海拔高度對羅茨風(fēng)機的影響：山東錦工機械有限公司

　　海拔對羅茨風(fēng)機正常工作有較大的影響，高海拔地區(qū)與低海拔地區(qū)是有很大差異的，在選型方面有以下幾個注意的地方：

　　1、風(fēng)量問題

　　高海拔地區(qū)因為空氣稀薄，在風(fēng)量計算時，需要根據(jù)海拔來進行計算，如果按照樣本計算可能會出現(xiàn)較大的誤差。

　　2、壓力問題

　　壓力也需要進行特殊設(shè)計，根據(jù)當(dāng)?shù)氐暮０吻闆r，氣候情況，空氣濕度等進行設(shè)計，低海拔地區(qū)與高海拔地區(qū)的壓力存在較大差異。尤其是羅茨風(fēng)機、回轉(zhuǎn)風(fēng)機、多級離心風(fēng)機、懸浮風(fēng)機等。

　　3、電機問題

　　電機一般需要采用高原電機，普通電機無法適用于高海拔環(huán)境中，高原電機也比普通電機要貴一些。

　　下面給大家來高原電機與普通電機的區(qū)別：

　　高原電機是使用場所海拔高于1000米的電機。根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高原電機又分很多級：它們分別是不超過2000米、3000米、4000米、5000米。

　　由于高原環(huán)境因素的影響，高原電機與普通電機相比，在絕緣強度、電氣間隙、溫升限值以及防暈措施等方面要做相應(yīng)調(diào)整：

　　1、海拔升高會引起絕緣強度降低：每升高1000米，絕緣強度要降低8—15%，因此電機的絕緣強度要提高。

　　2、海拔升高，電氣間隙的擊穿電壓下降，因此要按海拔大小相應(yīng)增大電氣間隙。

　　3、海拔升高，電暈起始電壓降低，要加強電機的防暈措施。

　　4、海拔升高，空氣介質(zhì)冷卻效應(yīng)降低，散熱能力下降，溫升增加，每升高1000M，溫升要增加3-10%，故要修正電機溫升限值。

　　詞標(biāo)簽：羅茨風(fēng)機

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海拔高度對羅茨風(fēng)機的影響：污水各類泵選型及曝氣用鼓風(fēng)機選擇要點！

　　水處理設(shè)備的合理選型，是每一個設(shè)計人員需要掌握的知識。作為輸送提升的核心設(shè)備，泵在水處理項目中無處不在。泵的原理多樣，種類繁多，而且還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新，不同的應(yīng)用場合，泵的使用方法也各有差異。

　　1、泵的原理與分類

　　在專業(yè)定義上，泵是指將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動能，從而實現(xiàn)流體定向輸運的動力設(shè)備。在使用時常按用途來進行命名，比如潛污泵、污泥泵、計量泵等，工作原理各有不同。按工作原理可以分類如下：

　　1、葉片式泵

　　葉片式泵包括離心泵（單級、多級），軸流泵，混流泵，旋渦泵等。

　　離心泵-利用旋轉(zhuǎn)葉輪帶動流體一起旋轉(zhuǎn)，借離心力的作用，使流體的壓力能和動能得到增加。

　　軸流泵-利用葉輪上的翼型葉片在流體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的升力使流體的能量增加。

　　混流泵-介于離心泵和軸流泵之間，部分利用了離心力，部分利用了升力。

　　2、容積式泵

　　容積式泵包括往復(fù)泵（活塞、柱塞、隔膜），回轉(zhuǎn)泵（齒輪、螺桿、滑片等）

　　往復(fù)式泵-利用工作容積周期性的改變來輸送流體，并提高其壓力，包括活塞式、柱塞式和隔膜式三類。

　　回轉(zhuǎn)式泵-利用一對或幾個特殊形狀的回轉(zhuǎn)體，如齒輪、螺桿或其他形狀的轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動來輸送流體并提高其壓力。

　　3、其他類型泵

　　葉片式泵和容積式泵基本包括了所有常用的泵的類型，還有一些其他類型的泵，比如：

　　水環(huán)式真空泵-水環(huán)式真空泵在啟動前注入一定水作為工作液體，靠星形葉輪的旋轉(zhuǎn)，形成封閉水環(huán)，葉輪與水環(huán)之間形成周期性擴大與減小的空間，形成負壓，吸入氣體并排出，達到抽真空的目的。

　　噴射泵-利用高速射流的抽吸作用來抽吸并輸送液體，可以起到抽真空的作用。

　　2、泵的主要性能參數(shù)

　　1）流量與揚程

　　泵在單位時間內(nèi)輸送的流體量稱為流量，泵的流量一般指體積流量，用q表示。單位重力作用下的液體通過泵后所獲得的能量增加值，稱為揚程，用H表示，單位為m。

　　在選型時，流量與揚程是由設(shè)計人員根據(jù)工藝計算結(jié)果給出的核心參數(shù)，是一個固定值。對于水泵自身性能而言，流量與揚程往往是一個區(qū)間內(nèi)的對應(yīng)關(guān)系，是一個范圍。在選型時，兩者互相影響，理想的選型是工藝參數(shù)需要的固定值落在水泵性能曲線的最高效率點，在有偏差時，要綜合評估偏差可能帶來的不利影響，權(quán)衡后確定選型結(jié)果。

