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TURBOMMAX空气悬浮鼓风机及其在高原污水处理厂的应用

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第44卷第4期石油化工设备Vol.44No.42015年7月PETRO-CHEMICALEQUIPMENTJuly2015文章编号:1000-7466(2015)04-0081-04TURBOMMAX空气悬浮鼓风机及其在高原污水处理厂的应用张彬彬,郭志涛,杨志林,沈益新,田凤蓉,王开春(中蓝连海设计研究院环保研究所,江苏连云港222004)摘要:对TURBOMMAX空气悬浮离心鼓风机的构造及特点进行了简单介绍。与传统罗茨鼓风机相比,此风机具有效率高、运行可靠、噪声低、无需配套辅助系统、占地小及维护工作量小等优点。结合实际工程案例,对空气悬浮离心鼓风机在高原污水处理厂中的应用前景进行了探讨。关键词:TURBOMMA空气悬浮离心鼓风机;高原地区;污水处理厂;应用前景中图分类号:TQ050.7;TE969文献标志码:Bdoi:10.3969/j.issn.1000-7466.2015.04.018ApplicationofTURBOMMAXAirSuspendingCentrifugalBlowerinTablelandWastewaterTreatmentPlantsZHANGBin-bin,GUOZhi-tao,YANGZhi-lin,SHENYi-xin,TIANFeng-rong,WANGKai-chun(ChinaBluestarLehighEngineeringCorp.,Lianyungang222004,China)Abstract:Thebloweristheimportantequipmentofaerationsysteminsewageplant.Thestruc-tureandtechnicalcharacteristicsofTURBOMMAXairsuspendingcentrifugalblowerweresim-plyintroduced.Comparedtothetraditionalrootsblower,ithadtheadvantagesofhighefficien-cy,reliableoperation,lownoise,withoutauxiliarysystem,smalloccupationofland,andsmallmaintenanceworkload.Basedonthepracticalconstruction,theapplicationprospectofairsus-pendingcentrifugalblowerwasdiscussedinplateauwastewatertreatmentplants.Keywords:TURBOMMAXairsuspendingcentrifugalblower;plateauregion;wastewatertreatmentplant;applicationprospect韩国TURBOMMAX(拓博麦克斯)公司拥有机、空气悬浮轴承及空气冷却技术,改变了传统单世界上先进的航空机械技术、航空涡轮技术,是世界级高速涡轮鼓风机的转速齿轮、联轴器、冷却系统和上最主要的空气悬浮鼓风机制造商之一。TUR-润滑油系统等,极大提高了产品的技术性能及运行BOMMAX空气悬浮鼓风机(简称TURBOMMAX可靠性,其采用的全智能变频控制系统,可缩小设备风机)借鉴了航空、航天器的涡轮发动机技术,是一的外形尺寸,节省土建费用。种全新概念的离心鼓风机,具有高效率、无振动、低2004年TURBOMMAX风机进入中国市场,噪声、磨损低、运转及控制便利等特点,是一种无冷以其高效节能、低噪声的优点在污水处理系统中得却系统的绿色环保新设备。TURBOMMAX风机到了广泛的应用。2010年,长沙市新开铺10万3[1]采用三大突破性核心专利技术———永磁无刷高速电m/d污水处理厂采用4台韩国TURBOMMAX收稿日期:2015-03-09基金项目:江苏省连云港市科技成果转化专项资金计划(CA1403)作者简介:张彬彬(1985-),男,山东泰安人,工程师,硕士,主要从事工业废水处理研究等工作。\n·82·石油化工设备2015年第44卷风机,较传统罗茨鼓风机节能30%左右。该机组自投入至今,运行状况稳定。同年,芜湖市三山区滨江3[2,3]3万m/d污水处理厂采用了3台韩国TUR-BOMMAX风机,较传统罗茨鼓风机节能31%,机组运行状况稳定。