羅茨鼓風機及安全運行保障

發布時間: 2009-09-28 00:00:00   作者:本站編輯   來源: 本站原創   瀏覽次數:

1 概述

  1854年美國菲蘭德•羅茨兄弟在設計水輪車時構思出雙轉子風機,并在自己的毛紡廠里生產出來,于1867年在巴黎博覽會展出,此后人們即稱這種氣體輸送機械為羅茨鼓風機。歷經150余年,羅茨鼓風機獲得了長足發展,并在水處理行業得到廣泛應用。

2 羅茨鼓風機工作原理

  羅茨鼓風機屬于容積回轉鼓風機。以三葉羅茨鼓風機為例,其工作原理是利用兩個三葉型葉輪在氣缸內作相對運動來壓縮和輸送氣體。葉輪軸端的同步齒輪使兩葉輪保持嚙合。葉輪上每一凹入的曲面部分與氣缸內壁組成工作容積,在葉輪回轉過程中從吸氣口帶走氣體,當移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時,因有較高壓力的氣體回流,這時工作容積中的壓力突然升高,氣體被輸送到排氣通道。兩葉輪依次交替工作,三葉型葉輪每轉動一次由兩個葉輪進行三次吸、排氣。兩葉輪互不接觸,靠嚴密控制的間隙實現密封,排出的氣體不受潤滑油污染。

  

3 鼓風機的安全運行保障

3.1 喘振及預防

  (一)喘振的原因

  在風機運轉過程中,當流量不斷減少到最小值時,進入葉柵的氣流發生分離,在分離區沿著葉輪旋轉方向并以比葉輪旋轉角速度小的速度移動,這就是旋轉脫離。當旋轉脫離擴散到整個通道,會使風機出口壓力突然大幅度下降,而管網中壓力并不馬上減低,于是管網中的氣體壓力就大于風機出口處的壓力,造成管網中的氣體倒流向風機,直到管網中的壓力下降至低于鼓風機出口壓力才停止。接著,鼓風機又開始向管網供氣,將倒流的氣體壓出去,這又使風機內流量減少,壓力再次突然下降,管網中的氣體重新倒流至風機內,如此周而復始,在整個系統中產生周期性的低頻高振幅的壓力脈動及氣流振蕩現象,并發出很大的聲響,機器產生劇烈振動,以至無法工作,發生喘振。

  (二)喘振的判斷

  1)聽風機出氣管道的氣流噪音。接近喘振工況時,出氣管道中氣流發出的噪音時高時低,產生周期性變化。當進入喘振工況時,噪音立即劇增,甚至有爆音出現。

  2)觀測風機出口壓力和進口流量變化。正常工作時其出口壓力和進口流量變化不大,當進入喘振區時,二者的變化都很大。

  3)觀測機體的振動情況。進入喘振區時,機體和軸承都會發生強烈的振動。

  (三)喘振的預防

  采用出風管放氣。在出風管上設一旁通管,一旦風量降低至最小值,旁通管上的閥門自動打開放氣,此時進口的流量增加,工作點可由喘振區移至穩定工作區,從而消除了進氣流量小、沖角過大引起失速和發生喘振的可能性。

  采用進口導葉片調節風量。隨著工況變化,導葉片旋轉改變通道面積適應新工況的要求,從而避免氣流失速,可有效防止風機喘振。

3.2 噪聲控制

  鼓風機的噪聲對污水處理廠的環境影響非常嚴重,噪聲的輻射主要通過風機本體,進、出風管和連接風道。國外有的鼓風機房為減小噪聲將鼓風機設在地下,而地上式鼓風機房室內設有吸音板,門、窗全部密封,其造價很可觀。結合我國實際情況,針對風機組產生的各種噪聲源,通常采取的噪聲控制措施有:消聲、隔聲、隔振和包覆。

  (一)消聲

  裝設消聲器是控制風機噪聲的主要途徑,消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置,可以大大減弱進、出風口輻射出來的噪聲。

  (二)隔聲和吸聲

  風機進、出風管加設消聲器后,其風機殼體的輻射噪聲仍對周圍環境有較大干擾。在條件允許的情況下,可采取隔音措施,設置隔聲室,在室內壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料,以消除機組產生的噪聲。

  (三)隔振

  振動是噪聲的主要起源,風機組的振動會產生低頻噪聲,故減輕機器振動是控制噪聲的治本辦法。為此,風機的外殼材料宜選用鑄鐵,以增加設備自重與外殼厚度,減小自振。在風機進、出口處設置柔性波紋管減振接頭,降低風機振動傳遞到風道上產生的輻射噪聲。對于小型鼓風機可在機組的基礎下加設減振器。

  (四)包覆

  目前大多數室外出風管道設在地面上,實際運行中噪聲很大,可將出風管全部設在地面以下,利用土層吸音或用隔音材料包覆管道。

3.3 風機冷卻

  為改善鼓風機房運行管理環境,在選擇鼓風機時需考慮鼓風機的冷卻形式。目前常采用的冷卻方式有水冷和風冷。運行經驗表明,水冷雖然增加了冷卻水系統,但運行環境良好;而風冷的鼓風機,熱量直接排至室內,影響環境。因此,鼓風機選型時宜選擇水冷方式。

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