磁悬浮风机正在聪明都会污水处置厂使用结果阐发

《扶植科技》2016年21期

杜梅 孙凯 赵月来

一、鼓风机成长应用概述

20世纪80年月前，因为鼓风设置装备摆设少，大都采纳空气悬浮风机。到80年月中期，跟着我国污水处置范围的逐步增年夜，多级离心风机起头获得必然应用。到90年月中期，单级高速涡轮离心鼓风机成为支流污水处置鼓风设置装备摆设，该机转速高、转速必然时风压比力不变，优于磁悬浮风机及多级离心风机。最近几年来磁悬浮鼓风机、氛围悬浮鼓风机、螺杆鼓风机接踵呈现，因为其低能耗、低保护，以及高服从，而且对于各种处置工艺都合用的特色，逐步被污水处置厂采纳，而且正在新建污水厂或许进级革新中年夜量应用。

二、新型鼓风机引见

2.1螺杆鼓风机

螺杆鼓风机（ZS鼓风机）是由比利时阿特拉斯科普柯公司于2010年发布的一项发现设置装备摆设。

ZS鼓风机完整采纳内置式，机组玲珑松散，可确保最好的本钱效益以及可靠性。有如下手艺特色：2.1.1无油螺杆转子。采纳螺杆手艺、多年的丰富经历以及立异，采纳精准同步的齿轮，可靠性高，一般运转时间长。2.1.2一体化的齿轮箱。与磁悬浮风机比拟，螺杆风机没有需要改换皮带以及皮带轮。更低的保护本钱以及更长的一般运转时间。2.1.3TEFCIP55电念头。TEFCIP55电念头能够正在多尘以及湿润的情况中持续运行。2.1.4光滑油零碎。光滑油零碎计划（包罗油泵、油冷却器以及过滤器）所完成的更低油温，可带来更长的轴承以及齿轮使用寿命。2.1.5进气过滤器。经由过程过滤99.9%的3μ以上颗粒，鼓风机的使用寿命患上以耽误。2.1.6智能计划。特地计划的VSD电念头能够正在矫捷多变的氛围需求进程中很是抱负地运行。出格的电念头计划可提防轴承电流并优化较低转速下的电念头冷却。2.1.7节能手艺。采纳变速驱动手艺(VSD)，动力结果好。

2.2氛围悬浮离心鼓风机

氛围悬浮离心鼓风机也是单级高速离心风机的一种。它采纳“超高速直联机电”、“氛围悬浮轴承”以及“高精度单级离心式叶轮”三年夜焦点高端科技，具有磁悬浮单级离心鼓风机所具有的无齿轮增速装配、有机械打仗、无光滑零碎、变频调速调理风量、低噪声、无振动以及保护用度高等特色，所分歧的长短打仗轴承采纳氛围悬浮轴承。

2.2.1机关特色

2.2.1.1单级离心式叶轮。叶轮选用高强度航空铝材、Ti、SUS等材质，具备优异的耐磨、抗变形才能，使用寿命达30年以上。叶轮与电念头采纳直联体例毗连，能源传送服从到达90%以上。2.2.1.2无油氛围悬浮轴承。氛围悬浮轴承首要包罗径向轴承和止推轴承等部件。这类轴承与保守的滚珠轴承分歧，运转时反转展转轴以及轴承之间不物理打仗点，以是无需光滑油，能量消耗极低，服从极高，合用于多种任务情况。2.2.1.3超高速调频机电。永磁无刷超高速机电是跟着永磁资料手艺、半导体手艺以及节制手艺的成长而呈现的一种现今天下上最新型机电。运转时反转展转轴以20000～200000反转展转数完成高速运行，策动机的服从可达97%。2.2.1.4冷却零碎。氛围悬浮鼓风机采纳无油的氛围强冷却和水冷却相连系手艺。2.2.1.5乐音降低手艺并内制放空阀。鼓风机的外部出风口旁通管上配有放空阀及消音器，其外壳由碳钢制作，外部装有吸音资料。风机采纳机体内气动放空阀，可确保风机正在断电或者非一般环境下安全停机无任何影响。经由过程弹性接收与鼓风机间接毗连，削减来自进口管路的压力丧失以及乐音。过滤器以及消音器为钢制外壳，内设消音资料。方形或者矩形的可改换过滤芯装置正在进风口处，用杰出吸音资料制成的薄片状布局制作的全体出口消音器，装置正在鼓风机机体内进风口与过滤器之间，用以降低出口乐音。采纳高科技的氛围悬浮轴承手艺，是以完整防止了机器磨擦以及振动。噪声品级＜80dB。2.2.1.6高效变频器及节制零碎。氛围悬浮离心鼓风机自己已经集成为了当场节制以及变频零碎于一体，没有需要零丁建立变频柜及操纵柜。经由过程风机本身的节制面板就能够完成各类功用的设定以及对于流体温度、机电转数、出风压力、风量、耗损功率等停止参数的查问。该零碎同时撑持数字式长途节制、监测功用，可由中心节制室停止节制。

