城市污水處理廠生物反應(yīng)池控制優(yōu)化運行的探討
4)擴壓器葉片調(diào)節(jié):可調(diào)式出口擴壓器控制裝置安裝在鼓風(fēng)機葉輪出氣口上,呈輻射狀分布。調(diào)節(jié)帶有擴壓器葉片的鼓風(fēng)機的葉片的角度,可以改變擴壓器 的進口沖角氣流從而改變鼓風(fēng)機的性能。
帶有葉片擴壓器的鼓風(fēng)機與沒有葉片擴壓器的鼓風(fēng)機相比,在設(shè)計工況點有較高的效率。由于擴壓器葉片對氣體的流動有較大影響,當(dāng)氣流沖角小于擴壓器葉片的角度時,氣流與擴壓器葉片發(fā)生脫離,擴壓器內(nèi)的壓力不能達(dá)到應(yīng)有的提高。由于氣流沖角會隨氣體流量的減小而減小,容易造成喘振現(xiàn)象的過早發(fā)生。此時,減小擴壓器葉片的角度,可以使鼓風(fēng)機的喘振點向小流量方向移動,避免喘振。
如圖3-6所示,當(dāng)改變鼓風(fēng)機擴壓器葉片角度時,相應(yīng)的改變了葉片擴壓器的進口沖角從而使鼓風(fēng)機的性能曲線左右移動,可以適應(yīng)管網(wǎng)特性曲線的變化。從圖中可以看出當(dāng)葉片擴壓器的角度減小時,鼓風(fēng)機的性能曲線明顯的向小流量的方向移動,能量頭和效率值略有降低,附加的功率消耗很少,性能曲線類似于平移。因此,改變擴壓器葉片的角度,適應(yīng)了鼓風(fēng)機對流量變化的要求,并且由于氣體沖角變化不大,從而使氣體進入葉片擴壓器后基本上不產(chǎn)生氣體的脫離,可以擴大離心鼓風(fēng)機的穩(wěn)定工況范圍,而且效率的變化較小。這種控制方法適用于流量變化范圍大、壓力要求穩(wěn)定的系統(tǒng)的調(diào)。
當(dāng)需要單獨或同時調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機出口壓力時,擴壓器葉片調(diào)節(jié)就很有局限性了。而在需要穩(wěn)定壓力,調(diào)節(jié)流量的污水處理廠的工況條件下,這種方式是比較適合的。由于技術(shù)水平的限制,我國目前還不能生產(chǎn)這種鼓風(fēng)機。
海泊河測試數(shù)據(jù)表明,隨著擴壓器葉片開度的增加,鼓風(fēng)機的電流和功率與鼓風(fēng)機的總風(fēng)量相對應(yīng)呈線性上升。這說明鼓風(fēng)機的效率基本是穩(wěn)定的。雖然實驗數(shù)據(jù)中流量從26000Nm3/h減少到4400Nm3/h,為最大值的17%,而軸功率由100%減少到53.7%,功耗的下降小于流量的下降,但是很明顯這種調(diào)節(jié)方法的總效率與其他節(jié)流調(diào)節(jié)流量的方法相比要高的多。
國外大功率鼓風(fēng)機有采用導(dǎo)葉片和擴壓器聯(lián)合控制的調(diào)節(jié)方式,具有以上兩種調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點,與兩個獨立的調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比,能在更寬的流量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持較高的效率。
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3、處理廠鼓風(fēng)機的配置方式
大型城市污水處理廠需氧量大,往往需要幾臺鼓風(fēng)機并聯(lián)運行,以提高送風(fēng)量。這就需要研究鼓風(fēng)機并聯(lián)時其性能曲線的變化。圖3-7為兩臺并聯(lián)運行的鼓風(fēng)機工作曲線,其中中曲線3、4是并聯(lián)工作的第一臺和第二臺鼓風(fēng)機,曲線5是并聯(lián)后的總性能曲線。曲線1是壓力容器的特性線,曲線2是普通管網(wǎng)的特性線。點a、b、c和點a‘、b‘、c‘是鼓風(fēng)機在兩種條件下并聯(lián)后的工況點。從圖中可以看出:
1)并聯(lián)后鼓風(fēng)機的工況點參數(shù)中,流量為在此種工況下兩臺鼓風(fēng)機流量之和:Qc=Qa+Qb,Pc=Pa=Pb 和Qc‘=Qa‘+Qb‘,Pc‘=Pa‘=Pb‘。
2)鼓風(fēng)機并聯(lián)工作時,每臺鼓風(fēng)機的工況點與單獨工作時的工況點是不同的。由于流量增加,管網(wǎng)阻力也同時增加,每臺鼓風(fēng)機在相同壓力下的流量要比并聯(lián)前小,所以并聯(lián)工作的總流量比每臺鼓風(fēng)機單獨工作時的流量之和要小。
3)鼓風(fēng)機并聯(lián)工作時,如果管網(wǎng)阻力增加,管網(wǎng)性能曲線上移,鼓風(fēng)機曲線4達(dá)到喘振點,這說明,為了使并聯(lián)工作時鼓風(fēng)機有較寬的穩(wěn)定工況范圍,鼓風(fēng)機Ⅱ的穩(wěn)定工況范圍要盡可能大些。
4)當(dāng)需要較大流量,一臺鼓風(fēng)機不能滿足工藝要求時,或者流程中用氣量經(jīng)常變動,可以把一臺作為主要鼓風(fēng)機,另外一臺作為輔助鼓風(fēng)機(在需氣量大時工作,在需氣量小的時候停機),這種情況適合鼓風(fēng)機并聯(lián)工作。其控制原則是,只允許最少數(shù)量的鼓風(fēng)機運轉(zhuǎn)來滿足風(fēng)量的需求。在運行的幾臺鼓風(fēng)機中平均分配負(fù)荷,以達(dá)到每臺鼓風(fēng)機長時間高負(fù)荷運轉(zhuǎn),保持最高的效率的目的。
通過對鼓風(fēng)機各種控制方式的現(xiàn)場測試,取得的實驗數(shù)據(jù)與上述理論分析基本吻合。在投資情況許可的條件下,帶有葉片擴壓器和導(dǎo)葉片的鼓風(fēng)機是較好的選擇,有良好的節(jié)約電耗和提高效率的效果。缺點是投資大,需引進外國設(shè)備。投資較少時,可以考慮采用進口節(jié)流或調(diào)節(jié)進口導(dǎo)葉片的方法,目前國內(nèi)已能夠生產(chǎn)這種鼓風(fēng)機。如果工藝要求不同的池段溶氧值的控制目標(biāo)不同,再輔以調(diào)節(jié)出口閥門以滿足氣量的分配。