《扶植科技》2016年21期

杜梅 孫凱 趙月來

一、鼓風機成長應用概述

20世紀80年月前，因為鼓風設置裝備擺設少，大都采納空氣懸浮風機。到80年月中期，跟著我國污水處置范圍的逐步增年夜，多級離心風機起頭獲得必然應用。到90年月中期，單級高速渦輪離心鼓風機成為支流污水處置鼓風設置裝備擺設，該機轉速高、轉速必然時風壓比力不變，優(yōu)于磁懸浮風機及多級離心風機。最近幾年來磁懸浮鼓風機、氛圍懸浮鼓風機、螺桿鼓風機接踵呈現(xiàn)，因為其低能耗、低保護，以及高服從，而且對于各種處置工藝都合用的特色，逐步被污水處置廠采納，而且正在新建污水廠或許進級革新中年夜量應用。

二、新型鼓風機引見

2.1螺桿鼓風機

螺桿鼓風機（ZS鼓風機）是由比利時阿特拉斯科普柯公司于2010年發(fā)布的一項發(fā)現(xiàn)設置裝備擺設。

ZS鼓風機完整采納內置式，機組玲瓏松散，可確保最好的本錢效益以及可靠性。有如下手藝特色：2.1.1無油螺桿轉子。采納螺桿手藝、多年的豐富經(jīng)歷以及立異，采納精準同步的齒輪，可靠性高，一般運轉時間長。2.1.2一體化的齒輪箱。與磁懸浮風機比擬，螺桿風機沒有需要改換皮帶以及皮帶輪。更低的保護本錢以及更長的一般運轉時間。2.1.3TEFCIP55電念頭。TEFCIP55電念頭能夠正在多塵以及濕潤的情況中持續(xù)運行。2.1.4光滑油零碎。光滑油零碎計劃（包羅油泵、油冷卻器以及過濾器）所完成的更低油溫，可帶來更長的軸承以及齒輪使用壽命。2.1.5進氣過濾器。經(jīng)由過程過濾99.9%的3μ以上顆粒，鼓風機的使用壽命患上以耽誤。2.1.6智能計劃。特地計劃的VSD電念頭能夠正在矯捷多變的氛圍需求進程中很是抱負地運行。出格的電念頭計劃可提防軸承電流并優(yōu)化較低轉速下的電念頭冷卻。2.1.7節(jié)能手藝。采納變速驅動手藝(VSD)，動力結果好。

2.2氛圍懸浮離心鼓風機

氛圍懸浮離心鼓風機也是單級高速離心風機的一種。它采納“超高速直聯(lián)機電”、“氛圍懸浮軸承”以及“高精度單級離心式葉輪”三年夜焦點高端科技，具有磁懸浮單級離心鼓風機所具有的無齒輪增速裝配、有機械打仗、無光滑零碎、變頻調速調理風量、低噪聲、無振動以及保護用度高等特色，所分歧的長短打仗軸承采納氛圍懸浮軸承。