　　2）軸功率與效率

　　泵在運行時原動機傳遞到泵轉(zhuǎn)軸上的功率稱為軸功率，用P表示，單位為kw。單位時間內(nèi)通過泵的流體所獲得的功率稱為有效功率，用Pe表示。泵的效率為有效功率與軸功率之比，即η=Pe/P。

　　泵的效率與泵本身的設(shè)計水平、機械加工水平等有關(guān)，效率的高低直接影響能耗，同時泵有各自的高效率區(qū)間，選型時需要落在這個區(qū)間，以降低能耗。

　　3）轉(zhuǎn)速

　　泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為r/min。

　　轉(zhuǎn)速一般與電機的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速對應(yīng)，可通過變頻器對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，水泵性能曲線也對應(yīng)變化。在實際流量揚程變化時，通過變頻來調(diào)節(jié)可以達到很好的節(jié)能效果。

　　4）汽蝕與汽蝕余量

　　汽蝕指水泵運行中，因為某些原因使得泵內(nèi)局部壓力降低到水的汽化壓力時，水會產(chǎn)生汽化而形成氣液流，到達高壓區(qū)后氣泡受到擠壓破滅重新凝結(jié)成水，在這個過程中會產(chǎn)生很高的水錘壓力，使材料收到侵蝕和破壞。汽蝕現(xiàn)象主要是針對葉片泵而言，是在泵的選型設(shè)計中必須避免的現(xiàn)象。汽蝕的產(chǎn)生與泵的性能有關(guān)，也與泵的吸口裝置的設(shè)計有關(guān)。

　　汽蝕余量指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時的壓力頭之差，單位用米（水柱）標(biāo)注，用NPSH（Net Positive Suction Head）表示。在葉片泵的性能參數(shù)中，廠家一般會提供允許汽蝕余量供設(shè)計人員在選型設(shè)計時使用，汽蝕余量的參數(shù)說明如下：

　　NPSHc—臨界汽蝕余量，由汽蝕試驗求得；

　　[NPSH]—允許汽蝕余量，是保證泵不發(fā)生汽蝕的汽蝕余量，通常取[NPSH]=(1.1~1.5)NPSHc或[NPSH]=NPSHc+K（一般取K=0.3）。

　　汽蝕余量主要影響安裝條件，允許汽蝕余量越小，意味著可承擔(dān)的泵前負壓越大，水泵的性能越好。

　　3、泵的選型過程

　　1）確認使用條件

　　在泵的選型時，首先需要確認使用的基本條件，包括：

　　a.輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能

　　影響泵的性能、材料和結(jié)構(gòu)。包括：介質(zhì)特性（如腐蝕性、磨蝕性、毒性等）、固體顆粒含量及顆粒大小、密度、黏度、汽化壓力等。

　　b.選型參數(shù)

　　流量、揚程、溫度、裝置汽蝕余量、操作狀態(tài)。

　　c.現(xiàn)場條件

　　泵的安裝位置、環(huán)境溫度、相對濕度、大氣壓力、大氣腐蝕狀況及危險區(qū)域劃分等級等。

　　2）選擇泵的類型

　　水處理中根據(jù)用途的不同需要選擇對應(yīng)的合適類型：

　　a.進水的提升

　　在廢水的進水中雜質(zhì)往往較多，一般選擇抗堵塞的離心泵。中小規(guī)模水量時，最常用的為潛污泵。在方便設(shè)置泵房時，可采用　　干式無堵塞排污泵。在大型規(guī)模項目，一般采用干式安裝的大型污水泵，以方便檢修。

　　在工業(yè)廢水處理項目中，進水纏繞物雜質(zhì)少時，經(jīng)常根據(jù)需求選用自吸泵等。

　　進水提水泵在允許時，建議盡量選擇質(zhì)量優(yōu)秀的產(chǎn)品，可以大大減少日常運行維護中的麻煩，保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

　　b.中間提升及尾水排放

　　中間提升及尾水排放時，廢水中的雜質(zhì)特別是纏繞性雜質(zhì)非常少，在水泵的選型上范圍大很多，基本常規(guī)的輸送污水的泵都能使用。在尾水水質(zhì)較好時，排放和回用泵可考慮選擇清水泵，泵的效率一般較污水泵高，成本也較低。

