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羅茨鼓風機工作原理及常見用途
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污水處理方面多用到羅茨風機和離心風機，這兩種風機在構造和工作原理上面有一定的差異，整體的外形差別也很大，下面錦工風機小編就和大家來說一下，在污水處理方面為什么選擇有差異。
1、工況情況不同
我們知道普通的離心風機風量大、壓力小，在性能方面，離心風機面對壓力變化時，風量變化較大，這些知識也是我們在之前提到過是（離心風機與羅茨風機的區(qū)別），其優(yōu)點是：風量大、造價低、噪音小、節(jié)約能源。
離心風機在污水曝氣方面的使用，多針對水池淺的情況下，在其合理的壓力范圍內(nèi)，如果壓力變化較大，則可能出現(xiàn)風量不足的情況。當然，您可能會說，多級離心鼓風機、單級高速離心鼓風機可以適應較高的壓力，且風量能夠滿足且穩(wěn)定，這就引出了下面的問題。
2、多級離心鼓風機與單級高速離心鼓風機的優(yōu)劣
與羅茨風機相比較而言，多級離心鼓風機與單級離心鼓風機，能夠提供更大的風量，也有些較為寬泛的壓力范圍，但是為何很少有污水處理廠家采用這類風機呢？原因是：造價太高！上面兩種風機，造價較高，技術工藝較高，在使用后期如果存在一定的問題，則只能返廠維修，市面上很少有專業(yè)維修此類風機的。
3、羅茨鼓風機的優(yōu)勢
羅茨鼓風機在污水處理方面的優(yōu)缺點，相必大家都有所了解，優(yōu)勢：流量范圍廣、壓力范圍廣、風量穩(wěn)定、造價低，其也存在一定的劣勢：噪音值高、能耗高，這兩個缺點是常被消費者詬病的地方。
4、相比較而言如何選擇？
普通離心風機：能耗低、噪音低、造價低、風量范圍高、壓力范圍低；
單級高速離心鼓風機：能耗低、噪音低、造價高、風量范圍高、壓力范圍廣；
羅茨風機：風量范圍廣、造價低、能耗大、噪音大、壓力范圍廣；
當我們的工況情況在普通離心風機范圍內(nèi)，我們建議選擇普通離心風機，而如果超出了離心風機的范圍，我們建議選用羅茨風機，從中短期來看，選擇羅茨風機最合理；如果您想從長遠來看，那就選擇單級高速離心鼓風機一類，長期下來，單級高速離心鼓風機較為節(jié)省，也就是我們常說的，買著貴用著省。
如果您有污水處理曝氣風機的采購問題，可以聯(lián)系我們的官方客服熱線
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目前，污水處理廠大多采用活性污泥法進行污水處理，而其中污水曝氣是其關鍵工藝環(huán)節(jié)。常用的污水處理風機有羅茨鼓風機,多級離心風機、單級高速離心風機，下面錦工重工和大家來探討一下，這三種類型風機應該如何選擇。
一、能耗對比
從圖中可以看出：
1、在流量較小時,羅茨風機、單級高速離心風機以及多級離心風機效率差異不大；
2、在流量較大時羅茨式轉速無法提高，相對效率較低；單級高速離心風機以及多級離心風機差距較小。
二、投資成本對比
三種風機的投資成本對比
污水處理廠三種風機流量單位成本曲線圖
從圖中可以看出：
1、小流量范圍宜選用SR羅茨風機：在小流量范圍內(nèi)，三種風機能耗相差很小，但是羅茨鼓風機的成本低,性價比好。
2、中流量范圍宜選用多級離心風機：雖然采購成本高于羅茨風機，但是其能耗低、效率高,性價比好。
3、大流量范圍宜選用單級高速離心風機：單級離心成本低，能耗低低，性價比好好。
三、風機選擇
1、對于小型污水處理廠可選擇羅茨風機，雖然相對單級高速離心風機以及多級離心風機效率差一些,但因價格低,總體價格經(jīng)濟效益可能是最好的；
2、對于中型污水處理廠，宜選擇經(jīng)濟實用的采用變頻調(diào)速技術的多級離心風機，具有很好的性能價格比,長期綜合經(jīng)濟效益佳；
3、對于大型污水處理廠宜選擇單級高速離心風機。
污水處理風機該選擇羅茨風機還是單級、多級離心風機？山東錦工重工機械有限公司專業(yè)生產(chǎn)制造各類羅茨風機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉風機等設備，承接氣力輸送系統(tǒng)工程，生產(chǎn)旋轉供料器、倉泵、料封泵、旋轉閥等各類氣力輸送設備，綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工在線客服。
目前國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠采用的工藝是鼓風曝氣工藝，而這種工藝需要風機來曝氣，常用的污水處理風機有羅茨鼓風機,多級離心風機、單級高速離心風機，下面小編就和大家來探討一下，這三者應該如何選擇：
三種風機能耗對比
目前國內(nèi)的市政污水廠的風機以進口產(chǎn)品居多,下面比較是建立在進口風機的各項參數(shù)上，三種風機的能耗對比見下圖:
三種風機流量—功率曲線圖
在流量較小時,三種風機效率差異不是很顯著；對于大流量風機,由于羅茨式轉速無法提高,效率較低;另兩種離心風機差距較小。
三種風機的投資成本對比
三種風機流量—單位流量成本曲線圖
從上面曲線圖可以看出：
①小流量范圍：三種風機的能耗相差很小,但是羅茨鼓風機的成本最低,性價比最好。
②中流量范圍：雖然多級離心風機成本比羅茨鼓風機稍高,但是其能耗低、效率高,性價比最好。
③大流量范圍：單級離心成本最低,能耗也最低,性價比最好。
