刘云涛 http://www.jk100f.com/baidianfengzixun/jiankangbaiwen/m/44509.html

风机是把机械能转换为气体的压力能和动能的设备的简称，按照工作原理和气体的压力分类如下：

鼓风机的分类

在城市污水处理厂，鼓风曝气所占的能耗占到总能耗的一半左右，选择合适的曝气风机在节约运行成本中占着至关重要的作用。

曝气用鼓风机分类

好氧池曝气常用的风机有四类：罗茨鼓风机、多级离心风机、单级高速离心风机和磁(空气)悬浮风机。

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空气悬浮离心鼓风机

空气悬浮离心鼓风机是一种全新概念的离心鼓风机，借鉴航空、航天器的涡轮发动机，应用先进的空气悬浮技术，采用了“高速直联电机”和“空气悬浮轴承”这两个高端核心技术，改善了传统单级高速涡轮鼓风机的转速齿轮、联轴器、冷却系统和油润滑系统等，大大提高了产品的技术性能及运行可靠性。

空气悬浮鼓风机-技术优势1、高度集成，安装便捷：鼓风机本身已集成了就地控制和变频系统于一体，不需要单独设立变频柜及操作柜；所有部件（高速电机、变频器、空气悬浮式轴承）集成安装在普通底座上，无需特殊固定基础或地脚螺栓，设备体积小、重量轻、安装方便。2、操作简单，智能控制：通过风机自身的触摸屏控制面板就可以实现各种功能的设定和对流体温度、电机转数、出风压力、风量、消耗功率等进行参数的查询；且风机本身自带五种操作模式、五重控制保护系统，为操作工人带来方便及减少操作事故的发生；采用了PLC+RS端口，支持多种通讯协议，可实现就地及远程控制。、高效节能：采用空气悬浮轴承，无接触损失和机械损失，采用高效变频器实现了高转速无级变速调节进而调节风量，比节流阀更节能，使得风机运行效率较高，相比罗茨风机节能0%以上。4、环境洁净，免维护：鼓风机电机与叶轮直联，无齿轮增速装置及联轴器，且采用空气悬浮轴承，故无需润滑油系统避免二次污染，仅定期更换过滤棉、过滤器，无需繁杂维护保养，维护费用低。5、低噪音，无振动因采用空气悬浮轴承，在机器正常启动后没有物理接触，故整机运行时低噪音和无振动，噪声等级＜80dB。6、长寿命，半永久高速变频同步电机动力传递效率达到95%以上，采用永磁铁，长久使用维持高效运行；空气轴承寿命约20年（半永久）；叶轮选用高强度航空铝材，具有优秀的耐磨、抗变形能力，使用寿命达0年以上。

空气悬浮单级离心鼓风机采用SVS钛合金材料，叶轮抗变形能力强，选择最佳效率角度设计，效率高达88%；采用BLDCM永磁无刷超高速电机，是随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展而出现的一种最新型电机，更加高效节能；采用变频调节方式，使悬浮离心鼓风机的可调范围更宽；采用空气自冷却技术，可确保鼓风机在炎热的夏季仍保持可靠的工作性能；由于采用高速直联电机、空气悬浮轴承及三维模拟涡轮叶轮，大大减少了因为机械传动和机械摩擦而产生的能源消耗；空气悬浮轴承较磁悬浮轴承寿命更长，更换价格也相对低廉；启停不依赖于电源，运行较磁悬浮离心鼓风机更加稳定可靠；与罗茨风机相比可节能25%～5%，与传统多级离心鼓风机相比可节能15%～20%，与传统单级高速离心鼓风机相比可节能10%～15%。风量范围为5～m/min，最大出口风压达1bar。韩国的高新技术产品空气悬浮鼓风机进入中国，给中国的污水处理用户带来了全新的选择，其适宜的购置成本、可降低车间建筑成本的小体积小重量、明显的相比于传统齿轮增速型鼓风机更节能、低噪声、易维护等特点获得了众多用户的青睐及采用，经过众多国内应用案例和应用时间证明，也消除了用户原来因为作为新型产品、存在着可靠性担忧的问题。

02多级离心鼓风机

离心鼓风机又称透平鼓风机，气体在旋转的叶轮作用下，获得压力和流速的增大，可以实现连续送风。其工作原理为当电机转动从而带动风机叶轮旋转，气体在离心力的作用下甩出并改变流向，动能转换为静压能，从排气口排出气体，同时在叶轮间形成一定负压，使外界气体在大气压的作用下补入，达到连续鼓风的目的。离心鼓风机根据叶轮数量分为多级离心鼓风机和单级离心鼓风机。多级低速离心鼓风机正常是指转子在2只或2只以上的叶轮串联在同一根主轴上，至多可有八级风叶，转子转速为～r/min的离心式鼓风机[4]。离心鼓风机一般选用进口节流调节流量与压力，使风机在较低的功率下运行，不需要放风调节，且能保持同额定工况基本相同的高效率，适用于压力流量都不稳定的工况。

多级离心鼓风机的送气量一般较大，但所产生的风压不高，出口表压一般不高出kPa,流量一般在10m/min左右。

离心鼓风机性能参数包括风机风压、风量、效率及功率，他们的关系如图2所示。

图后弯式离心鼓风机性能曲线

与罗茨鼓风机相比，低速多级离心鼓风机由于具有噪声较低、风机运行平稳可靠、效率较高等优点，20世纪80年代以来，在国外的污水处理厂中逐渐取代了罗茨鼓风机，但仍存在体积大、质量重、流量调节性能差、效率偏低、能耗大等弊端。

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单级高速离心鼓风机

单机高速离心鼓风机是从20世纪90年代开始，随着“三元流动理论”在离心式压缩机和鼓风机设计上的应用而发展起来。单级离心鼓风机采用齿轮增速箱增速，在齿轮增速箱内用机油润滑和冷却。

