污水处理厂常用的几种鼓风机性能特点及适用场合对比

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作者简介排版保留：冯旭初 1975.11、男、汉族，中专学历，助理工程师，从1995年起长期从事污水处理设备管理和技术改造工作。

摘要对几种污水处理厂常用的不同类型的鼓风机性能特点进行分析比较，结合污水处理厂运行的实例，总结不同种类风机的适用场合。

关键词污水处理厂鼓风机性能适用

国内污水处理厂大部分采用的是生物曝气工艺，鼓风机是该工艺的核心设备，而且鼓风机是整个污水厂能耗最大的设备，它的性能和运行经济性，对污水处理厂的正常运作、长期效益起着重要作用。本文结合一些污水处理厂运行的实例，对几种不同类型的鼓风机的性能特点、适用范围进行了对比概括，可为新建、扩建污水处理项目设备选型作借鉴。

1、污水处理厂常用的风机种类

污水处理厂应用的风机种类主要有：罗茨鼓风机（一般为三叶罗茨鼓风机）、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机和空气悬浮鼓风机。

2、四种风机的性能对比

2.1风量调节

鼓风机的的风量调节有出口节流调节、进气节流调节、进出口导叶组合调节和变频调节等方式。出口节流调节是人为的加大管网阻力的调节方法，会使整个装置效率大大下降。进气节流调节通过改变进气阀门的开度来改变风机性能曲线达到调节目的，此方法简便易行并可节约能耗。进出口导叶组合调节是根据入口温度、压缩机内的差分压力、要求的流量变化通过程序调节导流系统和扩散系统，使风机运行在最佳工况。变频调节是通过变频技术改变风机转速从而改变风量的调节方式。

罗茨鼓风机一般采用出口节流调节，还可采用变频控制，调节的范围较广。

多级离心鼓风机一般采用进气节流调节，但调节效果不大理想。它也可采用先进的变频调速技术，功耗基本上与流量同步减小。流量调节范围在70-100%之间，调节范围较窄。

单级离心鼓风机无法采用变频调速，流量是采用进风导叶和出风导叶的组合调节。在恒速运转下，空气流量能连续向下调节至45%。

空气悬浮离心鼓风机采用直流电机及调速控制系统，调节叶轮转速，从而调节流量，流量可调范围20-100%，范围广。

2.2效率

不管是何种风机，其效率都是相对的，在实际运行中不可能总是保持最高效率，任何外部增加的阻力（如阀门、管道弯头、曝气器阻力、水位变化等）都会使效率降低。所以要保持鼓风机高效率运行，和工艺流程设计、风机的合理选用是密不可分的。

在同等条件下，四种鼓风机中，空气悬浮鼓风机的效率最高，它采用直流电机，电机效率可高达97。其余三种鼓风机，在流量较小时，罗茨鼓风机、多级离心鼓风机、单级离心鼓风机效率差异不是很显著；中等流量以上，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；大流量时，单级离心鼓风机效率最高。

一般来说，进口鼓风机的效率比同类型的国产风机效率要高一些。

2.3维护保养

罗茨鼓风机属简单的回转机械，易于控制和维护；多级离心鼓风机转速低，不需要复杂的系统，一般采用全风冷式设计，无需用冷却器，操作简单，备件少，维护量不大；单级离心鼓风机构造复杂，运转转速高(一般超过15000r/ min) ，相对维护保养要求高，大修必须请制造原厂支援。控制系统、系统非常复杂，操作也相对复杂，需要特别训练的操作人员；空气悬浮鼓风机无齿轮箱、联轴器、冷却系统和油系统，长期无需维修保养，维护量极小。

