我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動著城市的快速發(fā)展，也給城市帶來了一些污染。因此越來越多的污水處理部門開始建立起來，在污水處理工藝中，鼓風(fēng)機是整個污水處理最主要的運行設(shè)備之一，因其具有極大的節(jié)能效果，通過對其進(jìn)行節(jié)能改造，將會極大地減少污水處理裝置的能源消耗。

一、羅茨鼓風(fēng)機的原理與特點

羅茨鼓風(fēng)機在工作時的優(yōu)點是具有很大的氣壓選擇范圍，能夠強行將氣體進(jìn)行抽送，而且能夠保持氣體的品質(zhì)，不會對其產(chǎn)生污染，結(jié)構(gòu)簡單，維修和保養(yǎng)都很方便。同時它也具有一系列的問題，因為工作時伴隨著氣體的壓縮和排放，因此其具有很大的工作噪音，同時由于其氣體密封性不夠良好，能源利用率低，所以其耗電量非常龐大。

羅茨鼓風(fēng)機用于原水池和生化池的配風(fēng)需要，由于生產(chǎn)需要，鼓風(fēng)機需要24小時運轉(zhuǎn)，因此采用了兩臺鼓風(fēng)機輪流工作的方法進(jìn)行輪流使用較好。在實際運行過程中，羅茨風(fēng)機中部分風(fēng)量經(jīng)旁路放空，而且鼓風(fēng)機內(nèi)部的密封性能不夠良好，經(jīng)常會發(fā)生風(fēng)量流走的現(xiàn)象，因此在能源上造成了極大的浪費，該現(xiàn)象帶來的直接后果是風(fēng)量不穩(wěn)定的突變，并伴隨著大量的噪聲，根據(jù)實際的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量只能達(dá)到額定的80%-90%,而消耗的電能比額定量多出20%-30%，因此對羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)行節(jié)能改造勢在必行。

圖1 污水處理廠（圖片來源網(wǎng)絡(luò)）

二、羅茨鼓風(fēng)機的變頻改造與原理

根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機的工作原理，調(diào)節(jié)其輸運氣體的壓力時，轉(zhuǎn)速保持不變，其實際的鼓風(fēng)流量改變并不明顯，效果并不好，由于羅茨鼓風(fēng)機的流量與其轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，因此在調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的氣體流量時，最好的方法就是改變鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，由于轉(zhuǎn)速的改變會帶來能量消耗的變化，因此可以明顯節(jié)省消耗的電能。然而在實際的鼓風(fēng)機工作中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動負(fù)載恒定，因此在眾多的轉(zhuǎn)速改變方法中，變頻方法最為有效，具體優(yōu)點為機械特性最好，功率因素最優(yōu)，節(jié)電效果最顯著，調(diào)節(jié)平滑，啟動電流小，因此最適宜采用。

對于實際的羅茨鼓風(fēng)機工作時來講，其氣體流量的值并不能夠達(dá)到理論預(yù)期，但是與理論流量成正比關(guān)系，因此可以認(rèn)為，羅茨鼓風(fēng)機工作時其流量與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度是成正比的。

由于羅茨鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速與功率成正比，因此其運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩均保持不變。

在使用變頻來對羅茨鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時，具體的做法是將工業(yè)的交流電源經(jīng)過一系列的整流電路變成直流電源，然后再通過一系列的正弦波脈寬調(diào)制方法將直流電再變?yōu)轭l率可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時振幅也可以隨之產(chǎn)生變化的交流電源，因此通過該可變電源為羅茨鼓風(fēng)機供電，將會靈活調(diào)節(jié)使用電源的頻率，繼而靈活改變鼓風(fēng)機的工作轉(zhuǎn)速。

圖2 污水處理羅茨鼓風(fēng)機

三、羅茨鼓風(fēng)機的實際變頻調(diào)速表現(xiàn)

為了便于對比，我們首先對其中一臺羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)行了變頻調(diào)速的測試，在對其進(jìn)行了一段時間的工作測試后，具有明顯的改變，一方面是在電能的消耗上，日耗電量大約從過去的444 千瓦時下降到現(xiàn)在的400千瓦時，實際節(jié)約了10%左右，這樣下來每年可以為分廠節(jié)約上萬元的經(jīng)費開支，效果十分明顯，另一方面是引人了變頻器以后，系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性也得到了提高，通 過電機運轉(zhuǎn)的反饋觀察可以隨時了解系統(tǒng)的運行狀況，鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速也更加穩(wěn)定，同時帶來的結(jié)果就是設(shè)備運行更加平穩(wěn)，使用壽命也隨之延長，同時保養(yǎng)與維修的費用也隨之降低,對整個系統(tǒng)都帶來了眾多益處。

在污水處理裝置的羅茨鼓風(fēng)機中引入變頻器，對鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，能夠為污水處理廠帶來節(jié)能方面的改善，提高鼓風(fēng)機的使用壽命，提高了自動化程度，節(jié)省了大量維修和保養(yǎng)的開支。另外，使用變頻器的節(jié)能改造消耗的財力物力都較小，而且能夠在短期內(nèi)迅速收到成效，因此該方法值得在同類的工廠設(shè)備節(jié)能改造工作中使用。

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