三葉羅茨鼓風(fēng)機的選型與能耗的聯(lián)系

風(fēng)機選型中必須考慮的因素
風(fēng)機選型中首先必須考慮適用性、能耗、噪聲及價(jià)格因素。
1.1 選用的風(fēng)機必須首先適用于污水處理系統。
在污水處理系統中通常使用的風(fēng)機基本上不外以下兩大類(lèi)：
旋渦式風(fēng)機在早期小型污水處理系統中有應用，現已被淘汰。所以下面僅就羅茨式、多級離心式及單級高速離心式風(fēng)機的選型進(jìn)行討論。
由于一般的污水處理系統在新啟用時(shí)系統壓力基本上在設計范圍內，隨著(zhù)使用時(shí)間的延長(cháng)，由于曝氣孔的堵塞，閥門(mén)管道等的銹蝕，曝氣頭損壞，大量污泥進(jìn)入管道并沉積，從而使整個(gè)系統阻力增加。此現象在系統設計風(fēng)機選型時(shí)必須加以考慮。在這一點(diǎn)上羅茨鼓風(fēng)機顯然優(yōu)于離心式風(fēng)機，因為羅茨鼓風(fēng)機的流量是硬特性，當外界系統阻力增加時(shí)，其出口壓力也隨著(zhù)增加，從而在流量幾乎不變的情況下將氣體排出；而離心式風(fēng)機則不同，由于離心式風(fēng)機壓力是硬特性，風(fēng)量隨阻力的增加而減少， 從離心式鼓風(fēng)機性能曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖1）中可看出，當阻力增加到一定壓力時(shí)將無(wú)法曝氣。
圖1 離心鼓風(fēng)機性能曲線(xiàn)
對于羅茨鼓風(fēng)機，在使用中必須在系統中安裝止回閥，以防止突然斷電時(shí)管路中高壓氣體突然倒流入風(fēng)機中，造成葉輪突然反轉，從而損壞葉輪。
1.2 選用的風(fēng)機必須能耗低
由于風(fēng)機的能耗占了水處理系統總能耗的一半以上，因此選用的風(fēng)機應盡量低能耗。下面就污水處理中常用的離心風(fēng)機及羅茨鼓風(fēng)機的能耗進(jìn)行對比：
表2 三葉羅茨鼓風(fēng)機與多級離心風(fēng)機能耗比較
型號 轉速
r/min 升壓
kPa 流量
m3/min 軸功率
kW 比功率
kW/ m3 min-1 節能效果
% 噪聲
dB（A）
C125-1.5 2950 49 125 140 1.12 93
3L73WC 1050 49 124.3 132.3 1.0644 5% 90
GC120-61-686 2980 68.6 120 220 1.8333 96
3L73WC 1050 68.6 122.8 179.5 1.4617 20% 91.7
我國的羅茨鼓風(fēng)機設計制造水平近20年來(lái)有了長(cháng)足的進(jìn)步，特別是中小型羅茨鼓風(fēng)機由二葉型發(fā)展成三葉型，各項指標特別是噪音和能耗大幅度下降。由上表可看出3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機的能耗和噪音現在已比多級離心鼓風(fēng)機要低。
1.3 3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機與單級高速離心風(fēng)機能耗比較
單級高速離心風(fēng)機是丹麥HV-TURB0公司產(chǎn)品，因為從1990年開(kāi)始到現在，在中國環(huán)保市場(chǎng)污水處理項目已引進(jìn)了近900臺左右該公司產(chǎn)品，僅2005年就引進(jìn)71臺，2006年1-7月就引進(jìn)34臺，由于該公司樣本提供的參數不全面，為了尋找可與3L型風(fēng)機對比的例子，由該樣本提供的圖3和表3中尋找：
圖3
表3
型號 轉速
r/min 升壓
kPa 流量
m3/min 軸功率
kW 比功率
kW/ m3 min-1 節能效果
% 噪聲
dB（A）
GM20L 68.6 75 100 1.3333 11%
BCD80 68.6 80 132 1.65 -9%
3L63WC 68.6 72.1 108 1.4979
KA5-GK 50.96 75 80 1.0667 5%
3L63WC 50.96 73.7 82.7 1.1221
由以上對比數據可知單級高速離心風(fēng)機的能耗確實(shí)要比羅茨鼓風(fēng)機低，但并不象丹麥HV TURBO公司樣本所宣傳的那樣節能達30%―40%。
1.4 3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機與傳統二葉型羅茨鼓風(fēng)機及國外三葉型羅茨鼓風(fēng)機的能耗比較，具體參數如下表：
表4
型號 轉速
r/min 升壓
kPa 流量
m3/min 軸功率
kW 比功率
kw/m3 min-1 節能效率
噪聲
dB（A）
L32LD 1450 49 5.99 9.2 1.5358 >80
3L32WD 1450 49 7.65 9.28 1.2131 21% 76.2
L74WD 980 49 112 121 1.0804 ≥100
3L73WD 980 49 115 122.7 1.0670 1.2% 90
L73WD 980 49 92.7 101 1.0895 ≥98
3L73WD 980 49 115 122.7 1.0670 2% 90
GM200L 1040 49 114 123 1.0789 96
3L73WD 980 49 115 122.7 1.0670 1.1% 90
