设为首页 加入收藏
服务热线: 13601517069
我们是专业的无锡风机离心风机生产制造企业
  • 1
  • 2
  • 3
常州市文顺风机有限公司
电话:0519-88726638
传真:0519-88726638
手机:13601517069
网址:www.wsfengji.com
邮箱:ws@wsfengji.com
地址:江苏省常州市横林镇新东方村工业园(殷坂)
  了解更多   在线留言   联系我们
产品分类 List
 4-72、B4-72离心风机
 T4-72型离心风机
 9-19、9-26高压离心风机
 G4-73、Y4-73离心通风机
 C6-48型排尘离心通风机
 G4-68、Y4-68离心通风机
 4-79型离心通风机
 4-68型离心通风机
 Y5-47型离心引风机
 Y5-48型离心引风机
 轴流通风机
 T35-11、BT35-11轴流风机
 T40I型轴流通风机

 

新闻中心 News Centre

污水处理行业离心风机的广泛使用

关键词:污水处理行业离心风机的广泛使用    发布时间:2014-01-03    点击数:2443

在应用活性污泥法的污水处理过程中,风机作为 主要设备,对污水处理厂的运行起着重要作用. 其运 行质量、运行工况的好坏不仅影响处理后出水水质指 标的高低,也直接关系到污水处理厂运行的安全性和 经济性.多级离心风机因具有维护费用低、操作简单、 无复杂润滑系统等优点,而为污水处理厂所采用. 某污水处理厂1期工程处理能力为4×104 m3 /d, 应用 UCT 工艺,使用 4 台 110 kW 西门子 100. 07C 多级离心风机并联进行曝气. 自使用以来,常出现喘 振问题,每月达12 次之多. 为了保证机组的安全运 行,必须采取措施防止喘振的发生.
1 离心风机喘振现象
离心风机是利用高速旋转的叶轮将气体加速, 把机械能转换成压力能的机械. 主要由进气口、叶 轮、螺旋形蜗壳、出气口和扩散器等部件组成. 叶轮 的几何形状、尺寸和转速等制约着气体在叶轮中的 流动特征,决定着风机的流量、压力及之间的关系. 离心风机广泛应用于各种冶炼高炉、洗煤厂、污水处 理、化工造气等需要输送空气的场合[1]. 喘振是离心式设备容易出现的现象. 风机发生 喘振时,风机流量忽大忽小,此刻向负载排气,另一 刻又从负载吸气,设备上安装的压力表、流量计等仪 表大幅度摆动,同时伴随着强烈振动,并引起整个装 置、管道的振动. 喘振产生的外因是由于系统的外围 管阻过大,风机特性曲线与管路阻力曲线在风机特 性曲线的左下部( 即压强、流量上升的部分) 相交所 致,也就是离心风机所具有的驼峰型特性曲线所致. 图1 中,曲线 1 是离心风机在某一转速下的特 性曲线,是一个驼峰曲线,驼峰点 M 处的流量为 QM. 曲线2 是管路阻力曲线,正常工作点为 A. 驼峰 点M 右侧的区域为稳定工作区域,驼峰点M 左侧的 区域为不稳定工作区域.

