新闻详情
首页 > 新闻中心 > 内容

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机的优势分析及实际案例的应用

编辑:国合动力科技宜兴有限公司时间:2018-09-19

目前,随着污水处理率要求的提高全国各大城市兴建了大量污水处理厂。在这些城市污水处理厂中处理工艺大多是采用活性污泥法的鼓风曝气。鼓风曝气是将压缩空气通过管道送入曝气池的扩散设备以气泡形式分散进入混合液使气泡中的氧迅速扩散转移到混合液中供给活性污泥中的微生物。因此空气悬浮离心鼓风机成了污水处理领域重要的工艺设备之一。污水处理厂鼓风机的能耗占总能耗比例较大约占到整个污水厂能耗的30-50%。


选择高效、节能的空气悬浮离心鼓风机对污水处理厂的投资大小和运行管理费用具有重要的意义。


1污水厂常用鼓风机工作原理分析目前污水处理厂常用鼓风机的机型主要有罗茨风机、单级离心鼓风机近几年又出现了空气悬浮离心鼓风机和磁悬浮鼓风机等。下面主要对罗茨风机、单机离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机从工作原理等方面进行分析。

1.1罗茨风机

罗茨风机是容积式鼓风机。由于转子的不断旋转被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间内再经排气口排出。由于吸气后空间是全封闭状态所以在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘空间与排气侧相通时由于排气侧气体压强较高则有一部分气体返冲到空间中去使气体压强突然增高。当转子继续转动时气体排出泵外。罗茨风机属于恒流量风机其特点是强制流量在设计压力范围内管网阻力变化时其流量变化很小在流量要求稳定而阻力变化幅度较大的工作场合可予自动调节故工作适应性较强。与空气悬浮离心鼓风机相比价格低而它的噪音大存在润滑油向气缸渗漏的缺点同时其风量调节只能采用调节转速法和旁路放风阀法调节转速法效率较低旁路放风阀法则造成能量浪费因此只适用于小型污水处理厂。


1.2单级高速离心鼓风机

当电机转动带动风机叶轮旋转时叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转并在离心力的作用下甩出这些气体气体流速增大使气体在流动中把动能转换为静压能然后随着流体的增压使静压能又转换为速度能通过排气口排出气体而在叶轮中间形成了一定的负压。由于入口呈负压使外界气体在大气压的作用下立即补入在叶轮连续旋转作用下不断排出和补入气体从而达到连续鼓风的目的。同等功率下风压和风量一般成反比。单级离心风机属于恒压风机工作的主参数是风压输出的风量随管道和负载的变化而变化风压变化不大。它采用滑动齿轮轴承通过齿轮加速方式运行技术成熟。其特点是转速高、转速一定时风压比较稳定通过调节出口导叶系统来进行风量调节需要润滑循环系统和冷却系统等。一般在大中型污水处理厂中采用。


1.3空气悬浮离心鼓风机

它也是离心鼓风机的一种。但由于采用了高速直联电机与常规的依靠齿轮增速形式的风机有本质的区别。由于没有了齿轮增速大大减少了因为机械传动和机械摩擦而产生的能源消耗大大提升了效率。空气悬浮离心鼓风机依靠空气力场使轴承悬浮并保持高速运转。这种轴承与传统的滚柱轴承不同运行时回转轴和轴承之间没有物理接触点所以无需润滑油能量损耗低通过变频器调节电机转速来调节风量精度较高冷却方式为进风自冷却具有高效、节能、低噪音、运行可靠和长期无需维修保养的特点。适宜在大中型污水处理厂防洪排水中采用。

2鼓风机性能综合比较

针对污水处理厂常用的罗茨风机、单机离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机进行综合比较如上述所列。

从表1中可知空气悬浮离心鼓风机在效率、节能、风量调节和安装维护上具有一定的优势。在污水处理领域具有广阔的应用前景。


3工程实例

3.1工程概况

三山区滨江污水处理厂位于安徽省芜湖市三山区滨江工业园内。近期规模为3万m3/d中期规模为6万m3/d远期规模为14万m3/d。现设计规模为近期3万m3/d处理工艺采用多模式A/A/O污水处理工艺出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级B排放标准后排入长江。


3.2鼓风机形式

采用的鼓风机形式空气悬浮离心鼓风机

数量3台2用1备

单机流量70m3/min

风压7mH2O

单机功率115kW

每台鼓风机进口处配置过滤器。在出风口设置电动旁通阀及消音器在出风管上设止回阀和手动蝶阀。风机整体采用隔音罩密封整体布置简洁噪音低。

鼓风机采用变频器控制电机转速来调节风量。冷却方式为进风自冷却。过滤后的空气经鼓风机压缩后排到集气总管每台鼓风机根据流程要求自动控制其流量变化。其能耗比较见表2所列。


可知按电费0.60元/度计算采用空气悬浮离心鼓风机能耗较单级高速离心鼓风机节省约12较罗茨风机节省31。由于污水处理厂鼓风机的能耗占总能耗比例较大选择效率高、节能的空气悬浮离心鼓风机可以大大节约运行成本。


3.3鼓风机房布置

鼓风机房平面尺寸为20.35m×8.63m其土建尺寸按中期规模设施设备按近期规模配置。房间内共设有6个机位。近期配置3台2用1备鼓风机中期再增加3台共6台4用2备。

