某市政污水處理廠建于2006年，2007年1月份投入運(yùn)營，2010年擴(kuò)建總規(guī)模達(dá)到6萬噸，實(shí)際處理量5.5-6萬噸。采用是A2O工藝，原采用是羅茨鼓風(fēng)機(jī)，單機(jī)風(fēng)量58m3/min,升壓70KPa,功率132Kw，運(yùn)行兩用兩備，電耗高，噪音大于120dB，故障率大。原設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)國家一級(jí)B標(biāo)，現(xiàn)要求出水水質(zhì)要求達(dá)國家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行提標(biāo)改造。由于出水質(zhì)要求提高，需氧量相應(yīng)提高，風(fēng)機(jī)流量要求110m3/min，而羅茨鼓風(fēng)機(jī)已經(jīng)應(yīng)用多年，齒輪間隙增大，使葉輪間隙和側(cè)間隙增大，效率下降很大，風(fēng)量很不能滿足要求，需要更換或開啟三臺(tái)才可以滿足需求。改造前電耗成本占整個(gè)污水處理成本的75%，而風(fēng)機(jī)用電占整個(gè)污水用電量的70%，也就是鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行成本占污水處理成本的一半，因此選擇節(jié)能的鼓風(fēng)機(jī)迫在眉睫。

1. 風(fēng)機(jī)的選型

    根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)營質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，對(duì)污水處理廠的用能提出來要求，必須降低能耗，降低噪音，不可造成二次污染。所以該污水處理廠在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)首先關(guān)注的是新式高速離心式鼓風(fēng)機(jī)，并對(duì)風(fēng)量、升壓、軸功率相同的進(jìn)口磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)口空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)和國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了選型比較,具體如下。

2.國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)介紹

    磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁懸浮軸承支承的高速永磁同步電動(dòng)機(jī)主軸與高效三元流葉輪直接連接，省卻了機(jī)械傳動(dòng)損失，實(shí)現(xiàn)無接觸、無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，免除潤滑系統(tǒng)。該風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速和智能化控制，調(diào)控范圍廣，適應(yīng)于水位和水質(zhì)的多變工況，并且可實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.1磁懸浮軸承

    磁懸浮軸承是借助電磁力使電機(jī)主軸懸浮，位移傳感器監(jiān)測(cè)主軸位置，將位移偏差信號(hào)反饋給軸承控制器，軸承控制器通過計(jì)算后通過調(diào)整電流調(diào)整磁軸承周邊的磁力大小，促使主軸始終保持在軸承中心轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2高速永磁同步電機(jī)

    高速永磁電機(jī)的主軸上安裝永磁鐵，保證主軸磁性。電機(jī)的定子硅鋼片纏繞的線圈，產(chǎn)生震蕩磁力，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)速和震蕩場(chǎng)保持一致，實(shí)現(xiàn)同步。高速永磁同步電機(jī)具有效率高，轉(zhuǎn)速高，易于控制的優(yōu)點(diǎn)。

2.3三元流葉輪

    三元流葉輪采用高強(qiáng)度鋁合金材料，經(jīng)過CAE有限元分析，保證強(qiáng)度的同時(shí)，Z大限度的降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。葉輪采用后彎式設(shè)計(jì)，采用CFD氣動(dòng)設(shè)計(jì)，效率高，工況范圍廣。

2.4智能控制系統(tǒng)

    國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)采用無矢量變頻控制，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)機(jī)流量和升壓，滿足各種工況使用。智能控制系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)喘振和實(shí)現(xiàn)就地控制。設(shè)備安裝了GPRS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)的傳輸。

3.設(shè)備的安裝

   磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)整體采用撬裝結(jié)構(gòu)，設(shè)備將風(fēng)機(jī)本體、控制系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)等集成到箱體結(jié)構(gòu)中，安裝簡(jiǎn)便。直接將鼓風(fēng)機(jī)放置在污水處理廠房內(nèi)備用風(fēng)機(jī)平臺(tái)上，連接排氣管路就完成施工?？偸┕べM(fèi)用加材料費(fèi)用不超過1萬元，安裝施工1天內(nèi)完成。

4.節(jié)能對(duì)比

    眾所周知，對(duì)離心風(fēng)機(jī)來講風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，升壓與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速平方成正比，功率與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的立方成正比，提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)量和壓力都明顯高于功率，因此高速離心式風(fēng)機(jī)比普通的風(fēng)機(jī)節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯；由于磁懸浮風(fēng)機(jī)本身無接觸，無摩擦，沒有傳動(dòng)損失，無多余功耗損失；永磁同步電機(jī)的效率比普通電機(jī)的效率高5-7%；還有磁懸浮風(fēng)機(jī)本身變頻調(diào)速，根據(jù)工況需求調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力，不會(huì)放空浪費(fèi)。綜上所述，磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能效果明顯，比原有風(fēng)機(jī)節(jié)能45%。以下是污水廠改造前后各選一周的風(fēng)機(jī)運(yùn)行耗電記錄表，通過對(duì)比可以很清晰的得出。

    改造前：經(jīng)過計(jì)算6月15日到21日，平均每天耗電5385Kwh;

    二）7月15日到7月21日，每12小時(shí)實(shí)際用電量曲線圖：

    改造后：經(jīng)過計(jì)算7月15到21日，平均每天耗電量為為3218Kwh;

    根據(jù)以上的測(cè)量結(jié)果可以得出：

    節(jié)電率：Ψ==40.2%

    每年可以節(jié)約電量：W=(5385-3218)×365=790955KWh

    每度電工業(yè)用電按0.8元計(jì)算

    可節(jié)省電費(fèi)：790955×0.8=632764元

    每年可減少碳排放量：Tec=790955×320÷106=253.1噸

    每年可減少二氧化碳排放量：TCO2=790955×0.75÷1000=593.2噸

    通過計(jì)算可以看出，國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果明顯，每年可節(jié)約253噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減少593.2噸二氧化碳排放。如果國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)在全國污水廠推廣應(yīng)用，將大大減少二氧化碳排放量，提高空氣質(zhì)量，還大家藍(lán)天白云。

5.運(yùn)轉(zhuǎn)效果

    設(shè)備自7月份運(yùn)轉(zhuǎn)到現(xiàn)在，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能效果明顯，現(xiàn)場(chǎng)噪音明顯下降，設(shè)備1m處噪音83dB。經(jīng)過兩個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)證明，國產(chǎn)的磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，完全可以取代進(jìn)口磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)，為污水處理廠降低采購成本和運(yùn)行成本，節(jié)約維護(hù)成本。國產(chǎn)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的面世，將為污水處理行業(yè)帶來革命性的變化，將為國家的節(jié)能減排事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

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