喘振产生的内因是由于进入叶轮的气流冲角增 大而引起的旋转脱离. 当离心风机处于正常工况工 作时,绕翼型的气流保持其流线形状. 当流量减小 时,促使某几个叶片比其余叶片首先产生绕流分离, 即引起气流严重的旋转脱离,这是喘振发生的前奏. 发生旋转脱离时,流动损失增加,静压升下降,风机 背压低于管网中的压力,使管网中的气流发生倒流, 瞬时弥补了叶轮的流量不足;叶轮恢复正常后,又将 倒流的气体压出去,使叶轮中流量减小,压力再度突 然下降. 反复发生这种现象,就成为喘振. 试验研究 表明,喘振现象的出现总是与叶道内气流脱流密切 相关,而冲角的增大与流量的减小有关[2]. 目前,防止离心风机等的喘振主要从两个方面 开展:一方面是通过控制系统来诊断或防止风机出 现喘振. 例如,张红梅等提出基于神经网络信息融合 技术的风机喘振智能诊断方法[3]. 大连理工大学通 过附加“阀跳变”和非线性等 2 种控制方式来更有 效地防止喘振发生[4]. 郭仁宁等利用风机的变频调 速 -旁通回流来防止压缩机的喘振发生[5]. 另一方 面是通过改变风机本身的结构特性来降低喘振的发 生. 例如,李占良等在高炉鼓风机前加装研制的轴向 进气预旋调节器,增加风机的调节机能[6]. 虽然该污水处理厂离心风机控制系统中设置有 喘振预报警和喘振停机功能,但喘振停机会造成 UCT 生物池曝气停止,影响 UCT 工艺硝化反应进程和工 艺的正常进行,进而影响出水水质的达标排放,给生 产运行和管理带来不便. 同时,多次喘振使风机机械 系统产生很大的损伤,加快了风机的磨损,降低了风 机的使用寿命. 所以,需研究污水处理过程中离心风 机喘振产生的原因,并采取措施防止喘振的发生.
2 污水处理厂风机的喘振防止措施
在污水处理厂风机的运行过程中,引起风机喘 振的因素很多,例如进气压力过低、出口压力过高、 溶氧升高过快导致排气量忽然减小、进气温度过高、 风机转速忽然降低、进口风道过滤器堵塞、生化池液 位过高、曝气头堵塞、倒换生化池时引起的风量突 变、喘振报警装置失灵等. 针对该污水处理厂风机的 喘振故障,分别从设计选型、控制系统、运行维护、技 术改进等方面查找原因和采取措施. 2. 1 合适的需氧量 风机供气量的计算,一般是根据污水处理工艺 中最不利工况并考虑一定余量确定的. 设计供气量的计算要精确,余量要适度,确保机组在高效区段运 行和调节. 由于污水量、污水水质和水温是变化的,所以风 机运行时会产生风机供气量大于污水处理所需用气 量的情况,这时需要调节风量的大小. 当采用母管制 供气时,尽量用增减机组台数或以较小幅度调节机 组进、排气,适应管网所需流量和压力的变化. 这要 求在设计阶段应考虑各种运行工况下的管网特性曲 线与风机性能曲线的交点,查看该交点是否在高效 区范围内. 需氧量的计算是设计初期工艺设计的重要内 容. 采用不同的需氧量计算方法,其结果差异较大.

计算方法 1: 吴华明等采用《室外排水设计规 范》推荐的需氧量计算公式[7],但其结果明显偏小, 不符合工程实际;建议对公式进行修正,采用以下公 式的计算结果比较符合工程实际[8]:

式中: ΔXV 为排出生物反应池系统的微生物量, kg/d; Q 为生物反应池的进水流量, m3 /d; So 为生物 反应池的进水 BOD5,mg/L; Y 为污泥产率系数; Kd 为异养菌内源衰减系数,取0. 08 d-1; Se 为生物反应 池的出水 BOD5,mg/L; θc 为反应池设计泥龄,

 计算方法2:采用《城市污水生物脱氮除磷处理 设计规程》 ( CECS 149: 2003) 推荐的需氧量计算公 式[9],该公式考虑了污水特点和温度的影响,并进 行了修正,计算结果较为理想、可靠.

计算方法3:采用《给水排水设计手册》 ( 第5 册) 中推荐的曝气池需氧量计算公式[10],但参数的取值 范围较大,不同的参数取值对计算结果的影响较大, 且该方法未考虑硝化及反硝化对需氧量的影响.

计算方法 4: 采用德国废水工程协会( ATV) A131 技术规范[11],但需氧量的计算数值偏大. 4 种方法需氧量计算结果见表1. 表中w( O2) 为 污水需氧量, w( O2) /w( BOD5) 为去除单位 BOD5 需 氧量.

