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2020/12/20某印染污水厂技改气悬浮鼓风机节能

1 项目背景

节能减排是环境保护重要措施。我国政府专门制定节能减排的综合工作方案,专门成立环保督察组奔赴各地进行宣传、检查和监督。同时,为了积极引导企业开展节能环保工作,国家还专门出台针对购买节能环保设备相关税负的减免政策。低效率设备已经不符合时代的要求,高效率的节能环保设备是必然的发展趋势。

鼓风机作为通用供气设备被普遍应用于各个行业中。有关研究表明,在污水处理生产工艺中,鼓风机的装机容量是污水处理厂总装机容量的25%~30%,鼓风机运行成本占污水处理厂总费用支出的32%左右。鼓风机的重要性不言而喻。同时,鼓风机又是污水处理厂最具节能空间的装备之一。大部分污水厂正在使用的还是传统型罗茨或多级离心鼓风机,其效率低下。这类鼓风机工作范围有限,生产中用气负荷变化时,其效率下降明显。因此,传统鼓风机有巨大节能空间。

随着科技的发展,新技术、新材料、新工艺的出现,各类高效鼓风机相继发明出现。其中,空气悬浮高速离心鼓风机的节能优势较为突出。气悬浮鼓风机综合运用了空气悬浮轴承、高效的永磁高速电机、航空三元流离心叶轮、精确的矢量变频驱动和自动控制等先进技术,是传统鼓风机的全新升级,使得整体效率达到最优。与罗茨和多级离心鼓风机相比有20%~50%的效率提升。

高效率的气悬浮离心鼓风机的成熟应用,为企业的节能改造提供了可靠的技术支撑。

2 项目意义

社会意义:积极响应国家节能环保政策,履行企业的社会责任;

发展需要:提高效率、升级换代,企业自身发展的必然需求;

经济效益:节约能耗就是节约成本,节约成本就是创造效益;

以人为本:降低维护量、提高智能化,体现企业以人为本的理念。

3 改造目标

通过将原有能耗较高、效率较低的多级离心鼓风机替换为节能高效的新型空气悬浮高速离心鼓风机,实现:

提升鼓风机整机效率;

彻底改善目前气量不足的现状;

降低故障率,降低维护量;

现场噪音(设备1m距离处测量)≤80db。

4 空气悬浮鼓风机的优势

空气悬浮离心鼓风机具有高效空气悬浮轴承、永磁高速电机及变频系统、航空三元流离心高精度叶轮、变频驱动与自动控制五大核心技术。

空气悬浮离心鼓风机,不需要齿轮箱增速及联轴器,由高速电机直接驱动。而电机采用变频器直接调速。鼓风机叶轮直接与电机相连,轴被悬浮于空气轴承中。因为没有物理接触点和齿轮增速系统,所以空气悬浮鼓风机具有高效、节能、低噪音、运行可靠和长期无需维修保养的特点。同时,采用一体化紧凑型设计,集叶轮、高速电机、变频器、空气轴承及控制系统于一体,提高了安装、操作的便利性。

4.1 节能高效

空气悬浮离心鼓风机使用了永磁同步电机直联高效的三元流离心叶轮及空气悬浮轴承技术,同时,配以公司针对鼓风机专门研制的矢量控制变频器和控制系统,使该鼓风机的节能性能发挥到极致。鼓风机根据输出的风量(可调范围40-100%)自动调整转速以减少电机功率,保持设备高效运行,较传统鼓风机一般节能20%以上。

4.2 无振动,低噪音

由于采用高速永磁同步直联电机及空气悬浮轴承技术,没有复杂的增速齿轮及油性轴承,鼓风机运行过程中高速旋转的叶轮、轴与电机间不直接接触,有效地避免了机械接触和摩擦。因此,除气动噪声外,设备本身噪声非常小。距机器1米处检测噪音小于80dB(环境标准:85dB)。若安装消音器,可进一步减小噪音。这是各种传统鼓风机无法企及的。由于鼓风机几乎没有振动,故无需在地面上进行固定,直接摆放即可,通过设备本身水平调节器,简单调节水平即可。

4.3 无润滑油,供风无污染

鼓风机采用了动压空气悬浮轴承技术,运行过程中鼓风机叶轮与电机间无摩擦,不直接接触,系统不需要润滑油系统,具有零维护、零污染、长期稳定运行的特点。可向电子、医药、食品等特殊行业提供洁净的空气。空气轴承能在温度-180℃~600℃的大范围中正常运行,对于在高速高温环境下运行的高速电机而言,油性轴承系统的所有弊端已成功解决,无疑是最佳的选择。

4.4 运行稳定,基本免维护

没有传统鼓风机所必需齿轮箱及油性轴承,所以不需要油路及水冷却保养,属于基本免维护的产品。采用智能控制系统,高速转动的核心部件——叶轮采用航空铝材,这些技术保证了设备是无机械保养的,降低了用户的维护成本,日常运行过程中仅需要根据系统提示更换进风过滤棉,单次更换时间仅需5分钟。空气悬浮轴承测试结果表明:该轴承的启停次数可达40,000次以上,使用寿命大于20年,确保了鼓风机运行的稳定性。

