車間通風設施方案_螺旋風管如何安裝羅茨鼓風機選型計算污水處理

在風管工程安裝中，螺旋風管的安裝很重要，那又該如何正確科學的安裝螺旋風管呢？

根據施工現場的不同情況，可以先把風管一節一節地放在支架上逐節連接，也可以先在地面上連接成一定的長度，然后采用整體吊裝方法安裝即可，這就是螺旋風管的接長吊裝法。值得注意的是邊長或者直徑大于1250mm的風管吊裝時不能超過2節，邊長或者直徑如果小于1250mm的風管組合吊裝時，不能超過3節。當風管連接好放在支吊架上后，然后連接好所有托盤和吊桿，確定好風管已經穩定牢固后，解開繩扣即可。

在穩定牢固好螺旋風管后，就要做安裝前的準備工作，首先要對要安裝的材料進行送檢，只有取得合格檢驗報告后才能安裝，安裝前還要做的事是對其外觀進行質量檢查，檢查螺旋風管的尺寸是否正確，還要清除其內、外表面粉塵及管內雜物等。然后按照設計圖紙參照土建基準線確定螺旋風管的標高、位置、走向，并放出安裝定位線。一切都準備就緒后方能安裝。

安裝螺旋風管時，待標高確定后，支吊架的形式后，應根據螺旋風管的安裝部位、風管截面大小以及工程具體情況來進行選擇，如果邊長大于2500mm的超寬、超重的特殊風管的支吊架應根據設計要求來安裝。安裝支吊架時首先要利用支架沿著墻壁或者柱子來敷設風管道，然后將支架焊接在預埋鐵件上，或者采用膨脹螺栓固定，也可以直接在柱子上用圓鋼或角鋼制成抱箍。安裝時要先測量風管的標高，然后才能安裝支架，再復合支架的水平和高度。

當螺旋風管工程的主風管安裝好之后，還要在沒有連接的風口和支管之前，檢驗螺旋風管工程的主風管的嚴密性。

主風管安裝好之后，就要安裝風管分節了。不方便懸掛的滑輪會因為場地的限制，不能吊裝，遇到這種情況，可以先將風管分節利用繩索拉到腳手架上，而后再抬到支架上對正法蘭再進行逐步安裝。

一、基本選型數據：
1、介質：一種燃料，組成見下表
組分 氫 甲烷 乙烷 丙烷 異丁烷 丁烷
分子量 2.016 16.04 30.07 44.09 58.12 58.12
V% 85 9 3 2 0.5 0.5
2、進氣溫度：20℃
3、進氣壓力：一標準大氣壓（101.325Kpa）
4、排氣表壓：39.2 Kpa
5、要求流量：4.75m3/min
6、排氣溫度Td ≤120℃
7、擬選用長沙鼓風機廠RD-100 型羅茨鼓風機
8、RD-100 型羅茨鼓風機性能示例（節選部分）
各排氣壓力下的流量 Q(m3/min)及軸功率
Nsha(kw)
39.2Kpa
型號 轉速 nd
r/min
理論流量
Qtha
(m3/min) Qsa Qsha
RD-100 1450 11.59 8.27 9.1
二、計算部分
1、混合氣體平均分子量：
M = åMi · ui
=5.524
混合氣體定壓摩爾比熱為：
Cp = åCpi · ui
=30563.6 (J/koml•k)
混合氣體絕熱指數為：
Rm Cp K 1 /
1
- = 其中 Rm=8314.3(氣體常數)
=1/(1-8314.3/30563.6)=1.374
2、因為介質為易燃、易爆氣體，擬選用RD-100K 單機械密封鼓風機，
其性能見：RD-100 型羅茨鼓風機性能示例（節選部分）。
3、輸送空氣時，泄露量為：
Qba=Qtha-Qsa=11.59-8.72=2.87(m3/min)
4、輸送分子量M=5.524 的燃料氣時，泄露量為：
Qb=Qba m
29 =2.87× 5.524
29 =6.58(m3/min)
其中：29 為空氣平均分子量
M 為燃料氣平均分子量
5、實際流量為：
QS=Qtha-Qb=11.59-6.58=5.01(m3/min)
可以滿足 Qs=4.75m3/min 的選型要求。
6、實際工況下的壓力比：
1.387 101.325
101.325 39.2
101.325
e = 101.325+Pd = + =
7、容積效率為：
43.2% 11.59
= = 5.01 = Qth
hn Qs
8、排氣溫度為：
= [1+ 1 · -1 (e -1)]- 273 h k
k
n Td Ts
=90℃
其中 K 為混合氣體絕熱指數。
符合Td ≤120℃的選型要求。
9、選型結果：RD-100K 單機械密封鼓風機，n=1450r/min.
實際性能：QS= 5.01m3/min，Nsh=9.1KW