式中: ΔXV 为排出生物反应池系统的微生物量, kg/d; Q 为生物反应池的进水流量, m3 /d; So 为生物 反应池的进水 BOD5,mg/L; Y 为污泥产率系数; Kd 为异养菌内源衰减系数,取0. 08 d-1; Se 为生物反应 池的出水 BOD5,mg/L; θc 为反应池设计泥龄, d. 计算方法2:采用《城市污水生物脱氮除磷处理 设计规程》 ( CECS 149: 2003) 推荐的需氧量计算公 式[9],该公式考虑了污水特点和温度的影响,并进 行了修正,计算结果较为理想、可靠. 计算方法3:采用《给水排水设计手册》 ( 第5 册) 中推荐的曝气池需氧量计算公式[10],但参数的取值 范围较大,不同的参数取值对计算结果的影响较大, 且该方法未考虑硝化及反硝化对需氧量的影响. 计算方法 4: 采用德国废水工程协会( ATV) A131 技术规范[11],但需氧量的计算数值偏大. 4 种方法需氧量计算结果见表1. 表中w( O2) 为 污水需氧量, w( O2) /w( BOD5) 为去除单位 BOD5 需 氧量.由表1 可知,方法 1( 修正) 和方法 2 计算结果基本 相同,符合实际运行时的需氧量. 方法4 的计算结果 偏大. 因此在进行风机系统改造或将来进行2 期工 程施工时,选用合适的需氧量计算方法,将为设计带 来方便,也有利于生产过程的安全高效运行. 2. 2 喘振控制点的准确流量 风机喘振报警装置是通过判断输出流量值的大 小来确定是否报警的. 污水处理厂试运行时预报警 的流量值,即喘振控制点流量设置为2 000 m3 /h,即 当风机输出流量值低于2 000 m3 /h 时,就发出喘振 预报警. 为了确定准确的喘振控制点流量,根据风机性 能曲线,通过现场检测风机运行数据[12],观察风机 运行状态,记录喘振时各风机流量,见表2.


表 2 中平均流量为 1 757. 3 m3 /h. 考虑到运行 时的流量波动,为保证安全,计算喘振控制点流 量[13]为 Q控 =1 757. 3 ×( 1 +8%) = 1 897 m³ /h,即喘振控制点流量为 1 900 m3 /h. 在风机喘振报警 装置中重新设置喘振控制点流量为1 900 m3 /h.

2. 3 风机出口阻力 由风机特性曲线可见,当出口压力减小时,风机 流量增大,风机运行工况点偏离喘振点. 因此,减小 风机在运行过程中的出口压力,有利于减小喘振的 发生概率. 风机出口的压力与管道、曝气盘、水深有 关,其中,曝气盘的微孔畅通与否,对风机出口压力 的变化影响最大. 污泥或杂质沉积在曝气盘的微孔内,会使孔径 减小或造成微孔堵塞,导致曝气盘阻力增大. 因此运 行过程中,需采取措施保持管道压力,不使污泥进入 曝气盘. 通过改变运行工艺减轻曝气盘微孔堵塞的 方法: ①风机运行切换时,在新开启一台风机后,再 关闭原来运行的风机,以保持管道内压力; ②UCT 生化池溶解氧较高时,降低风机运行转速,减小供气 量,或增大进水流量增加负荷等,改变原来关闭风机 停止曝气的方法. 由前后对比,此方法可降低出口压力达 5 kPa,延长曝气盘的再生或更换周期 1 a 以上.

2. 4 进口导流器 如前所述,喘振产生的内因是由于进入叶轮的 气流冲角增大而引起的旋转脱离[14]. 图2 为不同角度气流进入风机叶轮时的状 态[15]. 设 β1 为气流冲角. 图中 βb1为叶片进口安放 角; c1, u1, w1 分别为设计工况下的绝对速度、牵连运 行速度、相对速度; c1m为轴面速度,即 c1 在轴面上的 投影; c'1m, c″1m分别为大流量和小流量时的轴面速度; β' 1, β″ 1分别为大流量和小流量时的气流冲角. 由于叶 轮为径向叶轮,轴面速度与绝对速度相等,即方向、 大小相同: c1m = c1.