離心風機的流量調(diào)節(jié)-部分負載功耗
從上面曲線圖可以看出：
①部分負載:在進行風機選型時,流量和壓力會有一定的設計余量,特別是流量,一般會有20%～30%的余量;同時由于污水量和水質(zhì)的波動,每時每刻所需的風量也在變化。所以嚴格地說,風機總是在部分負載而總是滿載,因而必須對風機的流量進行調(diào)節(jié)。
②單級離心風機流量調(diào)節(jié):必須采用進口導葉和出口導葉調(diào)節(jié),但當流量減小時,功耗并不是同比例減小(如上圖示),因此部分負載的效率低,能耗大。
③多級離心風機流量調(diào)節(jié):一般采用入口蝶閥手動或自動調(diào)節(jié),但節(jié)能效果與單級一樣不理想。
結論
由上面的比較可見,三種風機各有優(yōu)勢(這正是它們同時存在的理由)。風機選型沒有最好的,只有最適合的。不同規(guī)模的污水處理廠,不同的工藝,不同的投資目的,不同的使用條件得出的最佳選擇可能不同。
①對于小型污水處理廠,選擇簡單可靠的羅茨風機是最好的,雖然效率差一些,但因價格低,總體價格經(jīng)濟效益可能是最好的；
②對于中型污水處理廠,選擇經(jīng)濟實用的多級離心機是最好的,特別是變頻調(diào)速多級離心機,具有極高的性能價格比,長期綜合經(jīng)濟效益佳；
③對于大型污水處理廠,單級高速離心風機是最佳選擇。
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在城市污水處理廠，鼓風曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風機在節(jié)約運行成本中占著至關重要的作用。
好氧池曝氣常用的風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁(空氣)懸浮風機。
1、羅茨鼓風機
羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結構簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風機屬于容積式風機，其特點是在最高設計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。
風量調(diào)節(jié)：羅茨風機風量受轉速控制，風量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風壓可以維持。
2、多級離心風機
離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風的目的。在常規(guī)轉速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：
從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。
風量調(diào)節(jié)：多級離心風機風量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風壓會相應降低，變頻范圍受到一定限制。
3、單級高速離心風機
單級高速離心風機指提高風機轉速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風量變化會較大。
風量調(diào)節(jié)：單級高速離心風機可通過進口導葉調(diào)整，風量調(diào)整時不影響風壓，同時可以降低風機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調(diào)節(jié)風量。
4、磁(空氣)懸浮風機
磁(空氣)懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導葉調(diào)整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，風機效率會更高。
磁(空氣)懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。
不同的曝氣風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m3/min;多級離心風機：20~400m3/min;單級高速離心風機：40~1000m3/min。
三種風機的流量與功率的比較見下圖。
從上圖中可知，在風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。
從設備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素，三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風機。
在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風機相對于其他三種鼓風機，效率更高，更節(jié)能，而且噪音很低，但是成本最高，維護復雜，目前應用于現(xiàn)場環(huán)境標準要求高，舍得花成本的企業(yè)。一般的污水處理廠承擔不起，隨著磁(空氣)懸浮風機的國產(chǎn)化，以后成本會越來越親和！
1、按實際情況計算參數(shù)