　　c.有自吸需求

　　有自吸需求時可選用自吸泵、轉(zhuǎn)子泵。根據(jù)需求可配套真空泵。

　　d.污泥的輸送

　　初沉污泥：污泥懸浮物濃度高、雜物較多，一般采用螺桿泵，需要時配套破碎機。

　　二沉池污泥及污泥回流：污泥含水率高，特性與水類似，一般選用潛污泵、混流泵或軸流泵，內(nèi)回流需要揚程低，可選用穿墻泵。

　　化學(xué)污泥：根據(jù)污泥情況可選擇無堵塞排污泵、螺桿泵。

　　濃縮后污泥：一般選擇螺桿泵，也可選擇隔膜泵。

　　脫水后污泥：脫水后污泥的管道輸送需要揚程高，可選擇柱塞泵。

　　e.藥劑投加

　　小流量的藥劑投加一般選擇計量泵，PAM的投加可選擇螺桿泵。

　　大流量的藥劑投加可選擇耐腐蝕泵等。

　　3）確定泵的型號

　　在類型確定后，再根據(jù)泵的性能曲線選擇合適的型號：

　　a.查系列型譜圖，選擇泵的額定工作點落在泵的高效工作區(qū)內(nèi)，校核泵的汽蝕余量是否符合要求。

　　b.校核泵的材質(zhì)、密封等是否能滿足輸送介質(zhì)要求。

　　c.校核安裝檢修條件是否滿足單體設(shè)計的要求。

　　當(dāng)有兩種以上規(guī)格符合條件時，選擇綜合指標(biāo)高的設(shè)備：效率（高）、重量（低）和價格（低）。

　　附：一些泵的圖片

　　4、潛污泵的安裝

　　潛污泵是潛水排污泵的簡稱，在潛水泵的基礎(chǔ)上通道采用抗堵塞設(shè)計，用于一級提升、中間提升及污泥回流等。主要用于市政工程、樓宇建筑、工業(yè)排污和污水處理場合，排送含固形物和長纖維的污水、廢水和雨水等。

　　1、常用的兩種安裝方式

　　潛污泵安裝條件簡單，流量覆蓋范圍較大，從10m3/h以下到幾千m3/h，是水處理工程特別是中小型項目中最常用的提升設(shè)備之一。潛污泵常見的安裝方式主要有兩種：耦合式安裝和移動式安裝。

　　其中耦合式安裝是通過耦合器將泵與管道相連，泵與出水管路脫離方便，水泵檢修時通過起吊裝置起吊即可。耦合式安裝適用于各種規(guī)格的潛污泵，是潛污泵最常用的安裝方式，耦合器由設(shè)備廠家成套供貨。

　　移動式安裝指泵出口管路直接通過軟管連接至水面上，潛污泵靠自重置于水池底部或通過鐵鏈等懸掛在起吊裝置上。移動式安裝無需耦合器和池底固定，便于移動，檢修時連管道一起起吊即可。同時由于安裝方式的原因，難以承擔(dān)大的力矩，只適用于小型的潛污泵。

　　2、安裝條件圖的解釋

　　在選型確認后，潛污泵的廠家會提供安裝條件圖，設(shè)計人員需要能讀懂各尺寸和符號的意思。以某潛污泵廠商的樣本安裝條件為例說明如下：

　　1）最低運行液位

　　功率11kw以上的泵可以選擇裝置電機冷卻系統(tǒng)對泵進行冷卻，若不選冷卻系統(tǒng)，是由泵送介質(zhì)直接冷卻電機。兩種不同的冷卻方式對應(yīng)的最低液位不同，直接冷卻方式的需要液位高于帶冷卻系統(tǒng)的方式。

　　在廠家提供的安裝條件圖中，用實心三角“▼”和空心三角“▽”來進行區(qū)分，其中“▼”表示帶冷卻系統(tǒng)，“▽”表示不帶冷卻系統(tǒng)。

　　在上面案例的安裝條件圖中，帶冷卻系統(tǒng)時，有效最低液位距離耦合裝置底部為570mm，不帶冷卻系統(tǒng)時，距離為785mm。即有冷卻系統(tǒng)時有效液位可以低出215mm。

　　2）平面開孔與定位

　　潛水泵耦合式安裝時，平面的開孔需考慮潛水泵的最小安裝尺寸。案例中A向視圖表示了水泵的最小安裝孔的大小尺寸，1000×700mm。

　　在進行定位時，安裝導(dǎo)桿的池邊是基準(zhǔn)線。這是因為潛污泵的就位是靠與耦合裝置連接的導(dǎo)桿來完成的，導(dǎo)桿的位置由池邊確定。耦合器基座的螺栓進行定位時，也需以池邊為基準(zhǔn)線進行。按上面案例，應(yīng)先確定距離池邊253mm的螺栓孔位置，再通過螺栓孔的間距350mm來確定另外兩個螺栓孔的位置。

　　最終在圖紙中體現(xiàn)的最重要的尺寸為：頂部平面開孔的位置與大小，以及底部的預(yù)埋地腳螺絲的位置與規(guī)格（一般采用預(yù)留孔進行后澆混凝土的設(shè)計）。

　　頂部的導(dǎo)桿固定通常采用膨脹螺栓的方式完成。

　　3、電氣保護措施

　　由于潛污泵為潛水運行，可能會出現(xiàn)漏水等情況而損壞水泵，需要進行預(yù)防。以某潛污泵廠家為例，采用的措施有：7.5kw以下的泵設(shè)有電機繞組過熱保護元件和漏水探頭；11kw及以上的泵設(shè)有電機繞組過熱保護元件、浮子開關(guān)、漏水探頭；30kw及以上的泵在電機上端蓋內(nèi)增設(shè)漏水探頭等。