上述TURBOMMAX风机应用在低海拔平原地区,在高原地区应用还未曾报道。文中以青海盐湖金属镁一体化项目9600m3/d综合废水处理工程为例,对TURBOMMAX风机的构造及技术进行了简单介绍,为高原地区曝气系统的工程设计及供气设备选型提供参考。1TURBOMMAX风机简介图1TURBOMMAX风机结构示图1.1结构组成[4-7]1.2主要性能特点(1)永磁无刷高速电机采用世界先进的永磁(1)高效节能与罗茨鼓风机相比,可节能同步电机技术,回转轴以每分钟1万~20万的转数25%~35%;与传统多级离心鼓风机相比,可节能约可以实现高速转动,发动机效率达97%。发动机与15%~20%;与传统单级涡轮离心机相比,可节能约叶轮直接相连,动力传输效率无损失可达100%,且10%~15%。一般污水处理厂的生化曝气系统的能永磁无刷同步电机配以高性能高速实时数字控制器耗约占全厂能耗的50%~60%,如果选用TUR-构成调速装置。BOMMAX风机,3a内可收回成本。(2)空气悬浮轴承空气悬浮轴承主要包括径(2)无振动、低噪声空气悬浮轴承技术可使距向轴承及止推轴等部件。启动时,回转轴与轴承的离鼓风机1m处的噪声小于80dB,同时高速直联相对运动形成了流体动力场,在径向轴承内此流体电机避免了复杂的转速齿轮、油润滑轴承,有效地避动力形成浮扬力。轴回转时形成的压力在周围产生免了机械接触和摩擦,达到低噪声及无振动的目的。空气使轴承处于悬浮状态,达到回转自如的目的。(3)不需要润滑油及冷却系统采用了空气悬这种轴承无油润滑系统,能量损耗低,效率高。浮轴承,不需要润滑油及冷却系统,简化了系统且排(3)涡轮叶轮TURBOMAX公司设计的每一出的空气里决不会有油的成分,避免了再次污染,是型叶轮都经过计算机三维模拟,效率高达88%。叶真正的免润滑油鼓风机。轮采用SVS钛合金材料,抗变形能力强,通过5轴2高原地区污水处理厂鼓风机使用情况和机械加工制造精密高效的叶轮,根据不同需要进行性能比较叶轮切割,可以得到特定的工况范围。采用变频调节的方式而摒弃了导叶片调节方式,使鼓风机的可笔者对青海、新疆、云南等高原地区工业废水、调节范围变得更宽。生活污水处理厂鼓风机的类型、数量及使用情况进(4)空气冷却技术采用了空气自冷却技术,空行了考察,结果表明大部分污水处理厂生化曝气系气流道设计合理而巧妙,并配套设计有电机散热翼统以罗茨鼓风机为主。翅,200HP以上大机型设有冷媒内循环系统,无需罗茨鼓风机属于恒流量风机,在设计压力范围另设冷却风扇或补充水,确保在炎热的夏天仍保持内,管网阻力变化时其流量变化很小。在流量要求可靠的工作性能。稳定而阻力变化幅度较大时,可予以自动调节,工作(5)控制方式采用超高速电机和变频器,通过适应性较强,具有价格便宜、使用寿命较长的优点,实现电机转速实现变频控制,控制方式有就地控制其传动部分需要皮带链接,需要联轴器和润滑油维及远程控制,可选择定转数运转、定流量控制运转、护,同时具有效率低、噪声大、振动大的缺点,特别适DO控制运转、定负荷运转及定压运转这5种控制用于变水位处理工艺,在SBR及其变形工艺中应用方式。TURBOMMAX风机结构见图1。更为合理。\n第4期张彬彬,等:TURBOMMAX空气悬浮鼓风机及其在高原污水处理厂的应用·83·20世纪90年代中期后,污水处理厂开始选用工艺流程见图2。[8-10]单级高速涡轮离心鼓风机,此类型的鼓风机属于恒压风机,工作时输出的风量随管道和负载的变化而变化,风压变化不大。采用齿轮加速方式运行,技术成熟,具有转速高、噪声高、风压较稳定、流量变化范围较宽等特点。设备精度高而复杂,需要润滑油系统和冷却系统,不容易维护,辅助系统也需能耗,适用于大型污水处理厂。近年来,随着科技发展以及节能意识的提高,各[11]个污水处理厂开始选用TURBOMMAX风机,其对各类处理工艺都适用,尤其适用于中小型污水处理厂。上述几种鼓风机性能特性比较见表1。表1几种鼓风机综合性能比较单级高速离TURBOMAX形式罗茨鼓风机图2A/O/A/O工艺路线示图心鼓风机风机噪音90dB以上85dB以下80dB以下3.2空气悬浮离心鼓风机节能效果效率高,能耗略鼓风机主要为进口TURBOMAX风机,数量3效率效率低,能耗高效率高,能耗低高台(2用1备),单机体积流量87m3/min,单机功率设备质量大,需设备重量大,需设备质量小,安102kW。根据2013-12-25的实测结果,参照罗茨鼓配备大型起吊设配备大型起吊设安装备,安装工程复备,安装工程复装简单,无需考虑风机、单级高速离心鼓风机的能耗,对TURBO-起吊设备杂,费用高杂,费用高MAX风机的能耗进行了分析,结果见表2。