1. 罗茨鼓风机及安全运行保障

    发布时间: 2009-09-28 00:00:00   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

    1 概述

      1854年美国菲兰德•罗茨兄弟在设计水轮车时构思出双转子风机,并在自己的毛纺厂里生产出来,于1867年在巴黎博览会展出,此后人们即称这种气体输送机械为罗茨鼓风机。历经150余年,罗茨鼓风机获得了长足发展,并在水处理行业得到广泛应用。

    2 罗茨鼓风机工作原理

      罗茨鼓风机属于容积回转鼓风机。以三叶罗茨鼓风机为例,其工作原理是利用两个三叶型叶轮在气缸内作相对运动来压缩和输送气体。叶轮轴端的同步齿轮使两叶轮保持啮合。叶轮上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在叶轮回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,气体被输送到排气通道。两叶轮依次交替工作,三叶型叶轮每转动一次由两个叶轮进行三次吸、排气。两叶轮互不接触,靠严密控制的间隙实现密封,排出的气体不受润滑油污染。   

    3 鼓风机的安全运行保障

    3.1 喘振及预防

      (一)喘振的原因   在风机运转过程中,当流量不断减少到最小值时,进入叶栅的气流发生分离,在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动,这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道,会使风机出口压力突然大幅度下降,而管网中压力并不马上减低,于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力,造成管网中的气体倒流向风机,直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着,鼓风机又开始向管网供气,将倒流的气体压出去,这又使风机内流量减少,压力再次突然下降,管网中的气体重新倒流至风机内,如此周而复始,在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象,并发出很大的声响,机器产生剧烈振动,以至无法工作,发生喘振。   (二)喘振的判断   1)听风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时,出气管道中气流发出的噪音时高时低,产生周期性变化。当进入喘振工况时,噪音立即剧增,甚至有爆音出现。   2)观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大,当进入喘振区时,二者的变化都很大。   3)观测机体的振动情况。进入喘振区时,机体和轴承都会发生强烈的振动。   (三)喘振的预防   采用出风管放气。在出风管上设一旁通管,一旦风量降低至最小值,旁通管上的阀门自动打开放气,此时进口的流量增加,工作点可由喘振区移至稳定工作区,从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。   采用进口导叶片调节风量。随着工况变化,导叶片旋转改变通道面积适应新工况的要求,从而避免气流失速,可有效防止风机喘振。

    3.2 噪声控制

      鼓风机的噪声对污水处理厂的环境影响非常严重,噪声的辐射主要通过风机本体,进、出风管和连接风道。国外有的鼓风机房为减小噪声将鼓风机设在地下,而地上式鼓风机房室内设有吸音板,门、窗全部密封,其造价很可观。结合我国实际情况,针对风机组产生的各种噪声源,通常采取的噪声控制措施有:消声、隔声、隔振和包覆。   (一)消声   装设消声器是控制风机噪声的主要途径,消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置,可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。   (二)隔声和吸声   风机进、出风管加设消声器后,其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下,可采取隔音措施,设置隔声室,在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料,以消除机组产生的噪声。   (三)隔振   振动是噪声的主要起源,风机组的振动会产生低频噪声,故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此,风机的外壳材料宜选用铸铁,以增加设备自重与外壳厚度,减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头,降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声。对于小型鼓风机可在机组的基础下加设减振器。   (四)包覆   目前大多数室外出风管道设在地面上,实际运行中噪声很大,可将出风管全部设在地面以下,利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。

    3.3 风机冷却

      为改善鼓风机房运行管理环境,在选择鼓风机时需考虑鼓风机的冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷和风冷。运行经验表明,水冷虽然增加了冷却水系统,但运行环境良好;而风冷的鼓风机,热量直接排至室内,影响环境。因此,鼓风机选型时宜选择水冷方式。
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