　　其中過熱保護元件是置于電機定子繞組內(nèi)，不正常運行狀況下，繞組穩(wěn)定達到過熱保護原件的設(shè)定值時，通過電柜過熱保護裝置停止電機。

　　漏水探頭用作漏水檢測，電機側(cè)進水后通過電控柜報警并停機。浮子開關(guān)用作檢測電機側(cè)機械密封是否失效，電機腔是否進水，探測到進水后通過電控柜報警并停機。

　　在潛污泵的電氣安裝中，需要根據(jù)選型條件及廠家反饋的電氣要求進行電控柜的設(shè)計，從而達到保護效果。

　　5、離心泵的安裝

　　離心泵是輸水中最常用的泵之一，為了避免汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生，離心泵的安裝高度需要進行非常仔細的校核計算。水泵進水側(cè)裝置形式示意圖如下：

　　泵的允許幾何安裝高度與多方面條件有關(guān)，公式如下：

　　式中：

　　[Hg]—泵的允許幾何安裝高度，m；（計算結(jié)果供設(shè)計時利用，實際安裝高度需低于允許安裝高度）

　　pe—吸水水面壓力，Pa；（為吸水水面的大氣壓，海拔越高大氣壓越低）

　　pv—飽和蒸汽壓力，Pa；（與水溫有關(guān)，水溫越高，飽和蒸汽壓力越高）

　　ρ—流體的密度，kg/m3；

　　g—重力加速度，9.81m/s2；

　　[NPSH]—水泵的允許汽蝕余量，m；（與水泵性能有關(guān)，廠家提供）

　　hw—吸入管路中的水頭損失，m。（與吸水管路設(shè)計有關(guān)，由設(shè)計人員確定）

　　由上式可知，海拔越高、水溫越高、允許汽蝕余量越大、進水管路水頭損失越大，允許幾何安裝高度越小。

　　不同海拔時的大氣及對應(yīng)的水頭高度見下表：

　　不同海拔時的大氣及對應(yīng)的水頭高度

　　海拔高度

　?。╩）

　　大氣壓力

　?。╧Pa）

　　水頭高度

　?。╩）

　　-600

　　110.85

　　11.3

　　101.32

　　10.3

　　200

　　99.08

　　10.1

　　500

　　95.16

　　9.7

　　1000

　　90.25

　　9.2

　　1500

　　84.36

　　8.6

　　2000

　　79.46

　　8.1

　　3000

　　70.63

　　7.2

　　4000

　　61.80

　　6.3

　　5000

　　53.95

　　5.5

　　不同溫度時水的飽和蒸汽壓力計對應(yīng)水頭高度見下表：

　　不同溫度時水的飽和蒸汽壓力計對應(yīng)水頭高度

　　水溫

　?。ā妫?/p>

　　飽和蒸汽壓力

　　（kPa）

　　水頭高度

　?。╩）

　　10

　　1.23

　　0.125

　　20

　　2.34

　　0.238

　　30

　　4.24

　　0.433

　　40

　　7.37

　　0.752

　　50

　　12.33

　　1.272

　　60

　　19.92

　　2.066

　　70

　　31.16

　　3.249

　　80

　　47.36

　　4.97

　　90

　　70.10

　　7.406

　　100

　　101.32

　　10.786

　　例：由泵樣本知某離心泵汽蝕余量為[NPSH]=3.29m，欲在海拔500m高度的地方工作，該地區(qū)夏季最高水溫為40℃，若吸水管的水頭損失為1m，則該泵在當(dāng)?shù)氐倪\行幾何安裝高度[Hg]計算如下：

　　設(shè)吸水水面壓力為當(dāng)?shù)卮髿鈮?，由表查得海?00m處大氣壓頭9.7m，水溫40℃時，水的飽和蒸汽壓頭為0.752m，計算得：[Hg]=9.7-0.752-3.29-1=4.658m

　　在城市污水處理廠，鼓風(fēng)曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風(fēng)機在節(jié)約運行成本中占著至關(guān)重要的作用。

　　1曝氣用鼓風(fēng)機分類

　　好氧池曝氣常用的風(fēng)機有四類：羅茨鼓風(fēng)機、多級離心風(fēng)機、單級高速離心風(fēng)機和磁(空氣)懸浮風(fēng)機。

　　2鼓風(fēng)機介紹

　　1、羅茨鼓風(fēng)機

　　羅茨鼓風(fēng)機目前多為三葉型，每轉(zhuǎn)動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風(fēng)機屬于容積式風(fēng)機，其特點是在最高設(shè)計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風(fēng)機的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，羅茨風(fēng)機風(fēng)量受壓力變化影響小。當(dāng)曝氣池液位變化時，鼓風(fēng)量基本不變。

　　風(fēng)量調(diào)節(jié)：羅茨風(fēng)機風(fēng)量受轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風(fēng)壓可以維持。