表2鼓风机能耗比较调节转速法和通过调节导叶通过变频器调单级高速TURBOMAX旁路放风阀法来片调节风量风压,节风量风压,调节风量调节比较内容罗茨鼓风机调节风量风压,调调节范围45%~范围40%~离心鼓风机风机节范围小100%100%电机功率/kW1601251023台3台3台设备占地大,所设备占地较大,设备占地较小,台数(2用1备)(2用1备)(2用1备)占地与需鼓风机房面积所需鼓风机房面所需鼓风机房面土建投资总消耗功率/kW320250204大积大积小年消耗电量/kW·h280320021900001787040维护工作量一日常维护经常维护维护工作量少年消耗电费/万元182.21142.35116.16般由表2可知,按电费0.65元/(kW·h)计算,采中小型污水处大中型污水处大中型污水处适用范围理厂理厂理厂用空气悬浮离心鼓风机能耗较单级高速离心鼓风机耐受事故受事故停电的需采取安全保不受事故停电节省18.4%,较罗茨鼓风机节省36.2%。由于污水停电性能影响较大障措施的任何影响处理厂鼓风机能耗占总能耗比例较大,选择效率高、从表1中可以看出,TURBOMAX风机在效节能的TURBOMAX风机可极大地节约运行成本。率、安装、故障率、占地与土建投资、日常维护等方面3.3鼓风机房布置具有一定的优势,在污水处理领域具有广阔的应用鼓风机房采用现浇钢筋框架结构,平面尺寸为[12-15]前景。24m×15m,其土建尺寸按二期规模设施,设备按3工程实例一期规模配置。房间内共设有6个机位,一期配置3台(2用1备)TURBOMAX风机,二期再增加33.1工程概况台,共6台(4用2备)。2013年,青海盐湖集团金属镁一体化综合废水处理工程启动一期工程,处理9600m3/d的焦化废4结语水,工艺采用A/O/A/O(多级A/O工艺)污水处理在青海盐湖金属镁一体化项目9600m3/d综工艺,其生化系统出水COD的质量浓度不大于合废水处理工程中,采用3台(2用1备)TURBO-200mg/L,出水氨氮的质量浓度不大于25mg/L,\n·84·石油化工设备2015年第44卷MAX风机,可以满足生物处理系统曝气量的需求,(ZHANGShi-feng,TONGDe-hua,XUEHong-yu,et同时证明空气悬浮离心鼓风机也适合在高原地区污al.ResearchandApplicationofBlastBlowerSystem水处理厂应用。inCokeOvenBasedonIntelligentControl[J].Chi-neseJournalofScientificInstrument,2009,30(11):75-作为一种新型的鼓风机,TURBOMAX风机具81.)有效率高、运行可靠、噪声低、无需配套辅助系统、占[8]张捷.污水处理厂鼓风机系统的改造[J].中国给水排地小、维护工作量小等优点,在污水处理厂具有广阔水,2005,21(9):72-75.的应用前景。(ZHANGJie.ReconstructionofBlowerSysteminWastewaterTreatmentPlant[J].ChinaWater&参考文献:Wastewater,2005,21(9):72-75.)[1]郝卫明.对污水处理中鼓风机应用的探讨[J].中国科[9]郭庆英,申蓁,徐保祥.CAST工艺中的鼓风机选型问技纵横,2010(9):17.题[J].中国给水排水,2004,20(6):62-63.(HAOWei-ming.DiscussionontheApplicationof(GUOQing-ying,SHENZhen,XUBao-xiang.TypeSewageTreatmentBlower[J].ChinaScience&Tech-SelectionofAirBlowerinCASTProcess[J].ChinanologyPanramaMagazine,2010(9):17.)Water&Wastewater,2004,20(6):62-63.)[2]宋文清.空气悬浮离心鼓风机在污水处理厂中的应用[10]蔡芝斌,宋华龙.离心鼓风机冷却系统的维护与改造[J].城市道桥与防洪,2010(8):114-116.[J].中国给水排水,2006,22(6):29-31.(SONGWen-qing.ApplicationofAirSuspending(CAIZhi-bin,SONGHua-long.MaintenanceandRecon-CentrifugalBlowerinWastewaterTreatmentPlantstructionfortheCoolingSystemofCentrifugalBlower[J].