单级高速离心鼓风机采用了三元流动理论进行设计，使其更加符合流体流动规律，其叶轮效率较采用二元叶轮的多级低速离心鼓风机有很大的提高，而且是一级结构，流到短、损失较小，使其效率较多级低速离心鼓风机提高10%~15%，可高达82%。

在结构上采用了轴向进气导叶调节装置，在压力恒定时，流量调节为额定流量的65%~%，使其在低负荷条件下也可以达到较高的运行效率；采用自动化监控系统，自动化程度高；采用组装式整体结构，与同流量和压力的多级离心式鼓风机相比，节约耗能，重量一般减少70%，占地面积约小50%；同时三元流动叶轮比普通二元流动叶轮直径要小0%~40%，故其转子转动惯量较小，机组的启动和停车时间短，无需高位油箱和蓄能器。

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磁悬浮离心鼓风机

磁悬浮单级离心鼓风机属于单级高速离心鼓风机的一种，一般选用高速电机、变频器和磁悬浮轴承的一体化结构。电机省去齿轮、联轴器等中间机械增速装置，出力轴与叶轮直联，自动调节风量和风压等输出参数，中间无机械接触，不需要油润滑系统。设备体积小、重量轻、安装操作方便，运行时低噪声和无振动，控制噪声80dB以下。

磁悬浮离心风机是通过电磁或空气的作用，使转动轴形成悬浮状态，摩擦阻力小，效率高，也可以通过进口导叶调整风量。悬浮离心风机由于摩擦力小，风机效率会更高。磁悬浮风机叶轮也为单级高速类型，性能曲线与单级高速离心风机类似。　高速电机直接驱动三元流叶轮，省却了齿轮箱，彻底消除机械传动损失，实现高转速。

工作范围：调节幅度大，智能化直流调速系统改变轴的转速改变风量，可实时监控风机运行状态，根据工况需求调整转速，实现风量、风压的智能调节，可实现恒风量、恒压力、恒转速等多种模式调节。

磁悬浮单级离心鼓风机最早在国内使用的是河南南阳污水厂，已安全运行十二年，但在经过更长的运行周期后，是否会出现新的问题还未可知；磁悬浮鼓风机基本由国外企业生产，年12月江苏金通灵发布与SKF集团联合研制的国内首台磁悬浮高速鼓风机，所以设备一旦出现的故障，必须联系国外原制造厂进行维修，维修费用上用户很难有谈判的余地；对供电系统的稳定性要求较高，若频繁启停会造成一定的磨损。

当前最大机型的磁悬浮单级离心鼓风机额定风量约为m/min，升压为75kPa，一般风量可达m/min，风压为5～kPa，通过变频调速使鼓风机排气量可由50%～%范围内进行调节，所以一些需要更大风量的污水厂便无法选用磁悬浮单级离心鼓风机。

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罗茨风机

罗茨风机属于回转式鼓风机的一种，利用两份叶形转子或三个叶形转子在气缸内做相对运动来输送气体。

罗茨风机结构简单运行平稳、可靠、机械功率高，便于维护和保养；当压力在一定范围内变化时，转速不变，则流量为一常数；运行时适应性强，在流量要求稳定而阻力变化幅度较大时，可以自动调节。其最大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微，压力选择范围很宽，功率随着压力的增高而增加。具有强制输气的特点。输送时介质不含油。使用寿命长、整机振动小。但噪声大，存在润滑油向气缸渗漏的缺点。

图罗茨鼓风机的性能曲线

罗茨风机适用于m/min以内较小流量的处理设备，能耗与离心式相差不大，流量调控好，变水位效率高，且价格低，总体价格经济效益好，主要用于小型市政污水及工厂污水处理，特别是适合CAST工艺（循环式活性污泥法）污水处理厂。

多级离心风机适用于流量范围在～m/min的情况下，虽然成本较罗茨风机稍高，但其能耗低，长期综合效益最佳，主要用于中小型市政污水处理厂。

单级高速离心鼓风机无法采用变频调速，在满负荷时效率高，但当流量减少时，功耗并不是同比减小，因此部分负载的效率低，能耗大，主要适用于大中型污水处理厂。

磁悬浮离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机具有效率高，节能，低噪音，无振动等优点，一次性投入费用较高，但在长期运行过程中节约电耗及维护费用，是未来污水处理行业的主要发展方向。

在市政或工业污水处理项目，属于采用生化处理法、需要鼓风曝气的处理工艺。一般万吨/日以下的小型污水处理厂，采用的多是罗茨鼓风机，其优点是价格低廉、国内产品质量过关，缺点是效率低、噪声大、送风带油。其他中大型的污水处理厂，空气悬浮鼓风机(空气悬浮轴承单级涡轮离心鼓风机、空气悬浮轴承单级离心鼓风机、空气悬浮离心鼓风机、空气悬浮鼓风机、空浮鼓风机、空气悬浮涡轮鼓风机）韩国空浮鼓风机更是显示出其优越的节能特点。

对于诸如采用A2O工艺的污水处理厂，其鼓风机的耗电量，高约相当于整厂耗电量的55-60%，对于日常连续鼓风曝气的成本来说，采用何种鼓风机，效率、耗能应该是最为关键考虑，特别是现在市场上大量采用BOT的运营方式的污水处理厂运营方，长期的运营成本更是一个特别需考虑、能否获利的关键因素，其占整厂高耗能设备鼓风机的选用，在采购成本可接受的情况下，效率高、节能当然是作为一个因素，所以现在中大型的污水处理厂，使用空气悬浮风机后，可以节省0%-50%的费用

空气悬浮鼓风机和罗茨风机多方特点对比

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