空气悬浮离心鼓风机外形尺寸较小重量较轻鼓风机房内无需起吊装置及机械通风装置。鼓风机房平面布置见图2所示。


核心部件描述 

一、空气悬浮轴承

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机系列空气轴承是由轴回转时形成的压力在轴周围产生的空气使轴浮扬。原有的高速涡轮机械必需使用的复杂的油性轴承和油线以及油过滤器等,而空气轴承都不需要,所以简化了系统而且排出的空气里决不会有油的成分,避免再次污染,是真正的免润滑油鼓风机。此技术在美国波音风机上正常使用了20年以上,

启动原理启动前轴和轴承之间有物理性的接触,启动时轴和轴承相对运动以产生空气压力,轴回转的时候, 轴周围的空气流动(速度能量)变换成压力,使回转轴自转,在轴达到一定的回转速度时(3000-5000RPM)空气压力使得轴浮扬,并起到润滑作用。空气轴承与滚珠轴承等不同,无物理接触点,所以无需润滑油,几乎没有能源的损失,因而可以提高系统的效率。 

二、叶轮

我公司叶轮选用 素材:AL7075(高强度航空铝材)具有优秀的耐磨、抗变形能力,叶轮与电动机采用直联方式连接,轴使用钛金属材料,叶轮效率可达92%,叶轮使用寿命达30年以上。我公司的“涡轮机械研发中心”是韩国国家级拥有10多年的航空涡轮机械、引擎以及透平机械开发设计经验。我们设计的每一型涡轮叶轮都经过计算机三维模拟,效率高达98%。根据不同需要进行叶轮切割,可以得到特定需要的工况范围。设计采用变频调节方式而摒弃了导叶片调节方式,使鼓风机的可调节范围更宽。

 

三、超高速直联电机

我公司大容量的PMSM 发动机(30马力- 400马力) – 采用世界先进的永磁同步电机技术,支持高速回转使用适当的轴承时回转轴以 20,000 - 200,000 回转数可以实现高速运转,电动机的效率可达 97% 。永磁同步电机配以高性能高速实时数字控制器构成的调速装置,系统控制简单,高效节能,转速平稳,噪音低,是节能型绿色环保产品。

PMSM永磁同步电机具有最优越的性能,主要表现在调速方便(可无级调速),调速范围宽,低速性能好(启动转矩大),运行平稳,噪音低,效率高。 由于电动机的体积小,结构简单,  效率高、无转子损耗,所以目前已得到广泛的应用。其特点为: 可以无级调速,工作转速范围大,寿命要大大高于传统电机,而且噪音低,可满足各种运行模式下的转速要求。

四、无油冷却系统

所有冷却系统部件与鼓风机电机安装成一体且便于操作、维修、检查和清洗,冷却片材质使用了热传导性非常强的铝合金(AL)采制,无附加的能源损耗及构造简单无需为了维持室内温度而安装换气/换风装置直接把吸入的空气直接排出外部,与外部空气相循环NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机150HP以下采用空气自冷却技术,空气流道设计合理而巧妙,并以卓越的航空机械设计制造技术配套设计有电机散热翼翅,200HP以上大机型设有水冷却循环系统(/年注水一次350watt即可),因此无需另设冷却风扇。这种冷却系统设计可以确保鼓风机在炎热的夏季仍然保持其出众而可靠的工作。

五、变频系统

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机本身集成了就地控制变频系统;不需要单独设立变频柜及操作柜,风机房设立的主控制盘通过电脑CPU可以自动连续调整压力、流量、控制开启、问题报警等,实现单台、多台同时联动自动控制作业。同时也可由远程中央控制室控制。且集成了变频器及16位CPU控制器,可实现风机的低电流启动。

每台鼓风机配有单独的机体内就地控制面版,控制面版包括起动、停车、运行的控制及故障检测,并能在发生故障时停止鼓风机。控制面版还具有保证鼓风机正常运行的所有功能。控制原理为失效安全操作方式,即所有控制仪表在报警状态下失效,控制系统的设计使鼓风机在控制系统未通电或故障状态下不能运行。控制系统集中装于一个机体内控制面板上。

控制系统-PLC自动控制系统具有限制鼓风机功率消耗的电流过载保护回路,及所有必须的如喘振和环流等的控制回路。

控制面板-可靠防尘的触摸式面板具有所需的符号和信号灯以显示可调出口扩压导叶和进口导叶的位置、总运行时间、电流和紧急停机按钮。

低压控制系统装于保护等级为IP54的钢制柜内,并提供与外部接线用的接线端子。

电源: 3x380V, 50Hz, 0 – earth。

六,安装地脚

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机安装在鼓风机制造商提供的安装地脚上,以吸收鼓风机的重量和振动,同时防止产生不适当的应力和变形。


结语

空气悬浮离心鼓风机是近几年来兴起的一种新型的离心鼓风机。该风机具有效率高,较其他风机更为节能的特点;且由于其外形尺寸小、重量轻,可节约鼓风机机房的土建成本;同时其安装和维护都相对比较简单;因此,空气悬浮离心鼓风机在污水处理厂中有比较广泛阔的应用前景。

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机,不需要齿轮箱增速器及联轴器,由高速电机直接驱动,而电机采用变频器来调速。鼓风机叶轮直接与电机结合,而轴被悬浮于主动式空气轴承控制器上。因为没有物理接触和无需润滑油系统,所以空气悬浮离心鼓风机具有高效,节能,低噪音,运行可靠和长期无需维修保养的特点。

NEO TURBO空气悬浮离心鼓风机采用一体化紧凑型设计。叶轮,高速电机,变频器,空气轴承及其控制系统配有CPU微处理器的控制面板集于一体,提高了安装,操作的便利性。为客户大大节省能源和日常维护费用,提供清洁的作业环境。所以具有技术先进,性能可靠,结构简单,体积小,节约能源,维护方便等特点。