[J].UrbanRoadsBridges&FloodControl,2010(8):ChinaWater&Wastewater,2006,22(6):29-31.)114-116.)[11]蔡芝斌,沈尧忠,朱晓莉.污水处理厂鼓风机控制系统[3]谢长焕,王鹏,孟玉,等.空气悬浮离心鼓风机及其在污优化改造[J].环境科学与管理,2007,32(12):135-水处理厂的应用[J].中国资源综合利用,2008,26(9):137.31-32.(CAIZhi-bin,SHENYao-zhong,ZHUXiao-li.Blower(XIEChang-huan,WANGPeng,MENGYu,etal.ControlSystemOptimizationTransformationinSew-ageTreatmentPlant[J].EnvironmentalScienceandPopularizationandApplicationofAirSuspendingCen-Management,2007,32(12):135-137.)trifugalBlowerinWastewaterTreatmentPlants[J].[12]党彬,姚殳,万维光.GM55L型鼓风机在污水处理中ChinaResourcesComprehensiveUtilization,2008,26的应用[J].石油化工设备,2006,35(3):58-59.(9):31-32.)(DANGBin,YAOShu,WANWei-guang.Application[4]吴顺勇,刘晓冬,吴彦冬,等.磁悬浮单级离心鼓风机在ofGM55LBlastEngineinWasteWaterTreatment污水厂的应用[J].设备管理与维修,2012(6):29-31.[J].Petro-chemicalEquipment,2006,35(3):58-59.)(WUShun-yong,LIUXiao-dong,WUYan-dong,etal.[13]何文旭.D500-11-2离心鼓风机故障分析[J].化工装备MaglevSingle-stageCentrifugalBlowerApplicationsin技术,2001,22(1):47-49.WastewaterTreatmentPlant[J].PlantMaintenance(HEWen-xu.TroubleAnalysisofD500-11-2Centrif-Engineering,2012(6):29-31.)ugalBlower[J].ChemicalEquipmentTechnology,[5]何相之.污水处理工程中高速单级透平鼓风机的应用2001,22(1):47-49.)[J].通用机械,2006(1):51-52.[14]侯润珍.污水处理工艺中鼓风机调控方式的选择[J].(HEXiang-zhi.ApplicationofHigh-speedSingle-工业用水与废水,2000,31(6):44-46.stageTurbo-blowerinSewageTreatmentProject[J].(HOURun-zhen.SelectionofBlowerControlMethodGeneralMachinery,2006(1):51-52.)inWastewaterTreatmentProcess[J].IndustralWater[6]刘延泽,侯红梅.污水处理行业曝气鼓风机技术发展趋&Westewater,2000,31(6):44-46.)势[J].通用机械,2014(4):30-33.[15]陈国雄.某城市污水处理厂曝气系统技术改造的应用(LIUYan-ze,HOUHong-mei.TheDevelopment效能[J].广州化工,2011,39(17):98-101.TrendofAerationBlowersintheSewageTreatment(CHENGuo-xiong.ApplicationEfficiencyofAeratingIndustry[J].GeneralMachinery,2014(4):30-33.)SystemTechnicalTransformationoftheMunicipal[7]张世峰,童德华,薛红宇,等.焦化鼓风机系统智能控制WastewaterTreatmentPlant[J].GuangzhouChemical策略研究及应用[J].仪器仪表学报,2009,30(11):75-Industry,2011,39(17):98-101.)81.(许编)