　　2、多級離心風(fēng)機

　　離心鼓風(fēng)機是電機帶動風(fēng)機葉輪旋轉(zhuǎn)，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。在常規(guī)轉(zhuǎn)速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風(fēng)機。多級離心風(fēng)機典型的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，多級離心風(fēng)機隨風(fēng)壓變化流量變化較大。當(dāng)曝氣池液位變化時，鼓風(fēng)量會有變化。

　　風(fēng)量調(diào)節(jié)：多級離心風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風(fēng)壓會相應(yīng)降低，變頻范圍受到一定限制。

　　3、單級高速離心風(fēng)機

　　單級高速離心風(fēng)機指提高風(fēng)機轉(zhuǎn)速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風(fēng)機風(fēng)量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風(fēng)機的性能曲線如下：

　　從性能曲線可知，單級高速離心風(fēng)機隨風(fēng)壓變化流量變化非常大。當(dāng)曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風(fēng)量變化會較大。

　　風(fēng)量調(diào)節(jié)：單級高速離心風(fēng)機可通過進口導(dǎo)葉調(diào)整，風(fēng)量調(diào)整時不影響風(fēng)壓，同時可以降低風(fēng)機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風(fēng)壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風(fēng)機一般不用變頻調(diào)節(jié)風(fēng)量。

　　4、磁(空氣)懸浮風(fēng)機

　　磁(空氣)懸浮離心風(fēng)機是通過磁或空氣的作用，使轉(zhuǎn)動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導(dǎo)葉調(diào)整風(fēng)量。懸浮離心風(fēng)機由于摩擦力小，風(fēng)機效率會更高。

　　磁(空氣)懸浮風(fēng)機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風(fēng)機類似。

　　3性能比較

　　不同的曝氣風(fēng)機有著不同的適用范圍，羅茨風(fēng)機、多級離心風(fēng)機和單級高速離心風(fēng)機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風(fēng)機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風(fēng)機在高流量范圍。羅茨風(fēng)機：1~100m3/min;多級離心風(fēng)機：20~400m3/min;單級高速離心風(fēng)機：40~1000m3/min。

　　三種風(fēng)機的流量與功率的比較見下圖。

　　從上圖中可知，在風(fēng)機的效率方面單級高速離心風(fēng)機最高，多級離心風(fēng)機其次，羅茨風(fēng)機最低。同樣的供風(fēng)量，羅茨風(fēng)機能耗最高，單級高速離心風(fēng)機能耗最低。

　　從設(shè)備采購成本看，羅茨風(fēng)機成本最低，多級離心風(fēng)機居中，單級高速離心風(fēng)機最高。綜合考慮能耗、設(shè)備采購及運行維護費用等因素，三種風(fēng)機的流量與單位綜合成本比較見下圖。

　　其中，羅茨風(fēng)機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風(fēng)機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風(fēng)機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風(fēng)機。

　　在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風(fēng)機性價比較好，高流量時，單級高速離心風(fēng)機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。

　　磁(空氣)懸浮風(fēng)機相對于其他三種鼓風(fēng)機，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護復(fù)雜，目前應(yīng)用于現(xiàn)場環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔(dān)不起，隨著磁(空氣)懸浮風(fēng)機的國產(chǎn)化，以后成本會越來越親和！

　　4曝氣鼓風(fēng)機選型中需要注意的幾個問題

　　1、按實際情況計算參數(shù)

　　在污水廠鼓風(fēng)機選型時，風(fēng)機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風(fēng)機在實際使用中并非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)鼓風(fēng)機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風(fēng)機的性能也將發(fā)生變化，設(shè)計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風(fēng)機的性能要求，換算成標(biāo)準(zhǔn)進氣狀態(tài)下的風(fēng)機參數(shù)來選型。

　　2、出口壓力影響因素的分析

　　容積式鼓風(fēng)機排氣壓力的高低并不取決于風(fēng)機本身，而是氣體由鼓風(fēng)機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風(fēng)機具有強制輸氣的特點。

　　鼓風(fēng)機銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是風(fēng)機的額定排氣壓力。實際上，鼓風(fēng)機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。

　　對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風(fēng)機的壓力也就相應(yīng)升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風(fēng)機的壓力也隨之降低。

　　綜上所述，確定曝氣鼓風(fēng)機壓力時，只需要鼓風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所能達到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。

　　3、鼓風(fēng)機空氣流量因素

　　在計算污水處理的需氧量時，其結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風(fēng)機的使用狀態(tài)不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風(fēng)機所供應(yīng)的空氣容積流量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導(dǎo)致供氧量不足。

　　因此，必須計算出能供應(yīng)相同質(zhì)量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區(qū)使用時，環(huán)境大氣壓力也會發(fā)生變化，壓力比相應(yīng)升高，那么，羅茨鼓風(fēng)機的泄漏流量qvb則會增大，這將導(dǎo)致鼓風(fēng)機所供應(yīng)的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。

　　因此，設(shè)計時必須考慮使用條件發(fā)生變化時各種因素的影響，以保證風(fēng)機所供應(yīng)的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。