4.5 运转控制便利

可在HMI上对鼓风机转数、压力、温度、流量等参数进行自检,通过超负荷控制和防喘振控制等实现无人值守工作。鼓风机可以根据吸入空气的温度和压力变化调整转数以实现流量自动调节。我公司气悬浮离心高速鼓风机也可以通过电脑远程或手机App上控制其运行。

4.6 重量轻、设备安装空间小

空气悬浮鼓风机设备重量轻(重量为同型号多级离心鼓风机的1/10),采用一体化设计,设备尺寸小(仅为传统鼓风机体积的1/2—1/3),安装简便,无需地基,可直接摆放到抹平的地面上。因此,可以节省大量的土建、机械、电气等施工费用。

4.7 性价比最好

在悬浮类的鼓风机中,还有一种磁悬浮鼓风机。磁悬浮技术发展的更早一些,与磁悬浮鼓风机相比,气悬浮鼓风机的节能效果更好一些,但气悬浮鼓风机的性价比更好。磁悬浮轴承是需要耗能的,且磁悬浮轴承发生故障的概率偏高,相应的维修成本也高。

5 北京智拓博科技有限公司的优势

北京智拓博科技有限公司,拥有超过20年航空发动机设计及超精密加工技术积淀。自2010年起专注于研发生产空气轴承及高速旋转流体机械,打造核心技术优势,多年来多次为航天科工、航天科技、中航科技等大型军工集团提供高品质空气轴承解决方案,产品涉及高精密卫星调试装置、集成电路自动化生产线装备、某型战斗机关键部件等重要方面。

2013年起,北京智拓博科技有限公司综合其空气轴承、高速永磁同步电机、航空三元流离心叶轮、高速矢量控制变频器、云端智能控制系统5大核心优势技术,成功研制出第五代气悬浮高速离心鼓风机系列产品,并取得完全自主知识产权,一举打破国外垄断,是一套具有划时代意义的鼓风机产品,成功应用于污水处理、气体输送、脱硫脱硝、制药发酵等高能耗领域。

北京智拓博科技有限公司目前是国内唯一具有完全自主知识产权、具备完全自主生产制造能力的生产厂家。技术和质量均处于行业领先地位。其独特优势在于各个系统均为自主研发,相互匹配性高,质量方面能够完全自主把控,能够做到为客户的量身定制,确保安全可靠。同时可以做到及时响应,服务到家,让用户无后顾之忧。

6 多级离心鼓风机的改造方案

6.1 现状调研

通过对污水处理厂的现场考察,现有国产多级离心鼓风机的当前运行参数见下表。该公司污水池水深7米。

智拓博气悬浮鼓风机改造方案

这种多级离心鼓风机具有以下特点:

多级离心鼓风机效率较低,噪声较大,送风带油;

多级离心鼓风机属于机械传动,振动大,效率低下,能耗高;

随着使用年限增加,有效率下降问题;

润滑油脂容易泄漏,造成现场环境污染和资源浪费;

电机转速恒定。如需调节风量,需加装变频器调节转速或增加进出口导叶;

多级离心鼓风机故障率偏高。

建议更换为气悬浮高速离心鼓风机,以提高能效、减少维护。

6.2 改造原则

稳定可靠原则:鼓风机是为生产服务,用户最关心的问题为是否能够稳定可靠的运行。

安全原则:在选型的时候需充分考虑各种工况需求,同时留有一定的裕度。

因地制宜原则:需要根据实际情况,尽量利用原有管道与场地,使得安装工作量最小,投入最小。。

节能原则:在充分考虑以上原则的情况下,选择能耗最低、性价比最高的方案。

6.3 技术分析

经过分析《***公司印染污水站用电数据表》,近三个月平均日用电量,最小日用电量2520度,最大日用电量7200度。最小与最大用电量比率约35-100%。

某印染污水厂技改气悬浮鼓风机节能(图3)

通过上表可计算多级离心鼓风机日最小运行功率105kw,最大运行功率300kw,标绿部分为:当月处理单位体积水量耗电量最大日期的数据。可得结论:两台风机运行时,运行功率两台均未在最佳节能点运行,导致能耗浪费过大。

我公司一台B200-8气悬浮离心鼓风机出口压力为73kPa时,出气量为145m³/ min,功率200kW。按照以往与多级离心鼓风机对比经验,保守节能20%以上,可满足使用要求。

B200-8气悬浮离心鼓风机在73kPa情况下,功率范围为130-220kW,流量调节范围为50-100%。目前,两个水池为两个鼓风机分别供气。如果工艺允许,建议改造为两池共用一台鼓风机供气方案。这样可以选用功率大,能效高的大功率气悬浮鼓风机。考虑到曝气头有破损情况,建议尽快更换,以提高节能率。

节能计算:

某印染污水厂技改气悬浮鼓风机节能(图4)

6.4 选型方案

根据调研情况,本方案提出如下改造选型方案:选用1台气悬浮离心鼓风机替代现有的2台多级离心鼓风机,原有两台多级离心鼓风机作为备用机。

某印染污水厂技改气悬浮鼓风机节能(图5)


说明:

如您需要更加详细的资料,请电话400-616-8996,或者邮件t@zturbo.com。

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