供應相同質量流量的容積流量,即換算流量qv2。在高原地區使用時,環境大氣壓力也會發生變化,壓力比相應升高,那么,臺灣嶄昱鼓風機的泄漏流量qvb則會增大,這將導致鼓風機所供應的空氣容積流量減少,也可能造成供氧量不足。
因此,設計時必須考慮使用條件發生變化時各種因素的影響,以保證風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求,并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
7注意冬季和夏季的區別
鼓風機選型應關注鼓風機供氣流量的變化規律對于同一臺鼓風機,在冬季和夏季,其容積流量是不會發生變化的,但因空氣密度的不同質量流量會發生變化,也就是說供氧量會有所不同。
鼓風機在標準狀態與使用狀態下的容積流量是不變的,但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發生了變化,導致鼓風機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如,某一污水處理廠,選用上述計算例題中的臺灣嶄昱鼓風機,根據環境溫度變化,計算出鼓風機的實際供氧量(FOR),其一年的變化規律在實際運行過程中,由于進水量、水質、水溫等參數的變化,系統需氧量(SOR)也會發生變化在夏季,水溫較高,曝氣池需氧量(SOR)增大,但鼓風機的供氧量(FOR)在減少,這是設計時考慮需氧量的最不利工況點,此時,供氧量、需氧量基本相當;在冬季,水溫降低,曝氣池需氧量(SOR)減少,但鼓風機的供氧量(FOR)增大,此時,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,那么風機所供給的干空氣的質量流量較標準狀態大幅度增加,從而引起供氧量增加,從運行的實際測量情況來看,每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1~3mg/L。
因此,在生產運行過程中,需要針對這種變化對設備進行及時的調整,使鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。對于臺灣嶄昱鼓風機來說,使用變頻器,通過改變風機轉速來調整供風量是很經濟實用的。結論:同一臺鼓風機在不同的使用條件下,其性能的變化非常大,所以必須通過嚴謹的計算進行選型,否則有可能導致生化系統的供氧不足;另外,在冬季和夏季由于空氣密度發生了變化,鼓風機所供應氧氣的質量流量變化很大,冬季供氧量大大超過了需氧量,所以,應采取變頻調速等措施使生化系統的溶解氧濃度保持穩定。
這篇文章主要介紹了水處理風機的性能比較和選型注意事項。水處理風機有許多不同的種類,自然在風機葉輪和其他很多不同的方面都有所差別,從而可以適應不同的生產要求。在選擇時應當結合實際情況,這樣才能提高生產效率。
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