在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產(chǎn)品樣本上給出的均是標準進氣狀態(tài)下的性能參數(shù)，然而風機在實際使用中并非標準狀態(tài)，當鼓風機的環(huán)境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發(fā)生變化，設計選型時就不能直接使用產(chǎn)品樣本上的性能參數(shù)，而需要根據(jù)實際使用狀態(tài)將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態(tài)下的風機參數(shù)來選型。
2、出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。
鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的絕對壓力(背壓)為管路系統(tǒng)的壓力損失值、曝氣池水深和環(huán)境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統(tǒng)的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統(tǒng)的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定曝氣鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態(tài)下所能達到的絕對壓力等于使用狀態(tài)下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
3、鼓風機空氣流量因素
在計算污水處理的需氧量時，其結果為標準狀態(tài)下所需氧的質(zhì)量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標準狀態(tài)下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風機的使用狀態(tài)不是標準狀態(tài)，例如在高原地區(qū)使用，則空氣密度、含濕量會發(fā)生變化，鼓風機所供應的空氣容積流量與標準狀態(tài)是相同的，而所供空氣的質(zhì)量流量將減少，有可能導致供氧量不足。
因此，必須計算出能供應相同質(zhì)量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區(qū)使用時，環(huán)境大氣壓力也會發(fā)生變化，壓力比相應升高，那么，羅茨鼓風機的泄漏流量qvb則會增大，這將導致鼓風機所供應的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。
因此，設計時必須考慮使用條件發(fā)生變化時各種因素的影響，以保證風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
4、注意冬季和夏季的區(qū)別
鼓風機選型應關注鼓風機供氣流量的變化規(guī)律對于同一臺鼓風機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發(fā)生變化的，但因空氣密度的不同質(zhì)量流量會發(fā)生變化，也就是說供氧量會有所不同。
鼓風機在標準狀態(tài)與使用狀態(tài)下的容積流量是不變的，但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發(fā)生了變化，導致鼓風機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風機，根據(jù)環(huán)境溫度變化，計算出鼓風機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規(guī)律在實際運行過程中，由于進水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的變化，系統(tǒng)需氧量(SOR)也會發(fā)生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風機的供氧量(FOR)在減少，這是設計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，供氧量、需氧量基本相當;在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風機的供氧量(FOR)增大，此時，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風機所供給的干空氣的質(zhì)量流量較標準狀態(tài)大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。
