磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)在污水處理裝置中的運(yùn)用小結(jié)

金艷鋒

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北枝江443206)

胡 浩

(南京磁谷科技有限公司 江蘇南京211102)

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)在污水處理裝置中的運(yùn)用小結(jié)

金艷鋒

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北枝江443206)

胡 浩

(南京磁谷科技有限公司 江蘇南京211102)

目前，隨著環(huán)保對(duì)污水處理要求的提高，全國(guó)各大城市、化工生產(chǎn)企業(yè)等都興建了大量污水處理廠。在這些污水處理廠中，處理工藝大多數(shù)是用活性污泥法的鼓風(fēng)曝氣，使用鼓風(fēng)機(jī)將壓縮空氣通過管道送入曝氣池的曝氣器中，以氣泡形式分散進(jìn)入混合液，使氣泡中的氧迅速擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到混合液中，供給活性污泥的微生物生長(zhǎng)所需。因此，鼓風(fēng)機(jī)是污水處理工藝中的重要設(shè)備之一，污水處理廠鼓風(fēng)機(jī)的能耗占污水處理廠總能耗的30%～50%，故選擇高效、節(jié)能的磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)對(duì)降低污水處理廠的投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用具有重要的意義。

1 磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)的原理

磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)是將磁懸浮軸承技術(shù)和高速電機(jī)技術(shù)融入傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)之中所形成的一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型鼓風(fēng)機(jī)，通過內(nèi)置的徑向傳感器和軸向傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的位移信號(hào)，將得到信號(hào)送入磁懸浮軸承控制器進(jìn)行調(diào)理、運(yùn)算和放大得到控制電流，再將該控制電流輸入徑向磁軸承和軸向磁軸承，通過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，又由磁場(chǎng)產(chǎn)生吸力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的懸浮。高速電機(jī)通過變頻電源產(chǎn)生頻率可控的交變電流，將此交變電流輸入電機(jī)定子產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，即同步永磁電機(jī)。隨轉(zhuǎn)軸一同作高速旋轉(zhuǎn)的鼓風(fēng)機(jī)葉輪帶動(dòng)空氣從渦殼的進(jìn)氣口進(jìn)入，空氣在渦殼的導(dǎo)向與增壓作用下便成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從渦殼的出氣口鼓出。

2 改進(jìn)方案

湖北三寧化工股份有限公司尿素廠終端污水處理裝置采用的是A-O-SBR工藝(厭氧－好氧－序列間歇式反應(yīng)處理工藝)，屬于序列間歇式進(jìn)水，生化池水深最深有5.5m，水深最高處距最低處約有1.0m，2008年投運(yùn);生化池曝氣配置3臺(tái)C5.5-1.7型離心鼓風(fēng)機(jī)(額定功率為110kW、額定流量為55m3/min，多級(jí)離心式，2開1備)。該型風(fēng)機(jī)自運(yùn)行以來受工藝調(diào)節(jié)影響，經(jīng)常出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。其主要原因是風(fēng)壓不夠，并且主機(jī)振動(dòng)大，軸承經(jīng)常損壞，平均每半年左右即需更換1次軸承。運(yùn)行期間，曾對(duì)其基礎(chǔ)重新澆筑、校平，但效果仍不理想。

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，將3臺(tái)多級(jí)離心式風(fēng)機(jī)更換為南京磁谷科技有限公司生產(chǎn)的2臺(tái)CG/B75-55A型磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)(額定功率為83kW、額定流量為60m3/min)，流量通過自身變頻調(diào)節(jié)。磁懸浮離心式鼓風(fēng)機(jī)安裝簡(jiǎn)單方便，只需將原來的基座打平，地面做水平處理后再水平安裝，無需大型起重機(jī)等設(shè)備。通過實(shí)踐運(yùn)行檢驗(yàn)，該機(jī)型具有效率高、噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，風(fēng)機(jī)出口流量可根據(jù)工藝需求進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，在很大程度上降低了電力消耗;達(dá)到終端污水處理裝置經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行的目的。

3 運(yùn)行情況

(1)額定流量為60m3/min、出口風(fēng)壓約為65kPa，額定轉(zhuǎn)速為340000r/min，現(xiàn)場(chǎng)噪音≤80dB，出口風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍在40%～100%，設(shè)備占地面積小，安裝簡(jiǎn)單，通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，出口風(fēng)量調(diào)節(jié)精度高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可視頻化操作平臺(tái)。

(2)磁懸浮離心風(fēng)機(jī)操作界面特點(diǎn):①運(yùn)行模塊、入口氣體溫度、轉(zhuǎn)速、出口氣體壓力、母線電壓、電機(jī)溫度、功率、散熱器溫度等均數(shù)字化顯示，節(jié)省人工測(cè)溫操作，節(jié)約了購(gòu)置測(cè)溫、測(cè)電的儀器費(fèi)用;②可隨時(shí)查詢運(yùn)行歷史數(shù)據(jù);③風(fēng)機(jī)報(bào)警后，智能停機(jī)并顯示故障代碼，操作人員可直接對(duì)照風(fēng)機(jī)廠家提供的技術(shù)參數(shù)和故障查詢表尋找故障原因，及時(shí)處理故障;④采用觸屏加減頻率的方式來控制永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制鼓風(fēng)機(jī)的流量;⑤設(shè)備模擬仿真監(jiān)測(cè)磁懸浮軸承運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)動(dòng);⑥電機(jī)控制系統(tǒng)、磁懸浮控制系統(tǒng)以及整機(jī)控制系統(tǒng)合為一體。此外，磁懸浮風(fēng)機(jī)外加遠(yuǎn)程控制采用了PLC+GPRS模塊可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC); GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)(GeneralPacket RadioService)，不僅可由中心控制室控制，出現(xiàn)故障還能實(shí)施遠(yuǎn)程維修調(diào)試。

4 經(jīng)濟(jì)效益

(1)維修費(fèi)用。原采用C5.5-1.7型離心鼓力6000t/d)改用磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)后，風(fēng)機(jī)月電耗節(jié)約40000kW·h，按電價(jià)0.5元/(kW· h)計(jì)，年節(jié)約電費(fèi)約24.0萬元;年綜合經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)機(jī)時(shí)，每年要更換6支軸承和消耗2桶固體潤(rùn)滑劑，加上人工費(fèi)用約5000元。

表1 污水處理裝置改造前、后風(fēng)機(jī)月總電耗比較 kW·h

(2)節(jié)能。磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)于2013年9月投運(yùn)至今，運(yùn)行狀態(tài)比較穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)出口壓力約為65kPa，實(shí)際出口流量43m3/min，調(diào)節(jié)靈活，尚有很大的上調(diào)空間，最大流量可達(dá)65m3/min，單機(jī)輸出風(fēng)量比C5.5-1.7型鼓風(fēng)機(jī)高30%，每天節(jié)省電耗約1680kW·h。

(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益。污水處理裝置改造前(2013年1月至7月運(yùn)用C5.5-1.7型離心鼓風(fēng)機(jī))、后(2014年1月至7月運(yùn)用磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī))風(fēng)機(jī)月總電耗對(duì)比見表1。

從表1數(shù)據(jù)可看出，污水處理裝置(處理能約24.5萬元;且現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境和得到極大改善，現(xiàn)場(chǎng)噪聲大幅下降。

2014-11-03)