賈亞妮 宋選利?
(陜西鼓風機〈集團〉有限公司)

　　據有關資料介紹，城市污水處理廠使用的鼓風機經歷了往復式風機、羅茨風機、離心風機等過程，隨著污水處理規模的日益擴大，發達國家已率先采用軸流風機用于鼓風曝氣。瑞士蘇爾壽(SULZER)公司生產的軸流式曝氣鼓風機，流量范圍為1800～6000 m³/min，壓比可達2，采用5～15級葉片適應不同壓比的需要^［1］。美國德萊賽蘭(DRESSER—RAND)公司的軸流式曝氣鼓風機也有用于污水處理廠的記錄。目前世界先進國家大型污水處理廠采用軸流曝氣鼓風機的有：美國芝加哥市西部南區454×10⁴ m³/d特大型污水處理廠；法國巴黎阿謝爾210×10⁴ m³/d污水處理廠；莫斯科新庫里楊諾夫200×10⁴ m³/d污水處理廠；日本東京森崎128×10⁴ m³/d污水處理廠。
　　我國至今在大中型污水處理廠中的鼓風曝氣仍沿用羅茨和離心風機，單機設備效率接近國際80年代產品水平，與用戶要求達到國際90年代的水平尚有較大差距，特別在可靠性方面普遍存在著故障率高、耗能大、性能不穩定、效率低、自動監測水平低等問題，尤其是國外業已推廣采用的智能化儀表與具有可調性能的曝氣鼓風機的結合、與現場總線網絡監控技術的應用尚未起步，因此極大地制約了污水處理裝置向大型化、成套化、高技術水平發展的進程。
　　陜西鼓風機(集團)有限公司是國內最早開發、研制、生產污水處理專用鼓風機的企業之一，為了滿足大型污水處理廠的發展需要，陜鼓集團挖掘潛力，利用技術上的優勢推出了全新的專用曝氣風機--全靜葉可調軸流鼓風機。
　　陜鼓集團1979年全面引進瑞士蘇爾壽公司軸流壓縮機的設計、制造技術，現已完全實現國產化，并與蘇爾壽公司具有世界先進水平的軸流壓縮機技術水平同步發展，節能效果非常顯著。

1 軸流風機的優勢

　　以北京某60×10⁴ m³/d污水處理廠鼓風機組的選型(見表1)為例進行方案比較。

表1 風機選型參數對照表 工況點參數 軸流方案（AV45-5） 離心方案 年平均 夏季平均 RB430-1.75 C430-1.75 A B C A B C 進氣溫度（℃） 12.0 12.0 12.0 31.8 31.8 31.8 12.0 12.0 進氣壓力（10⁵Pa） 0.981 0.981 0.981 0.978 0.978 0.978 1.011 1.011 相對濕度（%） 59 59 59 76 76 76 59 59 進氣流量（m³/min) 1400 1800 2008 1400 1800 2008 430 430 標態流量（m³/min） 1300 1.671 1864 1165 1498 1.671 排氣壓力（10⁵Pa） 1.761 1.761 1.761 1.748 1.748 1.748 1.754 1.754 排氣溫度（℃） 71 72 74 95 95 97 功率（kW) 1700 2222 2554 1680 2178 2487 580 580 工作轉速（r/min） 7050 6300 2975 配套電機 10kV;3000kW 10kV;710kW 10kV;710kW 總配套（kW) 3000

　　給定參數：流量(m³/min)為1400(最小)、1 800(設計)、2 008(最大)；大氣壓力為1.011×10⁵ Pa；大氣溫度為12 ℃；排氣壓力為1.75×10⁵ Pa；相對濕度為59%。
　　①機組配置
　　軸流方案：兩臺AV 45-5全靜葉可調軸流式鼓風機互為備用。軸流風機采用垂直向下進、排氣的方式，靜葉調節采用電動執行機構。機組配有高、低壓電控系統、自控系統、油系統、風機入口過濾器、放空消聲器、閥門及其他輔助設備等。?
　　離心方案：采用6臺RB 430-1.75或6臺C 430-1.75風機。輔機配套入口過濾器、入口調節閥、出口止回閥等設備。?
　　②布置形式?
　　機組采用單層布置，進、排氣管道埋入地溝，滿足污水處理廠使用狀況。