　　4、注意冬季和夏季的區(qū)別

　　鼓風(fēng)機選型應(yīng)關(guān)注鼓風(fēng)機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風(fēng)機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。

　　鼓風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的，但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發(fā)生了變化，導(dǎo)致鼓風(fēng)機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風(fēng)機，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計算出鼓風(fēng)機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實際運行過程中，由于進水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風(fēng)機的供氧量(FOR)在減少，這是設(shè)計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，供氧量、需氧量基本相當(dāng);在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風(fēng)機的供氧量(FOR)增大，此時，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風(fēng)機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。

　　因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設(shè)備進行及時的調(diào)整，使鼓風(fēng)機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應(yīng)。對于羅茨鼓風(fēng)機來說，使用變頻器，通過改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供風(fēng)量是很經(jīng)濟實用的。結(jié)論同一臺鼓風(fēng)機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴謹?shù)挠嬎氵M行選型，否則有可能導(dǎo)致生化系統(tǒng)的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化，鼓風(fēng)機所供應(yīng)氧氣的質(zhì)量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應(yīng)采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。

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海拔高度對羅茨風(fēng)機的影響：白山磁懸浮高速離心式鼓風(fēng)機【型號參數(shù)】

　　白山磁懸浮高速離心式鼓風(fēng)機【型號參數(shù)】

　　南博瑞環(huán)境裝備（棗莊）有限公司 專業(yè)從事空氣懸浮風(fēng)機、磁懸浮鼓風(fēng)機、無油螺桿鼓風(fēng)機、空氣懸浮壓縮機

　　磁懸浮鼓風(fēng)機具有以下五大優(yōu)勢：{

　　其一、環(huán)保優(yōu)勢

　　1、磁懸浮離心鼓風(fēng)機無需潤滑，輸送的空氣清潔無污染。

　　2、磁懸浮軸承完全無摩擦，鼓風(fēng)機運行噪音低,不會影響周邊辦公及居住環(huán)境。

　　3、以100kW磁懸浮離心鼓風(fēng)機計算，每臺鼓風(fēng)機每年可以節(jié)約用電30多萬度，節(jié)約電費20多萬元。

　　其二、節(jié)能優(yōu)勢磁浮鼓風(fēng)機，其特點是比一般磁懸浮鼓風(fēng)機效率高，節(jié)能效果明顯，噪音低，運行穩(wěn)定。實時顯示中文觸摸屏，為操作人員帶來方便，防止發(fā)生，選用磁軸承免磨損，不需要維護，只需清洗濾清器即可。冷卻方式采用風(fēng)冷，冷卻效果好。由于使用磁懸浮軸承，所供應(yīng)的空氣不含油脂，不會造成二次污染。曝氣進入污水處理系統(tǒng)以增加水中的氧氣含量，從而去除鐵、錳或促使有氧微生物降解有機物，達到去除可氧化沉淀的目的。此外，曝氣還能使水與空氣充分接觸，交換氣態(tài)物質(zhì)，去除水中揮發(fā)性物質(zhì)。例如，可以去除水的氣味，也可以去除二氧化碳、硫化氫等有害氣體；底部沉積物也可以通過底部風(fēng)道入口空氣充氣，通過泵排出。第正確的操作方法及注意事項。鼓風(fēng)機是化學(xué)污水處理系統(tǒng)中重要的工藝設(shè)備之一。

　　1、與羅茨鼓風(fēng)機相比，磁懸浮離心鼓風(fēng)機的效率提高30%以上。

　　2、以100kW磁懸浮離心鼓風(fēng)機為例，與羅茨鼓風(fēng)機比較，每臺磁懸浮離心鼓風(fēng)機每年可以節(jié)約用電30多萬度，電費20多萬元。

　　其三、采用前沿科技磁懸浮鼓風(fēng)機是在傳統(tǒng)鼓風(fēng)機基礎(chǔ)上應(yīng)用了主動式磁懸浮軸承技術(shù)及高速永磁同步電機技術(shù)，并進行一體化設(shè)計的新型高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。主動式磁懸浮軸承系統(tǒng)是磁懸浮鼓風(fēng)機的核心系統(tǒng)，電機轉(zhuǎn)子固定于兩個徑向磁軸承與兩個軸向磁軸承之間，轉(zhuǎn)子的位置由位置傳感器進行檢測，將位置信號實時反應(yīng)給磁軸承控制器。當(dāng)轉(zhuǎn)子偏移時，控制器會根據(jù)轉(zhuǎn)子的偏移量調(diào)節(jié)磁軸承各自由度的磁場力，讓轉(zhuǎn)子回到正確位置。高速永磁電機與高效三元流葉輪直接耦合驅(qū)動；比傳統(tǒng)羅茨鼓風(fēng)機節(jié)能30%以上；采用自平衡技術(shù)，磁懸浮軸承振動量比傳統(tǒng)軸承小一個量級且無摩擦，同時采取主動減震設(shè)計，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，機體震動很小，風(fēng)機噪音在80dB左右。采用數(shù)字信號處理器，五軸位移控制10軸電流控制。