　一、鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設備,在污水廠風機選型時,風機廠家產品樣本上給出的均是標準進氣狀態下的性能參數,我國規定的風機標準進氣狀態: 壓力p0 =101. 3 kPa ,溫度T0 = 20 ℃,相對濕度φ= 50 % ,空氣密度ρ= 1. 2 kg/ m3 。然而風機在實際使用中并非標準狀態,當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時,風機的性能也將發生變化,設計選型時就不能直接使用產品樣本上的性能參數,而需要根據實際使用狀態將風機的性能要求,換算成標準進氣狀態下的風機參數來選型。 　　二、風機選型中應關注鼓風機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,車間通風設施方案,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,排氣工程所產生的絕對壓力(背壓) 為管路工程的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和,如圖1 所示。若由于某種原因,如曝氣頭或管路堵塞,使管路工程的壓力損失增加,“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,管路工程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下所能達到的絕對壓力等于使用狀態下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。 　　三、風機選型時應關注鼓風機空氣流量因素在計算污水處理的需氧量時,其結果為標準狀態下所需氧的質量流量qm (kg/ min) ,再將其換算成標準狀態下所需空氣的容積流量qv1(m3/ min) ,如果鼓風機的使用狀態不是標準狀態,例如在高原地區使用,則空氣密度、含濕量會發生變化,鼓風機所供應的空氣容積流量與標準狀態是相同的,而所供空氣的質量流量將減少,有可能導致供氧量不足。因此,必須計算出能供應相同質量流量的容積流量,即換算流量。在高原地區使用時,環境大氣壓力也會發生變化,壓力比相應升高,那么,鼓風機的泄漏流量則會增大,這將導致鼓風機所供應的空氣容積流量減少,車間降溫,也可能造成供氧量不足。因此,設計時必須考慮使用條件發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和泄漏流量。 　　四、風機選型應關注鼓風機供氣流量的變化規律對于同一臺鼓風機,在冬季和夏季,其容積流量是不會發生變化的,但因空氣密度的不同質量流量會發生變化,也就是說供氧量會有所不同。鼓風機在標準狀態與使用狀態下的容積流量是不變的,但因為空氣密度(ρ) 、含濕量等發生了變化,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,根據環境溫度變化, 計算出鼓風機的實際供氧量,其一年的變化規律在實際運行過程中,由于進水量、水質、水溫、ML S S 等參數的變化,工程需氧量( SOR) 也會發生變化在夏季,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量流量較標準狀態大幅度增加,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,在生產運行過程中,需要針對這種變化對設備進行及時的調整,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整供風量是很經濟實用的。不同季節曝氣池需氧量( SOR) 、鼓風機供氧量( FOR) 變化規律五、結論綜上所述,同一臺鼓風機在不同的使用條件下,其性能的變化非常大,所以必須通過嚴謹的計算進行選型, 否則有可能導致生化工程的供氧不足; 另外,在冬季和夏季由于空氣密度發生了變化,鼓風機所供應氧氣的質量流量變化很大,冬季供氧量大大超過了需氧量,所以,應采取變頻調速等措施使生化工程的溶解氧濃度保持穩定。