2.2.2机能特色

节能高效；无振动，低乐音；无光滑油；低调养；运行节制便当；设置装备摆设装置空间小。

2.2.3国际应用举例

按照报导，中国石化洛阳分公司对于化纤污水处置装配停止革新，采纳氛围悬浮单级离心鼓风机替代保守单级高速离心鼓风机，使装配服从由本来低于40%进步到68%以上，年节电72.7万kW·h，浪费电费40.7万元。芜湖市三山区滨江污水处置厂采纳3台氛围悬浮单级离心鼓风机，能耗较单级高速离心鼓风机节流约12%，较磁悬浮风机节流31%。

2.3磁悬浮离心鼓风机

磁悬浮离心鼓风机采纳高速机电+变频器+磁悬浮轴承一体化布局。机电着力轴与叶轮直联，省去齿轮、联轴器中心机器增速装配。变频主动调理以及节制风量、风压等输入参数。尺度设置装备摆设包罗高速机电、变频器、无油磁性轴承、放空阀、当地节制、安全监视零碎以及隔声罩，一切部件集成全体装置正在通俗底座上，无需特别牢固根本。磁悬浮离心鼓风机是单级高速离心鼓风机的一种，其焦点是磁悬浮轴承以及永磁电念头手艺。关头部件为磁力轴承，操纵常导磁吸道理，经由过程电磁吸力来完成转轴悬浮高速不变无磨擦运行，操纵地位传感器、功率缩小器以及PI运算器，完成对于电念头转轴及时状况检测、调剂以及毛病诊断，其自动节制才能可以或许有用按捺转轴的不服衡振动，有完整以及严酷的断电庇护办法。

2.3.1手艺特色。

2.3.1.1节能高效。采纳磁悬浮轴承，无打仗丧失以及机器丧失，完成了高转速无极变转速调理，使患上风机运转服从可高达85%摆布。2.3.1.2乐音低，体积小，装置便利。一切部件（高速电念头、变频器、磁悬浮轴承）集成装置正在通俗底座上，无需特别牢固根本，设置装备摆设体积小、分量轻、装置操纵便利，运转时低噪声以及无振动。2.3.1.3零碎集成性高。高效过滤器、冷却零碎、全主动防喘震零碎、停电以及毛病庇护零碎等，及时触摸屏，为操纵工人带来便利及削减操纵变乱的发作。2.3.1.4保护简洁、用度低。磁悬浮单级离心鼓风电机机与叶轮直联，无齿轮增速装配，无任何机器打仗，无需光滑油零碎，不磨损及能量消耗，保护用度低。采纳变频器调速调理风量，比节省阀节能，且风量调理规模普遍，普通为45%～100%。2.3.1.5冷却服从高。冷却零碎采纳风冷以及水冷连系的体例，可以或许有用庇护机电，可完成风机的随时启停。2.3.1.6长途节制。采纳了PLC+GPRS。不单可由中间节制室节制，若风机呈现毛病，还能够施行长途培修调试。

2.3.2出产企业及应用。

今朝，外洋处置磁悬浮轴承研发制作的公司有瑞士的MECOS公司、加拿年夜的REVOLVE公司、法国的S2M公司、德国的LEVITEC公司、芬兰的HighSpeed公司、俄罗斯的OKBM、美国的NASA、Waukesha公司以及日本的精工等，抢先公司首要有S2M公司以及瑞士的MECOS公司。国际对于磁悬浮轴承的研讨任务起步较晚，掉队外洋约20年，相干研讨一向正在清华年夜学、西安交通年夜学、南京航空航天年夜学以及上海年夜学等高校展开，并无理论阐发方面获得了很多研讨功效，但产业应用今朝较少。磁谷公司依靠南京航空航天年夜学的研讨功效停止磁悬浮离心鼓风机的研制开发任务，并于2009年试制乐成，浙江飞旋科技无限公司正在国际领先研发乐成了一种合用于集成电路配备应用的自在度节制份子泵磁轴承。国际报导的污水处置应用方面，青岛高新区污水处置厂及合肥十五里河污水处置厂、济宁中山川务公司采纳了磁悬浮单级离心鼓风机。磁悬浮单级离心鼓风机今朝正在国际最长的使用功绩是正在河南南阳污水厂，曾经有11年的运转时间。

