工业实用效率

废水处理工业的鼓风机进展

旋转螺杆鼓风机包装与变速驱动

数字不会说谎

这是一个大家以前都听过的流行说法,用于各种情况——政治统计数据、支持运动员表现的数据和预算数据。

30%是个大数字。适用于上述场景,它可能导致压倒性的胜利或击球手进入棒球名人堂。但是想象一下,如果一个废水处理设施的经理从他们的运营成本中削减30%,他或她可能也会认为这是他们自己的压倒性胜利。

能源成本是设施管理的核心因素,在中国的许多地区,能源成本近年来增加了一倍多。适当地,节约能源和相关的成本,以及减轻对环境的影响,已经成为当今设施管理人员的主要因素。

空气鼓风机

鼓风机是这一过程的关键,但可以消耗大量的总电力成本所需的废水处理。想想这些快速的事实有关污水处理设施的能源使用:

  • 在美国,大约百分之三的能源使用是用于为饮用水和废水处理设施的处理操作提供动力
  • 废水处理设施的能源费用总计每年将近30亿美元(约560亿千瓦时),估计每年向大气中增加4500万吨温室气体
  • 在一个典型的生物废水处理厂中,单是曝气鼓风机系统就可以占到该设施整个能源使用的70%。

当成本如此之大时,很容易看到,即使是一点点的节省也能起到很大的作用。在这一领域,即使每年节省10%的能源,也可以每年节省约4亿美元。把这些数字乘以3,其影响是巨大的。

旋转螺杆风机

在好氧废水处理中,细菌以有机废物为食,并将其分解成二氧化碳、氮和水。因为细菌在此过程中需要氧气,大量的空气被吹入曝气池。为了帮助降低能耗,阿特拉斯·科普柯公司引进了一整套ZS螺旋鼓风机,取代了传统的旋转叶式容积鼓风机。在第三方独立测试中,这种新型且经过验证的吹风机节能范围比传统的鼓风机技术平均节能30%。储蓄30%不再是神话或梦想的产物。

这种有150年历史的技术应用于旋转叶式容积鼓风机,它使用两个或三个叶式转子在壳体内旋转,将空气吸入鼓风机,并将其推入出风口。整个过程中的空气压力保持恒定,直到转子叶瓣打开出口。一些空气从排出管道流回鼓风机,增加压力和减少困袋的体积。转子叶继续转动,直到这部分空气被挤出机壳。这一过程导致高压脉动和经典的“砰砰”声或“哀鸣”。

新螺杆式鼓风机所采用的技术本质上是空气压缩机原理的缩小版。成对的公转子和母转子夹住空气,然后在它们之间挤压空气。空气在每次旋转过程中逐渐被压缩。

在压缩循环的开始,空气填充凹槽和叶状转子之间的空间。当转子转动时,进气口关闭,吸收一定量的空气。转子继续转动,减少雄转子和雌转子之间的体积。这些转子继续相互啮合,直到空气从出口流出。

并列比较TÜV

由于压缩过程是在内部进行的,所以将压缩空气转移到最终用途所需的能量更少。

为比较旋叶鼓风机与无油螺杆鼓风机的性能,在相同的环境下,在相同的操作条件下,进行了两种技术的室内试验比较。每台机器消耗的能量是在电源上测量的,同时也是每台机器各自出口的流量水平。

在最近的一个案例研究中,我们对相同条件下的螺杆鼓风机和旋叶技术进行了并排比较,即2000 CFM, 8,760小时,或一年,价格为美元。052/kWh -螺杆式鼓风机技术实现了每年节省近1.5万美元,或10年节省15万美元,与传统的旋转叶容积鼓风机相比。

在这个特殊的测试中,一个三叶旋转鼓风机与一个110千瓦的电机连接到一个单独安装的变频器。相比之下,一个无油螺杆鼓风机配备了一个集成频率驱动的75千瓦电机。在每台机器的最大容积流量下所进行的测量结果显示,旋转叶置换鼓风机平均需要多32%的能量来移动相同数量的空气。

由独立第三方组织Technische Überwachungs-Verein(德国技术监测协会,或TÜV)进行的其他测试,目睹了测试,然后比较了新型无油螺杆鼓风机与三叶鼓风机的性能(TÜV认证经常比较ISO标准和美国的保险商实验室认证;德国制造的汽车在获得TÜV认证之前也不能获准在该国运营)。测试结果显示,在0.5 bar(e)/7 psig时,螺杆鼓风机的能效平均比三叶鼓风机提高了23.8%,在0.9 bar(e)/13 psig时,能效平均提高了39.7%。

声音,范围和温度注意事项

作为螺杆式鼓风机技术的一个附带好处,这些高效节能的鼓风机也非常安静,运行在75 dBa,而旋转叶式鼓风机为85至90 dBa。这一差别相当于置身于繁忙的餐厅(约80 dBa)和站在运行着的割草机旁边(约90 dBa)的差别。,表明这些噪音水平有多更好的员工,职业安全与健康管理局(OSHA)规定,雇主必须为员工持续听力保护计划管理经验职业噪音水平,达到或超过8小时的暴露水平到85年dBa。没有额外的或特别的预防措施来保护员工的暴露低于这个水平。

同样重要的是,螺旋鼓风机排出的空气温度平均比叶片鼓风机低40华氏度,这给了废水处理厂更多的管道系统选择。

这种螺杆式鼓风机技术真正优于传统技术的地方是它非常广泛的操作范围。旋转螺杆技术可以操作从100%容量到25%容量,很少改变比功率。这意味着随着电厂生物需求的变化,鼓风机可以使其容量适应需求,从而大大提高整体运行效率。

结论

废水处理设施提供的关键功能没有假期或周末。因为生产设施和城镇居民依赖清洁的水,所以这些生产活动必须持续下去。新技术已被证明可以在不影响质量的情况下削减多达三分之一的成本,对于那些认为底线同样重要的管理者来说,接受新技术也是必不可少的。

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