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　　隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發展。高壓風機 高壓鼓風機 臺灣風機 變頻調速性能日趨完美，已被廣泛應用于不同領域的交流調速。為企業帶來了可觀的經濟效益，推動了工業生產的自動化進程。

　　二、變頻節能原理：

　　1. 風高壓風機 高壓鼓風機 臺灣風機 機運行曲線

　　

由圖可以說明其節電原理：

　　圖中，曲線（1）為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量（H-Q）特性，曲線（2） 為管網風阻特性（風門全開）。曲線（4） 為變頻運行特性（風門全開）

　　假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調節風門的方法相當于增加管網阻力，使管網阻力特性變到曲線（3），工程由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調速控制方式，風機轉速由n1降到 n2，根據風機參數的比例定律，畫出在轉速n2風量（Q-H）特性，如曲線（4）所示�？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節能的經濟效果是十分明顯的。

　　2.風機在不同頻率下的節能率

　　從流體力學原理得知，風機風量與電機轉速功率相關：風機的風量與風機（電機）的轉速成正比，風機的風壓與風機（電機）的轉速的平方成正比，風機的軸功率等于風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機（電機）的轉速的三次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比）：請看風機定律

　　
頻率f(Hz) 轉速N% 流量O% 揚程H% 軸功率P% 節電率
50 100% 100% 100% 100% 0.00%
45 90% 90% 81% 72.9% 27.10%
40 80% 80% 64% 51.2% 48.80%
35 70% 70% 49% 34.3% 65.70%
30 60% 60% 36% 21.6% 78.40%
25 50% 50% 25% 12.5% 87.5%

　　根據上述原理可知改變風機的轉速就可改變風機的功率。

　　例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，

　　則P45/P50=453/503=0.729，

　　即P45=0.729P50將供電頻率由50 Hz降為40Hz，

　　則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50
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　　三、鍋爐風機的變頻節能改造：

　　鍋爐的變頻節能改造通常是指對鍋爐風機的變頻節能改造。

　　鍋爐風機在設計時是按最大工況來考慮的，在實際使用中有很多時間風機都需要根據實際工況進行調節，傳統的做法是用開關風門、閥門的方式進行調節，這種調節方式增大了供風工程的節流損失，在啟動時還會有啟動沖擊電流，且對工程本身的調節也是階段性的，調節速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個工程工作在波動狀態；而通過在鍋爐風機上加裝變頻調速器(裝置)則可一勞永逸的解決好這些問題，可使工程工作狀態平緩穩定，并可通過變頻節能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下：

　　目前鍋爐風機的裝機概況：2×75KW，1×55KW。

　　所有風機均采用一對一（即 一臺變頻器配一臺電機）的配置 方式，保留原工頻工程且與變頻工程互為備用，一般情況下的調 節方式均為開環調節。

　　四、投資與節能：

　　變頻節能工程（裝置）在各類調速工程中使用時其節能效果對于單臺設備可做到20-55%，在風機這類設備的一般應用的節能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節能效果平均值是由實際應用中得到，權威性數據可由市場上公開出售的資料（書）查到；通過這些數據再進行一些簡單的投資回收率的計算可知：變頻節能工程（裝置）的投資回收期一般為6-15個月（這是經驗值也是權威數據）。

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安裝前準備

　　1.風機開箱前應檢包裝是否完整無損，風機的銘牌參數是否符合要求，各隨帶附件是否完整齊全。

　　2.仔細檢查風機在運輸過程中有無變形或損壞，堅固件是否松動或脫落,降溫水簾，葉輪是否有擦碰現象，并對風機各部分零件進行檢查。如發現異�，F象，應待修復后再使用。

　　3.用500V兆歐表測量風機外殼與電機繞組間的絕緣電阻，其值應大于0.5兆歐，否則應對電機繞駔進行烘干處理,烘干時溫度不許超過120℃。

　　4.準備好風機安裝所需的各種材料、工具及場地。

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