　　1、采用主動磁懸浮軸承系統(tǒng)，無磨損，不需要潤滑、維護。

　　2、采用高性能變頻器對轉(zhuǎn)速進行控制，多種控制模式可以選擇。

　　3、采用先進的控制系統(tǒng)，運行狀態(tài)可以實施監(jiān)控，并且可以，無需人員現(xiàn)場值守。

　　4、采用全封閉風(fēng)冷系統(tǒng)對電機進行散熱，確保風(fēng)機處于穩(wěn)定高效的運行狀態(tài)。

　　5、模塊化設(shè)計，維修方便快捷。使?jié)L動軸構(gòu)成懸浮情況，完全無接觸、無、無需潤滑；高速電機直接驅(qū)動三元流葉輪，省卻了齒輪箱，徹底消除機械傳動丟掉，完結(jié)高轉(zhuǎn)速，大大前進功率。作業(yè)規(guī)劃：調(diào)度崎嶇大，智能化直流調(diào)速系統(tǒng)改動軸的轉(zhuǎn)速改動風(fēng)量，可實時監(jiān)控風(fēng)機工作情況，根據(jù)工況需求調(diào)整轉(zhuǎn)速，完結(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓的智能調(diào)度，可完結(jié)恒風(fēng)量、恒壓力、恒轉(zhuǎn)速等多種模式調(diào)節(jié)。磁懸浮鼓風(fēng)機，是現(xiàn)在歸納功用功率高的污水曝氣風(fēng)機。鼓風(fēng)機選型中需求留心的幾個問1按實踐情況核算參數(shù)在污水廠鼓風(fēng)機選型時，風(fēng)機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標(biāo)準(zhǔn)進氣情況下的功用參數(shù)，可是風(fēng)機在實踐運用中并非標(biāo)準(zhǔn)情況，當(dāng)鼓風(fēng)機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等紛歧同，風(fēng)機的性能也將發(fā)作改動。

　　其四、低運營成本

　　1、磁懸浮軸承完全無摩擦，減少產(chǎn)品損壞的幾率，鼓風(fēng)機的使用壽命可以達到20年以上。

　　2、磁懸浮離心鼓風(fēng)機維護簡單，只需定期更換過濾器。

　　3、磁懸浮離心鼓風(fēng)機不需要潤滑系統(tǒng)，節(jié)約了潤滑油、清潔等費用。

　　4、電機采用直連驅(qū)動，體積小，重量輕，節(jié)約空間。

　　5、國內(nèi)生產(chǎn)，可保障備品備件及時供應(yīng)。磁懸浮鼓風(fēng)機現(xiàn)已在城市污水處理、造紙、化工、水泥等行業(yè)快速應(yīng)用，依靠高端技術(shù)手段，達到百分百無接觸、無摩擦，比傳統(tǒng)羅茨風(fēng)機節(jié)電30%-40%，各項技術(shù)具備了穩(wěn)定、可靠和高效率的完美結(jié)合?！獌?yōu)化的整體核心技術(shù)（磁懸浮軸承、電機、葉輪等），提供穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)。——一體式結(jié)構(gòu)，把風(fēng)機、可編程控制器、變頻器、人機界面等安裝為一體。利用可控電磁力對鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)軸進行無接觸、無磨損的懸浮支撐。具有無機械磨損、低噪音、無需潤滑等特點。每秒鐘超過10000次的實時信號采集和校正，精確控制轉(zhuǎn)子軸心位置。采用三元流設(shè)計方法，經(jīng)5軸精密機床一體化加工的高強度鋁合金離心葉輪，使離心葉輪工作效率大化的同時，具有高壽命。采用變頻器對高速永磁電機進行頻率調(diào)節(jié)。

　　其五、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺

　　1、基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的遠程服務(wù)，可提供給客戶設(shè)備全生命周期的故障預(yù)警，上線調(diào)試試驗。

　　2、獨特的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，提供豐富的算法模型，幫助用戶從多角度改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)。概念：磁懸浮軸承(MagneticBearing)是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機械接觸。磁懸浮事實上只是一種功能，并非是獨立的軸承形式，具體應(yīng)用還得配合其它的軸承形式，例如磁懸浮+滾珠軸承、磁懸浮+含油軸承、磁懸浮+汽化軸承等等。是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運轉(zhuǎn)的軌道上，利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個轉(zhuǎn)子懸空，在固定運轉(zhuǎn)軌道上。上圖為轉(zhuǎn)子完全由磁懸浮軸承支撐的典型形式，共有三個軸承。其中兩個徑向軸承用以在橫向(徑向)對轉(zhuǎn)子進行支撐和定位，一個推力軸承用于沿縱向(軸向)對轉(zhuǎn)子進行支撐和定位。這樣的結(jié)構(gòu)可以控制轉(zhuǎn)子在3個平移自由度和兩個旋轉(zhuǎn)自由度上的狀態(tài)。