由图2 可看出,在设计工况下, β1 = βb1,即气流 无冲击流入叶轮;在小流量工况下, β″ 1 < βb1,两者差 值较大,即冲角过大时,气流在叶轮非工作面上会出 现边界层分离. 所以,减小气流冲角可减小离心风机 喘振发生的概率,调节到合适的气流冲角可避免风 机在运行过程中喘振的发生. 进气预旋调节法是在 风机进口装设导流器,通过改变进入风机叶轮的气 流角度来改变风机的特性,使风机流量、压力、功率 发生变化的一种调节方法. 根据欧拉方程,如果风机的进口有导流器,改变 导流器角度即可改变 c1u,从而改变风机的压力. 即 hth = u2c2u - u1c1u, 式中: hth为无限多叶片时的理论能量头,J/kg; u1, u2 分别为叶片入口和出口周向速度,m/s; c1u, c2u分别 为叶片入口和出口绝对速度周向分速度,m/s. 正预旋调节时,风机出口压力减小,进气流量减 小;负预旋调节时,风机出口压力增大,进气流量变 大[16]. 在2#风机进口安装研制的导流器. 该导流器采 用轴向可调的弧形叶片, 8 片叶片的转轴非对称布 置,可进行手动或自动调节. 对2#风机进行测试[17], 手动调节导流器开度,数据见表3,表中 Q 为流量, 为出口压力, φ 为导流器开度, I 为电动机电流, P 为 电动机功率.对2#风机进行变频调节测试性能,导流 器开度保持0°,数据见表4,表中 n 为转速.


从表 3, 4 对比可看出,进气预旋调节法能扩大 风机的使用范围和提高风机调节性能. 而且,进气预 旋调节法使离心风机具有高效、宽工况运行范围、无 级微调的特点. 流量调节到 60%时,效率下降平缓, 基本保持原有水平.
3 结 论
喘振是风机等设备容易出现的故障现象,运行 过程中应防止喘振的发生. 通过分析研究污水处理 中离心风机喘振发生的原因,采取了相应的防止措 施. 选型时,采用可靠的需氧量计算公式,降低控制 系统中的喘振控制点流量值,降低风机出口阻力,风 机进口装导流器的进气预旋调节法等措施的实施, 加大了离心风机的运行范围和调节性能,使离心风 机在污水处理过程中得以平稳安全运行. 解决了生 产实际中存在的问题,降低了维修、维护的工作量, 延长了风机的使用年限,取得了很好的经济效益和 环境效益.

常州市(无锡)文顺风机有限公司产品齐全,主要产品有:高、中、低离心风机、引风机;各种轴流风机;水泥立

窑专用高压离心风机;化铁炉高压离心风机;化铁企业替代进口的不锈钢风机;空调专用风机;各种除尘、耐磨、

防腐、非标等特种风机近三十个系列,三百多种规格的产品。

公司各类通用、专业设备齐全,工艺先进,技术力量雄厚,性能测试运用微机电脑处理。

常州市文顺风机有限公司

Changzhou Wenshun Wind Machine Co., Ltd.

电话:0519-88726638

传真:0519-88726638

手机:13601517069

网址:www.wsfengji.com

邮箱:ws@wsfengji.com

地址:江苏省常州市横林镇新东方村工业园(殷坂)

 

 


 

首页 | 企业简介 | 产品大全 | 资质荣誉 | 新闻中心 | 在线留言 | 联系我们 | 地理位置 | 网站地图 | XML | 回到头部
常州市文顺风机有限公司是无锡风机中的优秀制造商之一,产品有无锡风机离心风机、高品质离心通风机离心引风机轴流风机等产品。创新设计,畅销全国。
Copyright 2021 All rights reserved. 版权所有:常州市文顺风机有限公司 电话:0519-88726638 传真:0519-88726638
网址:www.wsfengji.com 邮箱:ws@wsfengji.com 地址:江苏省常州市横林镇新东方村工业园(殷坂)

合作网站: 电机壳用管 纺织机械用管 液压缸体 缸体 真空干燥机 低温干燥机 球形干燥机 热镀锌桥架 磷化线 喷胶机 无锡泰源 无锡抛丸机 无锡研磨机 通过式清洗机 零部件清洗机 外转子电机 铝导辊 干冰清洗机 干冰机 染色机 植绒机 涂层机 喷雾干燥设备 喷雾干燥机 抛光机 磷化线 无锡武术 储罐