因此，在生產(chǎn)運行過程中，需要針對這種變化對設備進行及時的調(diào)整，使鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。對于羅茨鼓風機來說，使用變頻器，通過改變風機轉速來調(diào)整供風量是很經(jīng)濟實用的。結論同一臺鼓風機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴謹?shù)挠嬎氵M行選型，否則有可能導致生化系統(tǒng)的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發(fā)生了變化，鼓風機所供應氧氣的質(zhì)量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應采取變頻調(diào)速等措施使生化系統(tǒng)的溶解氧濃度保持穩(wěn)定。
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但此使設備復雜化，且造價高，適用于蒸汽輪機、燃氣輪機拖動的鼓風機，也可用于小型風機。考慮到經(jīng)濟性其一般在大型污水處理廠使用，而小型污水處理廠則使用較少。目前常用的風量調(diào)節(jié)方法是進氣節(jié)流調(diào)節(jié)和進口導葉片調(diào)節(jié)。這是人為加大管網(wǎng)阻力的調(diào)節(jié)方法，會使整個裝置的效率大大下降。三葉羅茨風機為容積式風機，輸送的風量與轉數(shù)成比例，羅茨風機葉輪端面和羅茨風機前后端蓋之間及羅茨風機葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風從羅茨風機進風口沿殼體內(nèi)壁輸送到排出的一側。間隙超值；排除方法為調(diào)整間隙。滾動軸承磨損，游隙增大；排除方法為更換。主從動軸彎曲超限；排除方法為校直或更換軸。超額定壓力運行；排除方法為檢查超壓原因后排除。
作為回轉式機械，沒有往復運動機構，沒有氣閥，磨損部件少，使用壽命長。在葉輪和葉輪之間，葉輪和殼體之間以及墻板之間存在間隙，不需要油潤滑，保證了待運輸?shù)臍怏w不含油，并且不需要設。化工行業(yè)用羅茨風機日常維護：保持機器表面和周圍環(huán)境清潔，無灰和油垢，并始終檢查連接螺栓的松緊度；始終檢查軸承溫度以檢測過熱，風機軸承和齒輪箱允許大溫度和溫度上升；檢查齒輪箱的齒輪箱和齒輪標記，潤滑油應加到指定的刻度線上，不應過多過少，應經(jīng)常檢查油封裝置是否漏水空氣；檢查機器的潤滑系統(tǒng)是否正常，正確選擇添加的潤滑脂（油），并根據(jù)潤滑系統(tǒng)規(guī)定的周期定期添加或更換潤滑油；帶齒輪油泵的鼓風機必須檢查油泵的運行狀態(tài)以及油路是否堵塞。
要定期更換過濾器濾網(wǎng)，如果出現(xiàn)堵塞，也會出現(xiàn)噪聲高的現(xiàn)象。切斷噪聲的傳播途徑，一般的工業(yè)用羅茨風機，與其他相協(xié)調(diào)設備，會單獨的安裝在一個機房內(nèi)，這樣可以有效的切斷羅茨風機噪聲傳播的途徑，能夠很多的降低噪音。如果我們沒有合適的安裝機房，我們可以采購單獨的羅茨風機消音房，羅茨風機消音房，不僅能夠很好的切斷噪聲的傳播，而且能夠在消音房外面對羅茨風機進行調(diào)控，維護簡單方便。羅茨合理規(guī)劃布置，如果我們有工作區(qū)、生活區(qū)、車間，那么我們在規(guī)劃布置的時候，讓羅風機原理我們的工作生活區(qū)，增加羅茨風機噪聲的傳播距離，以達到羅茨風機降噪的效果。在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)材料的輸送是一個主要的環(huán)節(jié)，沒有生產(chǎn)原料的不斷供給，生產(chǎn)就會癱瘓。
羅茨風機運行時對溫度的要求，羅茨風機特點是使用時當壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點。輸送時介質(zhì)不含油。結構簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小。真空泵。由于周期性的吸、排氣和瞬時等容壓縮造成氣流速度和壓力的脈動，因而會產(chǎn)生較大的氣體動力噪聲。此外，轉子之間和轉子與氣缸之間的間隙會造成氣體泄漏，從而使效率降低。
羅茨風機的排氣量為0.15～150立方米/分，轉速為150～3000轉/分。單級壓比通常小于1.7，高可達2.1，可以多級串聯(lián)使用。按轉子的形狀，羅茨風機分為兩葉型和三葉型。三葉型轉子每轉動一次由兩個轉子進行三次吸、排氣。與二葉型相比，氣體脈動性小，振動也小，噪聲低。夏季和冬季使用羅茨風機，對風機的檢查密度要增大，原本一天檢查1到2次，要增加到3到4次，一旦發(fā)生故障及時停機檢查。
鼓風機靠汽缸內(nèi)偏置的轉子偏心運轉，并使轉子槽中的4支葉片之間的容積變化將空氣、壓縮、吐出。在運轉中利用鼓風機的壓力差自動將潤滑送到滴油嘴，滴入汽缸內(nèi)以減少摩擦及噪聲，同時可保持汽缸內(nèi)氣體不回流。工作的主參數(shù)是風量，輸出的壓力隨管道和負載的變化而變化，風量變化很小，回轉式風機是變?nèi)輭嚎s，其主要特點是：低轉速，低噪音，低振動，高效率，高節(jié)能。回轉風機流量和壓力相對于小點用于小型的污水處理，養(yǎng)殖上偏多些。羅茨風機、羅茨鼓風機的工作原理：羅茨風機為容積式風機，輸送的風量與轉數(shù)成比例，三葉型葉輪每轉動一次由2個葉輪進行3次吸、排氣，與二葉型相比，氣體脈動變少，負荷變化小，機械強度高，噪聲低，振動也小。在2根平行的軸上設有2個三葉型葉輪。
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