海拔高度對羅茨風(fēng)機的影響：羅茨風(fēng)機選型進階：在高海拔使用時參數(shù)的修正_

　　1)工況吸入狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)偏離大時可以

　　通過調(diào)整風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來滿足實際需要。

　　2)由于羅茨風(fēng)機性能表參數(shù)沒有可用的公式關(guān)

　　系式，可以用趨勢線分析的方法得到各參數(shù)之間的公

　　式關(guān)系，當(dāng)風(fēng)機的入口氣體狀態(tài)變化時，各參數(shù)值可

　　以很方便用公式求出，從而為進一步的分析提供幫

　　助。

　　3)由于不同型號的風(fēng)機的趨勢回歸關(guān)系不同，當(dāng)

　　修正后不在原性能表內(nèi)，需重新選型，針對新型號重

　　新求解趨勢回歸關(guān)系線。

　　在高海拔吸入狀態(tài)下，空氣密度變小，羅茨風(fēng)機

　　的性能參數(shù)出現(xiàn)變化，由于風(fēng)機性能表體現(xiàn)的是在標(biāo)

　　準(zhǔn)吸人狀態(tài)(環(huán)境溫度20℃，大氣壓力101 325Pa，用

　　下標(biāo)s表示)的參數(shù)，無法直接選用，以下將討論如何

　　合理推算出實際工況下的參數(shù)。

　　標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)流量與壓縮比的關(guān)系

　　在標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)選用的羅茨風(fēng)機參數(shù)為

　　29．4kPa，52．7m3／min，730r／min，理論流量V。=730汕=62．9m3／min，軸功率L。=36kW，該參數(shù)對應(yīng)的型號完整

　　性能見表1。

　　海拔下內(nèi)泄量的修正

　　在工況吸入狀態(tài)(設(shè)計環(huán)境溫度t。，大氣壓力為

　　P槲，用下標(biāo)W表示)，由于工況與標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)差別

　　比較大，內(nèi)泄量需要修正，工況內(nèi)泄量與標(biāo)準(zhǔn)吸入狀

　　態(tài)內(nèi)泄量的關(guān)系為：

　　Vw,le=y。．Je×～／273．15+t,101 325一

　　內(nèi)泄量的變化使得風(fēng)機工況下的流量與性能表

　　有差異，當(dāng)海拔高度1 708m，P。=82410Pa，t,=25℃時，

　　Vwtk=1．118V。．k，上述型號風(fēng)機工況流量與壓縮比R和

　　轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：y。=y砌一ywJe=l，蛐一y訕=y舢

　　一1．1 18V,Je=O．086 16n-20．139x(R一1)㈣3。

　　3 高海拔吸入狀態(tài)下流量與軸功率

　　此種情況下，由于海拔高度影響了空氣密度，需

　　要更多體積的空氣才能滿足系統(tǒng)需要，工況流量應(yīng)修

　　正，yFy?！练?7733．．1155++2two x』號害堡。由于排氣壓力不做

　　調(diào)整，需要根據(jù)新的流量與排氣壓力重新選型和計算

　　軸功率。以海拔高度1 708m，t。=25℃來計算，工況流

　　量如下：Vw，=730以珊×器×等}=52風(fēng)

　　舅}薔芝手×專凳景}=65．9mTmin，超出了表-較多，

　　選擇另一型號更為合適，選用標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)新的參

　　數(shù)：理論流量V?！辭d．=78．6m3／min，升壓29．4kPa，流量

　　65．9mTmin，730r／min，軸功率L。=44kW，該參數(shù)對應(yīng)的

　　型號完整性能見表2。

　　羅茨風(fēng)機需要體積流量的系統(tǒng)

　　此情況下，需要的是一定體積的空氣，工況流量

　　不需要修正，以海拔高度1 708m乒．=250C來計算，由于

　　大氣壓的影響，風(fēng)機工況參數(shù)與參數(shù)表有差異。

　　標(biāo)準(zhǔn)吸入狀態(tài)流量與壓縮比尺和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

　　y。l-0．086 1 6n一1 8．0 1 3x(R一1)n4493

　　工況流量與壓縮比R和轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

　　y。．=0．086 16n一20．139x(R一1)o榭

　　滿足流量Vw*．O=52．7reTrain，n=730r／min時，壓縮

　　比R=I．219 8，升壓P_18．1lkPa，軸功率L。=36×18．11／

　　29．4=22．18kW。

　　滿足升壓P=29．4kPa，n=730r／min時，壓縮比

　　R=I．356 8，流量y。堋=50．22m3／min，軸功率L。=36

　　×50．22／52．7=34．3 lkW。

　　如果流量和升壓要同時滿足，可以增加風(fēng)機轉(zhuǎn)

　　速，當(dāng)n=758．78dmin，流量y。-7鼴靄=52．7mTmin，壓縮

　　比R=I．356 8，升壓P=29．4kPa，由于流量、升壓未改

　　變，軸功率L。仍為36kW。

　　由于軸功率與流量×升壓成近似正比關(guān)系，如果

　　修正后流量、升壓未變，軸功率變化很小，所以軸功

　　率不需要修正。如果不調(diào)整風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，要滿足要求

　　的流量與升壓，則要重新選型。

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