2 軸流風機的節能效果

　　一般曝氣風機的耗電量約占全廠用電量的50%～70%，因此曝氣風機的效率是影響污水處理廠運行費用的主要因素。
　　① 采用離心鼓風機，一般效率最高在78%～82%，軸流風機效率高達89%～92%，以60×104 m³/d污水處理廠設計風量1800～2008 m³/min估算，若采用離心風機C 430/RB 430，驅動電機為710 kW×5=3550 kW；軸流風機AV45—5，驅動電機為3000 kW，每年共節約電費240.9 萬元。?
　　② 軸流風機的流量連續可調(參見圖1)。

　　軸流風機依靠全靜葉可調的優勢，根據污水處理廠白天和晚上污水處理量的需要，隨時進行流量的跟蹤調節。而離心風機采用開、停一臺風機與進口節流聯合調節的方式，降低了風機的運行效率，經濟性較差。?
　　③ 軸流風機的流量、壓力調節系統先進可靠，又是單臺風機運行，能滿足污水處理新工藝的特殊要求，實現風機風量與溶氧量的聯鎖調節。如根據水中溶解氧濃度的要求隨時調節靜葉角度，風量調節范圍為50%～100%，且效率無明顯下降，風壓調節滿足升降式曝氣的要求。
　　據資料介紹，對美國實行DO(溶解氧)與鼓風機等耗能設備聯控措施的12個污水處理廠調查，可以節電33%。另外，先進實用的鼓風機控制系統能夠實現與污水處理裝置現場總線網絡的數字通訊，實現隨機優化即時控制，達到降低水廠能耗30%、節約人工50%。
　　④ 操作維護：軸流風機采用100%備用風機，調節操作時不會引起風量、風壓的波動，對整個污水處理裝置的正常運行不易產生較大影響，能夠實現自動調節，滿足污水處理工藝的要求，由于機組配置數量少，布置緊湊，減少維護人員，使維護費用大幅度下降。?
　　采用多臺離心機組并聯運行，要求每臺機組都必須在理想狀態下操作，每臺風機的出口壓力要求完全相同，流量才可以線性疊加；而實際運行中，即使設計參數完全相同的離心機，也會由于制造誤差、運行時的流量和壓力不完全相同、各風機配套的管網阻力不同，導致并聯運行時總流量并不等于各單機流量的代數和，實際上要小一些。這樣選型時需考慮30%的設備系數，無形中增加了投資，又因離心機并聯使用時各單機調節精度的限制，直接影響并聯后的流量、壓力。因此對于大型污水處理廠，多臺離心鼓風機并聯使用存在著許多無法克服的弊端。60×10⁴ m³/d污水處理廠風機的軸流與離心方案的綜合比較見表2。

表2 60×10⁴m³/d污水處理廠采用軸流與離心風機的方案綜合比較 機型 AV45-5 RB430/C430 臺數 2臺 6臺 設計制造技術 引進瑞士蘇爾壽技術 國內技術 運行方式 互為備用 5用1備 風機效率 89%——92% 78%——82% 調節方式 全靜葉流量、壓力連續可調、精度高、操作靈敏，易與溶氧量調節聯鎖，進一步降低能耗 進氣節流閥調節，效率低，損失大 操作維護 運行平衡可靠、噪音低，故障率極低，操作簡單，可實現無憂動自動調節 操作維護量大，調節時性能波動大 運行周期 連續運行3年以上 連續2年以上 配套設施 配套設備齊全、性能可靠、維護簡單 配套設備多、維護人員多 綜合效益 占地面積小，維護人員少、降低維護費用、效率高，年節約240余萬元，一次性投資較大 占地面積大、維護量大、效率低、能耗大，一性投資較少

　　采用高效節能、技術先進、運行可靠、操作簡便的全靜葉可調軸流風機作為我國大型污水處理裝置——曝氣鼓風機的條件已非常成熟，堅信軸流風機用于大型污水處理廠將給我國污水處理行業帶來一次深刻的革命，并為與國際接軌創造良好的條件。

參考文獻

　　徐佑民.風機?機械工業出版社，1994?

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