GM130L 2120 49 113 122 1.0796 104 　　3L73WD 980 49 115 122.7 1.0670 1.2% 90
從表4中可看出，3L型羅茨鼓風(fēng)機的能耗較傳統二葉型要低1%―21%左右，3L73WD三葉型羅茨鼓風(fēng)機的能耗要較世界德國AERZEN公司GM型三葉羅茨鼓風(fēng)機低1%以上。
1.5 噪音的對比
污水處理是為了保護環(huán)境，不能為了污水處理而給環(huán)境帶來(lái)二次污染，因此在為污水處理系統選用風(fēng)機時(shí)，對風(fēng)機的噪聲必須認真考慮，從上表2中可看出3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機的噪音比多級離心式要低，并不象以前某些人所鼓吹的那樣。從表4可以看到3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機與同類(lèi)型的兩葉羅茨鼓風(fēng)機相比噪音要低3.8―10dB（A），比德國AERZEN公司的三葉羅茨鼓風(fēng)機噪音也要低6―14dB（A）左右。
1.6 價(jià)格的對比
表5
類(lèi) 型 風(fēng)機型號 流量
m3/min 風(fēng)壓
kPa 軸功率
kW 價(jià)格
萬(wàn)元
多級離心
鼓風(fēng)機 C125 125 63.75 150 24.3
GC120 120 68.6 220 22.3
3L型羅茨
鼓風(fēng)機 3L73WC 122.8 68.6 179.5 12
單級高速
離心鼓風(fēng)機 GM20L 110 49 100 65
BCD125 125 68.6 185 64
3L型羅茨
鼓風(fēng)機 3L73WC 122.8 68.6 179.5 12
丹麥進(jìn)口高速離心鼓風(fēng)機 KA5-GK 75 50.96 80 100
3L型羅茨
鼓風(fēng)機 3L63WC 74.3 50.1 80.7 7.41
從表5可看出，3L系列的風(fēng)機價(jià)格是多級離心鼓風(fēng)機的1/2不到；是國產(chǎn)單級高速離心鼓風(fēng)機的1/5不到；是進(jìn)口單級高速離心鼓風(fēng)機的1/12不到，因而在價(jià)格上3L系列羅茨鼓風(fēng)機有的優(yōu)勢。
2 結論
從以上分析對比可看出，在污水處理中選用3L系列羅茨鼓風(fēng)機較選用多級離心鼓風(fēng)機更合理，因其噪音及能耗都較低而價(jià)格僅后者1/2不到，且不用擔心風(fēng)機會(huì )產(chǎn)生喘振現象。而單級高速離心風(fēng)機確實(shí)能耗及噪音較低，但即使選用國產(chǎn)風(fēng)機其價(jià)格是3L系列羅茨鼓風(fēng)機的5倍以上，若選進(jìn)口風(fēng)機，其價(jià)格則為3L型三葉羅茨鼓風(fēng)機的12倍。由于昂貴的價(jià)格，因而妨礙了它在污水處理曝氣系統中的推廣應用。因此在污水處理系統中選用風(fēng)機時(shí)要權衡綜合考慮，根據不同的污水處理工藝和曝氣池的水深來(lái)選擇風(fēng)機，風(fēng)機的風(fēng)壓選擇根據池體的有效水深進(jìn)行選型配置即可，低水位的情況下沒(méi)必要選擇高壓力的鼓風(fēng)機。如：4米深的曝氣池，在設計中就有約0.5米的超高，實(shí)際運行的有效水位高度實(shí)際在3.5米左右。因此，在鼓風(fēng)機的選擇上可以按照不超過(guò)4米的升壓來(lái)進(jìn)行配置，則可以選擇39.2Kpa的升壓的風(fēng)機即可。沒(méi)有必要選擇50-60kpa的高壓風(fēng)機。在風(fēng)機選型的過(guò)程中，升壓值這一關(guān)鍵參數對鼓風(fēng)機的功率有這直接的影響，其升壓在每增加一米水深的情況下，風(fēng)機的能耗差別如下圖所示：
型 號 升壓 流量 功率
3L150型 1631轉/min 49.0kpa 29m?/min 37KW 增加一米水壓能耗增加18KW
3L250型 1025轉/min 58.8kpa 29 m?/min 55kw
以3L250型為例：其功率在75KW時(shí)可以達到49.8m?/min的風(fēng)量，而我們企業(yè)水處理選用的風(fēng)機功率75KW配套的風(fēng)量在39.45m?/min。相比之下，多出了10.35 m?/min的供風(fēng)量，可見(jiàn)其效率較高。
以我污水處理廠(chǎng)為例，兩種風(fēng)機的空氣循環(huán)量對比如下：
型 號 升壓 流量 功率 空氣循環(huán)量 池體容積
JGR200型 58.8kpa 39.45m?/min 75KW 0.4734 5000m?
3L250型 58.8kpa 49.8 m?/min 75kw 0.5976 5000m?
通過(guò)空氣循環(huán)量的對比可以看出，JGR200型風(fēng)機運行時(shí)的空氣循環(huán)量剛好滿(mǎn)足標準值：0.3-0.5要求的空氣循環(huán)量范圍，而3L250型風(fēng)機的空氣循環(huán)量則可以超出該范圍。因此，在實(shí)際運行的過(guò)程中，采用配套的器和溶氧PLC控制來(lái)組合使用，3L250型風(fēng)機可以更加的縮短充氧時(shí)間和節約能耗。據統計，采用3L250型風(fēng)機可以節約能耗25%左右，比FSR200型風(fēng)機節約能耗15%。