2.2.1機關特色

2.2.1.1單級離心式葉輪。葉輪選用高強度航空鋁材、Ti、SUS等材質，具備優(yōu)異的耐磨、抗變形才能，使用壽命達30年以上。葉輪與電念頭采納直聯(lián)體例毗連，能源傳送服從到達90%以上。2.2.1.2無油氛圍懸浮軸承。氛圍懸浮軸承首要包羅徑向軸承和止推軸承等部件。這類軸承與保守的滾珠軸承分歧，運轉時反轉展轉軸以及軸承之間不物理打仗點，以是無需光滑油，能量消耗極低，服從極高，合用于多種任務情況。2.2.1.3超高速調頻機電。永磁無刷超高速機電是跟著永磁資料手藝、半導體手藝以及節(jié)制手藝的成長而呈現(xiàn)的一種現(xiàn)今天下上最新型機電。運轉時反轉展轉軸以20000～200000反轉展轉數(shù)完成高速運行，策動機的服從可達97%。2.2.1.4冷卻零碎。氛圍懸浮鼓風機采納無油的氛圍強冷卻和水冷卻相連系手藝。2.2.1.5樂音降低手藝并內制放空閥。鼓風機的外部出風口旁通管上配有放空閥及消音器，其外殼由碳鋼制作，外部裝有吸音資料。風機采納機體內氣動放空閥，可確保風機正在斷電或者非一般環(huán)境下安全停機無任何影響。經(jīng)由過程彈性接收與鼓風機間接毗連，削減來自進口管路的壓力喪失以及樂音。過濾器以及消音器為鋼制外殼，內設消音資料。方形或者矩形的可改換過濾芯裝置正在進風口處，用杰出吸音資料制成的薄片狀布局制作的全體出口消音器，裝置正在鼓風機機體內進風口與過濾器之間，用以降低出口樂音。采納高科技的氛圍懸浮軸承手藝，是以完整防止了機器磨擦以及振動。噪聲品級＜80dB。2.2.1.6高效變頻器及節(jié)制零碎。氛圍懸浮離心鼓風機自己已經(jīng)集成為了當場節(jié)制以及變頻零碎于一體，沒有需要零丁建立變頻柜及操縱柜。經(jīng)由過程風機本身的節(jié)制面板就能夠完成各類功用的設定以及對于流體溫度、機電轉數(shù)、出風壓力、風量、耗損功率等停止參數(shù)的查問。該零碎同時撐持數(shù)字式長途節(jié)制、監(jiān)測功用，可由中心節(jié)制室停止節(jié)制。

2.2.2機能特色

節(jié)能高效；無振動，低樂音；無光滑油；低調養(yǎng)；運行節(jié)制便當；設置裝備擺設裝置空間小。

2.2.3國際應用舉例

按照報導，中國石化洛陽分公司對于化纖污水處置裝配停止革新，采納氛圍懸浮單級離心鼓風機替代保守單級高速離心鼓風機，使裝配服從由本來低于40%進步到68%以上，年節(jié)電72.7萬kW·h，浪費電費40.7萬元。蕪湖市三山區(qū)濱江污水處置廠采納3臺氛圍懸浮單級離心鼓風機，能耗較單級高速離心鼓風機節(jié)流約12%，較磁懸浮風機節(jié)流31%。

2.3磁懸浮離心鼓風機

磁懸浮離心鼓風機采納高速機電+變頻器+磁懸浮軸承一體化布局。機電著力軸與葉輪直聯(lián)，省去齒輪、聯(lián)軸器中心機器增速裝配。變頻主動調理以及節(jié)制風量、風壓等輸入?yún)?shù)。尺度設置裝備擺設包羅高速機電、變頻器、無油磁性軸承、放空閥、當?shù)毓?jié)制、安全監(jiān)視零碎以及隔聲罩，一切部件集成全體裝置正在通俗底座上，無需特別牢固根本。磁懸浮離心鼓風機是單級高速離心鼓風機的一種，其焦點是磁懸浮軸承以及永磁電念頭手藝。關頭部件為磁力軸承，操縱常導磁吸道理，經(jīng)由過程電磁吸力來完成轉軸懸浮高速不變無磨擦運行，操縱地位傳感器、功率縮小器以及PI運算器，完成對于電念頭轉軸及時狀況檢測、調劑以及毛病診斷，其自動節(jié)制才能可以或許有用按捺轉軸的不服衡振動，有完整以及嚴酷的斷電庇護辦法。

