环保设备选型参考系列——生化系统设备之鼓风机
编者按：活性污泥法属于污水处理系统生化段成熟工艺，成功应用于各行各业的污水系统，在活性污泥法中鼓风机是不可缺...
编者按：活性污泥法属于污水处理系统生化段成熟工艺，成功应用于各行各业的污水系统，在活性污泥法中鼓风机是不可缺少的设备。小编整理了一下目前污水处理常用的曝气鼓风机，和大家分享，仅供参考望各位看客指正。
1. 设备简介
1.1 设备种类
污水处理行业中常用到的风机主要有：三叶型罗茨鼓风机、多级离心式鼓风机、单级离心鼓风机和回转式鼓风机。
1.1.1
三叶型罗茨鼓风机
三叶型罗茨鼓风机工作原理：
罗茨风机为定容积式风机，输送的风量与转数成比例，三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气（如下图），与二叶型相比，气体脉动变少，负荷变化小，机械强度高，噪声低，振动也小。在2根平相行的轴上设有2个三叶型叶轮，轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终保持微小的间隙，由于叶轮互为反方向匀速旋转，使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。各支叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位，不会出现互相碰触现象，因而可以高速化，不需要内部润滑，而且结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，已运用于广泛的领域。
三叶罗茨风机主要由：风机主机、进出口消音器、电动机、皮带罩、底座、压力表、挠性接头、止回阀、泄压阀等组成。
三叶罗茨鼓风机常见的品牌有：山东的章晃、章丘，江苏的百事德、尤纳特、富曦，台湾的川原等。
1.1.2
离心式鼓风机
离心式鼓风机主要由进风口，风阀，叶轮，电机、出风口组成。
1.1.3
回转式鼓风机
回转式鼓风机属于风机的一种，是通过压缩空气来实现曝气，又叫曝气鼓风机。它主要由电机、空气过渡器、鼓风机本体、空气室、底座（兼油箱）、滴油嘴六部份组成。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转，并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴，滴入汽缸内以减少摩擦及噪声，同时可保持汽缸内气体不回流。
回转式鼓风机主要组成部件：主机、空气过滤器、油气分离器、滴油嘴、过滤器、油箱兼底座、电机等部分组成。
鼓风机压力范围：0.1-0.5kgf/cm2。
不同类型的风机选型步骤大致相同，为方便客户针对不同厂家提供的参数能够更为高效快速的进行设备选型，小编分享一下风机的选型步骤和注意事项，供大家参考，同类型产品也可以此选型手册作为参考依据。
2.
选型说明
2.1 选型参数
- 风量Q（m3/min），根据工艺设计要求。
- 风压P（kgf/cm2），根据好氧池池深及管损确定。
- 功率N（kw）
基准状态（温度为0℃，绝对压力为1.0332kgf/cm2）的风量，一般以Nm3/min表示
不同状态进口风量的换算：Q2=Q1×（P1/P2）×[（273+T2）/（273+T1）]
Q1：绝对压力P1（mmAq）摄氏温度T1（℃）状态的风量（m3/min）
Q2：绝对压力P2（mmAq）摄氏温度T2（℃）状态的风量（m3/min）
2.2 选型举例
以某品牌三叶罗茨风机样本参数为例（以标准状态温度20℃，绝对压力760mmHg（101.3Pa）相对湿度60%状态下风量）：
设计风量Q=2.0m3/min，
设计风压：0.06Mpa，
在0.6 kgf/cm2表格下面查找风量Q，如图红色圈，
由设计参数可选出风机型号为BR50，进出口管径DN50，风机转速1800rpm，
功率=2.96kw*1.1～1.3（注：表格中的功率为轴功率，电机功率=1.1～1.3倍轴功率）。
补充：压力单位换算1bar=0.1Mpa=0.1 kgf/cm2=10m水柱，风压1kgf/cm2为工程压力单位。
2.3 三种风机综合比较
目前污水处理厂以三叶罗茨风机、单级离心鼓风机、多级离心鼓风机这三种机型为主，小编查阅了相关资料，从能耗，成本投资和工作效率三方面对这三种风机做了一个对比，仅供参考。
2.3.1 风机流量-功率曲线图
小结：
1) 流量较小时，三种风机效率差异不是很显著；
2) 对于大流量风机，由于罗茨式转速无法提高，效率较低；另两种离心风机差距较小。
2.3.2 单位流量成本曲线图
小结：
从上面两个曲线图可以看出：
1) 小流量范围：三种风机的能耗相差很小，但是罗茨鼓风机的成本最低，性价比最好。
2) 中流量范围：虽然多级离心风机成本比罗茨鼓风机稍高，但是其能耗低、效率高，性价比最好。
3) 大流量范围：单级离心成本最低，能耗也最低，性价比最好。
小结：
1) 部分负载：在进行风机选型时，流量和压力会有一定的设计余量，特别是流量，一般会有20 %～30%的余量；同时由于污水量和水质的波动，每时每刻所需的风量也在变化。所以严格地说，风机总是在部分负载而总是满载，因而必须对风机的流量进行调节。
2) 单级离心风机流量调节：必须采用进口导叶和出口导叶调节，但当流量减小时，功耗并不是同比例减小（如图3 示)），因此部分负载的效率低,能耗大。
多级离心风机流量调节：一般采用入口蝶阀手动或自动调节，但节能效果与单级一样不理想。HIBON 公司对于中小功率（≤400KW）多级离心风机采用先进的变频调速技术，功耗基本上与流量同步减小，部分负载的效率高。
总结：
由上面的比较可见，三种风机各有优势（这正是它们同时存在的理由）。风机选型没有最好的，只有最适合的。不同规模的污水处理厂，不同的工艺，不同的投资目的，不同的使用条件得出的最佳选择可能不同。
1) 对于小型污水处理厂，选择简单可靠的罗茨风机是最好的，虽然效率差一些，但因价格低，总体价格经济效益可能是最好的；
2) 对于中型污水处理厂，选择经济实用的多级离心机是最好的，特别是变频调速多级离心机，具有极高的性能价格比，长期综合经济效益佳；
3) 对于大型污水处理厂，单级高速离心风机是最佳选择。
回转式鼓风机风量和风压均比较小，占地面积也小，适用于小型一体化污水处理设备中，
2.4 设备实物图片
其他说明
2.4.1 配件
除了常规配件以外，风机的噪音污染现在已经成为污水处理厂头疼的问题，故很多风机厂家推出了隔音罩，放空消音器等配件。这些都是选配的，根据当地噪声污染控制要求而定。客户提供风机房现场布置图，然后将图纸提交厂家来设计。隔音罩外形如下：
2.4.2 安装方式
三叶罗茨风机的安装方式分为立式安装和卧式安装，这两种安装方式主要是根据现场实际占地和空间而定，这两种方式的主要区别是消声器的安装方式。（如下图）
卧式安装方式：
立式安装方式：
参考文献：
[1 ] 许玉望. 流体力学泵与风机[M] . 北京:中国建筑业出版社,1995
[2 ] 吴民强. 泵与风机节能技术问答[M] . 北京:中国电力出版社,1998
[3 ] 王洪臣. 城市污水处理厂运行控制与维护管理[M] . 北京:科学出版社,1997
[4 ] 续魁昌. 风机手册[M] . 机械工业出版社,1999 来源：谷腾水网
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