三、光洪流务（济南历城）无限公司1、两期风机选型

3.1一期风机选型

一期采纳多级低速离心鼓风机，出产厂家为法国欧洲年夜陆，型号为A251-06，详细参数为：压升：0.070Mpa；流量：175Sm³/min；机电功率：300kW；风机数目：4台。

3.22期风机选型

两期名目正在扶植早期，依照光年夜国内晋升水务名目合作力的请求，要完成“建佳构、创品牌”的方针，不只要正在工艺计划长进行优化，还需正在水处置设置装备摆设选型长进行优化，进一步发掘污水处置厂年夜功率设置装备摆设节能空间的详细方针。对于鼓风机停止选型时，扶植部分会同各种电动离心鼓风机设置装备摆设供给商就污水厂出口多级低速离心鼓风机、单级高速气悬浮鼓风机及磁悬浮鼓风机机能停止了屡次手艺交流，并赴济宁污水处置厂以及青岛海泊河污水处置厂考查艾博斯ABSHST磁悬浮离心鼓风机以及德国琵乐PILLER磁悬浮离心鼓风机的运转环境，以及污水厂经营职员、设置装备摆设供给商停止了相干手艺交流。正在后期光年夜外部设置装备摆设调研功效的根本上，进一步搜集光年夜外部各水厂相干运转数据，对于各种型风机停止了手艺性以及经济性阐发。终极断定选用磁悬浮风机，出产厂家为芬兰ABS公司、型号为HST9500-250-1-H，详细参数为：尺度风量：9600m³/h；压升：70kPa；装机功率：250kW；辅佐电源功率：1kW；风机数目：4台。

四、1、两期风机节能降耗比力

4.1能耗比力（表1）

现实运转中因进水水量、水质均未到达计划负荷，以是，针对于磁悬浮风机以及离心风机的能耗比力采纳单台设置装备摆设正在不异风量条件下，比力设置装备摆设运转功率的体例。

4.1.1经历轴功率比力

按照多年运转数据阐发，分歧温度、风量前提下，比力划一工况时（分歧进风温度、风量）ABS轴功率环境：

由表二、3的轴功率数据可见，正在60%、80%、100%风量前提下，磁悬浮风机比出口多级离心风机节能15%～20%摆布，风量较小时，磁悬浮风机节能结果更加较着。

4.1.2随机轴功率比力

2014年7月随机运转能耗参数如表四、5，图1。

2016年10月随机运转能耗参数如表六、7，图2。

由图1及图2可见，三厂离心风机以及磁悬浮风机正在不异鼓风量前提下，风量正在110～160m³/min之间转变时，磁悬浮风机较离心风机功率浪费正在0%～27.3%，而且跟着风量的增年夜，节能结果降低。正在低功率运转时，磁悬浮风机节能结果较着。

4.2维保耗材比力

一期多级离心风机以及2期磁悬浮风机维保环境见表8。

由表8可见，磁悬浮风机首要维保形式为改换过滤网，无其余调养用度，滤网年夜约每一季度至半年改换一次，单套滤网价钱为1793元，按每一年均匀3套计较，算计5379元，维保用度略低于多级离心风机。

五、论断

光洪流务（济南历城）无限公司2期工程依照满负荷10万吨/日运转，进水水质较不变。自2期运转以来，为完成正在包管出水水质不变达标的条件下，进一步节能降耗、降低本钱的目标，光洪流务（济南历城）无限公司充实操纵磁悬浮风机节能、便利保护的劣势，迷信调剂一2期运转形式，工艺运转调剂为2期满负荷运转，一期按照进水水量环境，根基处正在半负荷运转状况，年夜量节流了风性能耗。今朝，光洪流务（济南历城）无限公司现实运转风机三台，此中磁悬浮风机两台，多级离心风机一台，依照单台风机风量节制正在110m³/min计较，磁悬浮风机较多级离心风机浪费能耗约27.3%，算计节流功率120KW，电费单价为0.76元/度，每个月节流用度65664元，整年运转360天，年浪费用度约78.8万元，效益较着。但同时因磁悬浮风机一旦毛病，需要厂家到厂培修，乃至返厂培修，能够具有培修用度高、周期长的问题。

六、结语

本文作者按照已经把握的光洪流务（济南历城）无限公司两期磁悬浮风机与一期多级离心风机运转数据，停止了开端的能耗、维保耗材比照阐发，因磁悬浮风机运转时间较短，数据根基为开端数据，周期性身分影响没有较着，具备必然的范围性，跟着运转时间的增添，运转、保护调养等数据的堆集，光洪流务（济南历城）无限公司将正在今后的运转进程中，继续对于两类风机停止较为周全的阐发以及评估。

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