2.3.1手藝特色。

2.3.1.1節(jié)能高效。采納磁懸浮軸承，無打仗喪失以及機器喪失，完成了高轉速無極變轉速調理，使患上風機運轉服從可高達85%擺布。2.3.1.2樂音低，體積小，裝置便利。一切部件（高速電念頭、變頻器、磁懸浮軸承）集成裝置正在通俗底座上，無需特別牢固根本，設置裝備擺設體積小、分量輕、裝置操縱便利，運轉時低噪聲以及無振動。2.3.1.3零碎集成性高。高效過濾器、冷卻零碎、全主動防喘震零碎、停電以及毛病庇護零碎等，及時觸摸屏，為操縱工人帶來便利及削減操縱變亂的發(fā)作。2.3.1.4保護簡潔、用度低。磁懸浮單級離心鼓風電機機與葉輪直聯(lián)，無齒輪增速裝配，無任何機器打仗，無需光滑油零碎，不磨損及能量消耗，保護用度低。采納變頻器調速調理風量，比節(jié)省閥節(jié)能，且風量調理規(guī)模普遍，普通為45%～100%。2.3.1.5冷卻服從高。冷卻零碎采納風冷以及水冷連系的體例，可以或許有用庇護機電，可完成風機的隨時啟停。2.3.1.6長途節(jié)制。采納了PLC+GPRS。不單可由中間節(jié)制室節(jié)制，若風機呈現(xiàn)毛病，還能夠施行長途培修調試。

2.3.2出產企業(yè)及應用。

今朝，外洋處置磁懸浮軸承研發(fā)制作的公司有瑞士的MECOS公司、加拿年夜的REVOLVE公司、法國的S2M公司、德國的LEVITEC公司、芬蘭的HighSpeed公司、俄羅斯的OKBM、美國的NASA、Waukesha公司以及日本的精工等，搶先公司首要有S2M公司以及瑞士的MECOS公司。國際對于磁懸浮軸承的研討任務起步較晚，掉隊外洋約20年，相干研討一向正在清華年夜學、西安交通年夜學、南京航空航天年夜學以及上海年夜學等高校展開，并無理論闡發(fā)方面獲得了很多研討功效，但產業(yè)應用今朝較少。磁谷公司依靠南京航空航天年夜學的研討功效停止磁懸浮離心鼓風機的研制開發(fā)任務，并于2009年試制樂成，浙江飛旋科技無限公司正在國際領先研發(fā)樂成了一種合用于集成電路配備應用的自在度節(jié)制份子泵磁軸承。國際報導的污水處置應用方面，青島高新區(qū)污水處置廠及合肥十五里河污水處置廠、濟寧中山川務公司采納了磁懸浮單級離心鼓風機。磁懸浮單級離心鼓風機今朝正在國際最長的使用功績是正在河南南陽污水廠，曾經(jīng)有11年的運轉時間。

三、光洪流務（濟南歷城）無限公司1、兩期風機選型

3.1一期風機選型

一期采納多級低速離心鼓風機，出產廠家為法國歐洲年夜陸，型號為A251-06，詳細參數(shù)為：壓升：0.070Mpa；流量：175Sm3/min；機電功率：300kW；風機數(shù)目：4臺。

3.22期風機選型

兩期名目正在扶植早期，依照光年夜國內晉升水務名目合作力的請求，要完成“建佳構、創(chuàng)品牌”的方針，不只要正在工藝計劃長進行優(yōu)化，還需正在水處置設置裝備擺設選型長進行優(yōu)化，進一步發(fā)掘污水處置廠年夜功率設置裝備擺設節(jié)能空間的詳細方針。對于鼓風機停止選型時，扶植部分會同各種電動離心鼓風機設置裝備擺設供給商就污水廠出口多級低速離心鼓風機、單級高速氣懸浮鼓風機及磁懸浮鼓風機機能停止了屢次手藝交流，并赴濟寧污水處置廠以及青島海泊河污水處置廠考查艾博斯ABSHST磁懸浮離心鼓風機以及德國琵樂PILLER磁懸浮離心鼓風機的運轉環(huán)境，以及污水廠經(jīng)營職員、設置裝備擺設供給商停止了相干手藝交流。正在后期光年夜外部設置裝備擺設調研功效的根本上，進一步搜集光年夜外部各水廠相干運轉數(shù)據(jù)，對于各種型風機停止了手藝性以及經(jīng)濟性闡發(fā)。終極斷定選用磁懸浮風機，出產廠家為芬蘭ABS公司、型號為HST9500-250-1-H，詳細參數(shù)為：尺度風量：9600m3/h；壓升：70kPa；裝機功率：250kW；輔佐電源功率：1kW；風機數(shù)目：4臺。