2.4运行稳定性

罗茨鼓风机结构简单，叶轮磨损小，运转平稳，性能稳定，可以长期连续运转；多级离心鼓风机转速低，在额定转速范围内及相对恒定供气量和气压的场合可靠性高，但它抗外部压力变化的自身调节能力差，容易出现喘振；单级离心鼓风机技术比较先进，也较为成熟，稳定性高，压力基本保持恒定，可以长期连续运行，故障率不高；空气悬浮离心鼓风机现阶段均为进口产品，进入中国市场的时间不长，长期运行的稳定性、售后服务、零配件供应等方面问题有待验证。

2.5适用场合

罗茨鼓风机采用皮带传动，转速无法提高，不适用于大流量场合，一般低于150m3/h较为经济。最适用于污水厂的曝气沉砂池及处理规模1万m3/d以下的小型污水厂，特别是压力与流量随时间变化而变化的工艺和场合。

多级离心风机对于中小型污水厂来说具有更好的性价比和良好的长短期效益，它只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺，不适用于间歇曝气工艺和管网压力骤然升高、变化速率快的工艺，单机流量在100～400 m3/min时具有较好的性价比。

单级离心鼓风机单机流量大，压力基本恒定，满载效率高，适用于大中型污水厂，适应各种工艺调节。单级离心鼓风机单机流量在800 m3/min时性价比高。

空气悬浮离心鼓风机单机功率和风量都做不大，不适合大型污水厂，用在小型污水厂投资又大，所以最适用于中型污水厂，并适应各种工艺调节。

3应用实例

1） 某一污水厂处理规模为5万m3/日，采用UNITANK工艺，该厂采用了两台国际知名品牌的多级离心鼓风机进行鼓风曝气，一用一备，电机功率为200KW。实际运行中鼓风机需维持在较高频率（65～68 Hz）下运行，降低工作频率鼓风机极易出现喘振甚至停机。出现上述问题的原因主要有以下两个方面：一是UNITANK工艺生化池周期性间歇曝气造成管网供气量周期性变化，即管路压力周期性骤然升高；二是多级离心鼓风机工作曲线窄，转速低，自身调节抗外部压力骤然升高的能力差。长期在高频率下运行，会产生以下不利的影响：a、在该运行频率下，鼓风机的流量达到6000 m3/ h以上，供给生化池的气量过多，造成生化池溶解氧过高，工艺难以调控；b、鼓风机能耗高；c、该鼓风机配备的是普通电机，超频使用，电机发热严重，缩短寿命。

2） 另一污水厂处理规模为1.5万m3/日，采用UNITANK工艺，该厂采用了三台合资品牌的罗茨鼓风机进行鼓风曝气，设计两用一备，电机功率为90KW，两台配变频电机，一台定频。实际运行中，由于水量不足，平均处理量约为4000m3/日，大部分时间只需开一台风机，而且运行频率在25～35Hz之间。从理论上讲罗茨风机是可以在0Hz～50Hz范围内使用的，但电机运行频率长期过低时，会造成电流大，电机发烫，整体震动偏大，噪音高。转速过低还会造成不良，齿轮容易磨损，影响风机寿命，而且效率也很低。

4结论

污水处理厂选择鼓风机，应根据规模、工艺、投资目的、使用条件来有所侧重的选择：

对于处理规模1万m3/d以下的小型污水处理厂，无论何种工艺，选择简单可靠的罗茨风机是最合适的，因为它投资成本和运行成本低，总体经济效益佳。

对于中型污水处理厂，可以选择多级离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机，但多级离心鼓风机只适用于相对恒定供气量和气压的污水处理工艺，如A2/O工艺。为方便调节流量，有必要配备变频器进行调速，且要求配套变频电机。而空气悬浮离心鼓风机适合各种污水处理工艺，机房建造成本低，运行节能，综合经济效益好，推荐售后服务完善的地区应用。当然，如果不需多考虑投资成本的话，单级离心风机也是理想的选择。

对于大型污水处理厂,单级高速离心风机是最佳选择，因为它单机流量大，压力恒定，适合各种工艺，效率也高。

④ 对于处理规模设计超前的污水处理厂，更应考虑选择流量调节范围广的风机。