離心鼓風機的工作原理與離心通風機相似,只是空氣壓縮過程通常是由幾個工作葉輪(或級)在離心力的作用下進行的。鼓風機有壹個高速旋轉的轉子,轉子上的葉片帶動空氣高速運動。離心力使空氣在漸開線形機殼內沿漸開線流向風機出口,高速氣流有壹定風壓。新鮮空氣從外殼中心進入進行補充。
單級高速離心風機的工作原理是:原動機通過軸帶動葉輪高速旋轉,氣流從進口軸向進入高速旋轉的葉輪,然後變成徑向流被加速,再進入擴壓器腔體,改變流向,減速。這種減速會將高速旋轉氣流中的動能轉化為壓力能(勢能),使風機出口保持穩定的壓力。
離心式鼓風機的壓力-流量特性曲線理論上是壹條直線,但由於鼓風機內部摩擦和阻力的損失,實際壓力-流量特性曲線隨著流量的增加而平緩下降,離心式鼓風機對應的功率-流量曲線隨著流量的增加而增加。當風機恒速運行時,風機的工作點會沿著壓力-流量特性曲線移動。風扇的工作點不僅取決於其自身的性能,還取決於系統的特性。當管網阻力增大時,管道性能曲線會變得更陡。風機調節的基本原理是通過改變風機本身的性能曲線或外部管網的特性曲線來得到所需的工況。
變頻控制的原理和特點
隨著科學技術的不斷發展,交流電機調速技術得到了廣泛的應用。通過新壹代全控電子元件,用變頻器改變交流電機的轉速模式來控制風機流量,可以大大減少過去機械流量控制帶來的能量損失。變頻調節的節能原理;
可以看出,當轉速降低到原來額定轉速的壹半時,相應運行點的流量、壓力、軸功率分別降低到原來的1/2、1/4、1/8,這就是變頻調節方式可以大大省電的原因。根據變頻調節的特點,在汙水處理過程中,曝氣池始終保持5m的正常液位,這就要求鼓風機在出口壓力不變的情況下大範圍調節流量。當調節深度較大時,風壓會下降太多,不能滿足工藝要求。當調節深度較小時,不會體現出節能的優勢,反而會使設備復雜化,增加壹次性投資。因此,在本工程曝氣池需要維持5m液位的工況下,采用變頻調節方式顯然是不合適的。
進口導葉調節的原理和特點
入口導葉調節裝置是在鼓風機吸入口附近安裝壹組角度可調的導葉,用來使氣流在進入葉輪前旋轉,產生扭轉速度。導葉可以繞自身軸線旋轉,葉片每旋轉壹個角度就意味著改變導葉的安裝角度,使進入風機葉輪的氣流方向也隨之改變。
進口導葉調節風量的原理
當安裝角θ= 0°時,導葉對進口氣流沒有影響,氣流會徑向流入葉輪葉片。當θ>時;0,進氣導葉會使進氣絕對速度沿周向速度方向偏轉θ角,同時對進氣速度有壹定的節流作用。這種預旋和節流作用會導致風機性能曲線下降,從而改變工作點,實現風機流量調節。進口導葉調節的節能原理。
當進口導葉安裝角從θ1 = 0°增加到θ2或θ3時,工作點從m 1°移到M2或m3;流量從Q1降低到Q2或Q3;軸功率從P′1降低到P′2或P′3。由剖面線指示的區域是與節氣門調節相比由進口導向葉片節省的功率。本項目曝氣池深度固定,鼓風機在保持出口壓力不變的情況下調節流量,即當H=常數,Q=變量時,管網的特性曲線類似於壹條水平直線,鼓風機通過進口導葉調節。不需要改變管網的特性曲線,但是可以通過改變導葉的開閉角度來改變鼓風機的壓力-流量特性曲線,通過將工作點移動到新的改變後的風機特性曲線來進行流量的改變。
離心風機采用調節進口導葉的方式,在部分負荷下運行時可獲得較高的效率和較寬的性能範圍。在保持出口壓力不變的情況下,工作流量可在50% ~ 100%額定流量範圍內變化。調節深度越大,越省電。當流量降低到額定流量的60%時,進口導葉方式比進口節流方式節省高達17%。此外,其結構相對簡單,運行可靠,維護管理方便,初期投資低。因此,采用進口導葉顯然是本工程中調節風機流量的最佳方式。