四、1、兩期風機節(jié)能降耗比力

4.1能耗比力（表1）

現(xiàn)實運轉中因進水水量、水質均未到達計劃負荷，以是，針對于磁懸浮風機以及離心風機的能耗比力采納單臺設置裝備擺設正在不異風量條件下，比力設置裝備擺設運轉功率的體例。

4.1.1經(jīng)歷軸功率比力

按照多年運轉數(shù)據(jù)闡發(fā)，分歧溫度、風量前提下，比力劃一工況時（分歧進風溫度、風量）ABS軸功率環(huán)境：

由表二、3的軸功率數(shù)據(jù)可見，正在60%、80%、100%風量前提下，磁懸浮風機比出口多級離心風機節(jié)能15%～20%擺布，風量較小時，磁懸浮風機節(jié)能結果更加較著。

4.1.2隨機軸功率比力

2014年7月隨機運轉能耗參數(shù)如表四、5，圖1。

2016年10月隨機運轉能耗參數(shù)如表六、7，圖2。

由圖1及圖2可見，三廠離心風機以及磁懸浮風機正在不異鼓風量前提下，風量正在110～160m3/min之間轉變時，磁懸浮風機較離心風機功率浪費正在0%～27.3%，而且跟著風量的增年夜，節(jié)能結果降低。正在低功率運轉時，磁懸浮風機節(jié)能結果較著。

4.2維保耗材比力

一期多級離心風機以及2期磁懸浮風機維保環(huán)境見表8。

由表8可見，磁懸浮風機首要維保形式為改換過濾網(wǎng)，無其余調養(yǎng)用度，濾網(wǎng)年夜約每一季度至半年改換一次，單套濾網(wǎng)價錢為1793元，按每一年均勻3套計較，算計5379元，維保用度略低于多級離心風機。

五、論斷

光洪流務（濟南歷城）無限公司2期工程依照滿負荷10萬噸/日運轉，進水水質較不變。自2期運轉以來，為完成正在包管出水水質不變達標的條件下，進一步節(jié)能降耗、降低本錢的目標，光洪流務（濟南歷城）無限公司充實操縱磁懸浮風機節(jié)能、便利保護的劣勢，迷信調劑一2期運轉形式，工藝運轉調劑為2期滿負荷運轉，一期按照進水水量環(huán)境，根基處正在半負荷運轉狀況，年夜量節(jié)流了風性能耗。今朝，光洪流務（濟南歷城）無限公司現(xiàn)實運轉風機三臺，此中磁懸浮風機兩臺，多級離心風機一臺，依照單臺風機風量節(jié)制正在110m3/min計較，磁懸浮風機較多級離心風機浪費能耗約27.3%，算計節(jié)流功率120KW，電費單價為0.76元/度，每個月節(jié)流用度65664元，整年運轉360天，年浪費用度約78.8萬元，效益較著。但同時因磁懸浮風機一旦毛病，需要廠家到廠培修，乃至返廠培修，能夠具有培修用度高、周期長的問題。

六、結語

本文作者按照已經(jīng)把握的光洪流務（濟南歷城）無限公司兩期磁懸浮風機與一期多級離心風機運轉數(shù)據(jù)，停止了開端的能耗、維保耗材比照闡發(fā)，因磁懸浮風機運轉時間較短，數(shù)據(jù)根基為開端數(shù)據(jù)，周期性身分影響沒有較著，具備必然的范圍性，跟著運轉時間的增添，運轉、保護調養(yǎng)等數(shù)據(jù)的堆集，光洪流務（濟南歷城）無限公司將正在今后的運轉進程中，繼續(xù)對于兩類風機停止較為周全的闡發(fā)以及評估。

軟發(fā)動器正在排水泵站主動化零碎中的運用

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