某市政污水處理廠建于2006年，2007年1月份投入運營，2010年擴建總規(guī)模達到6萬噸，實際處理量5.5-6萬噸。采用是A2O工藝，原采用是羅茨鼓風機，單機風量58m3/min,升壓70KPa,功率132Kw，運行兩用兩備，電耗高，噪音大于120dB，故障率大。原設計出水水質(zhì)達國家一級B標，現(xiàn)要求出水水質(zhì)要求達國家一級A標準，需要進行提標改造。由于出水質(zhì)要求提高，需氧量相應提高，風機流量要求110m3/min，而羅茨鼓風機已經(jīng)應用多年，齒輪間隙增大，使葉輪間隙和側(cè)間隙增大，效率下降很大，風量很不能滿足要求，需要更換或開啟三臺才可以滿足需求。改造前電耗成本占整個污水處理成本的75%，而風機用電占整個污水用電量的70%，也就是鼓風機的運行成本占污水處理成本的一半，因此選擇節(jié)能的鼓風機迫在眉睫。

1. 風機的選型

    根據(jù)國家《城鎮(zhèn)污水處理廠運營質(zhì)量評價標準》的要求，對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機時首先關(guān)注的是新式高速離心式鼓風機，并對風量、升壓、軸功率相同的進口磁懸浮鼓風機、進口空氣懸浮鼓風機和國產(chǎn)磁懸浮鼓風機進行了選型比較,具體如下。

2.國產(chǎn)磁懸浮鼓風機介紹

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

2.1磁懸浮軸承

    磁懸浮軸承是借助電磁力使電機主軸懸浮，位移傳感器監(jiān)測主軸位置，將位移偏差信號反饋給軸承控制器，軸承控制器通過計算后通過調(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。

2.2高速永磁同步電機

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

2.3三元流葉輪

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

2.4智能控制系統(tǒng)

    國產(chǎn)磁懸浮鼓風機采用無矢量變頻控制，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制風機流量和升壓，滿足各種工況使用。智能控制系統(tǒng)可以預測喘振和實現(xiàn)就地控制。設備安裝了GPRS系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)的傳輸。

3.設備的安裝

   磁懸浮鼓風機整體采用撬裝結(jié)構(gòu)，設備將風機本體、控制系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)等集成到箱體結(jié)構(gòu)中，安裝簡便。直接將鼓風機放置在污水處理廠房內(nèi)備用風機平臺上，連接排氣管路就完成施工。總施工費用加材料費用不超過1萬元，安裝施工1天內(nèi)完成。

4.節(jié)能對比

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

    改造前：經(jīng)過計算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小時實際用電量曲線圖：

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

    根據(jù)以上的測量結(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元計算

    可節(jié)省電費：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

    通過計算可以看出，國產(chǎn)磁懸浮鼓風機的節(jié)能效果明顯，每年可節(jié)約253噸標準煤，可減少593.2噸二氧化碳排放。如果國產(chǎn)磁懸浮鼓風機在全國污水廠推廣應用，將大大減少二氧化碳排放量，提高空氣質(zhì)量，還大家藍天白云。

5.運轉(zhuǎn)效果

    設備自7月份運轉(zhuǎn)到現(xiàn)在，設備運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能效果明顯，現(xiàn)場噪音明顯下降，設備1m處噪音83dB。經(jīng)過兩個月的運轉(zhuǎn)證明，國產(chǎn)的磁懸浮鼓風機技術(shù)已經(jīng)非常成熟，完全可以取代進口磁懸浮鼓風機，為污水處理廠降低采購成本和運行成本，節(jié)約維護成本。國產(chǎn)磁懸浮鼓風機的面世，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。

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