车间通风设施方案_螺旋风管如何安装罗茨鼓风机选型计算污水处理

在风管工程安装中，螺旋风管的安装很重要，那又该如何正确科学的安装螺旋风管呢？

根据施工现场的不同情况，可以先把风管一节一节地放在支架上逐节连接，也可以先在地面上连接成一定的长度，然后采用整体吊装方法安装即可，这就是螺旋风管的接长吊装法。值得注意的是边长或者直径大于1250mm的风管吊装时不能超过2节，边长或者直径如果小于1250mm的风管组合吊装时，不能超过3节。当风管连接好放在支吊架上后，然后连接好所有托盘和吊杆，确定好风管已经稳定牢固后，解开绳扣即可。

在稳定牢固好螺旋风管后，就要做安装前的准备工作，首先要对要安装的材料进行送检，只有取得合格检验报告后才能安装，安装前还要做的事是对其外观进行质量检查，检查螺旋风管的尺寸是否正确，还要清除其内、外表面粉尘及管内杂物等。然后按照设计图纸参照土建基准线确定螺旋风管的标高、位置、走向，并放出安装定位线。一切都准备就绪后方能安装。

安装螺旋风管时，待标高确定后，支吊架的形式后，应根据螺旋风管的安装部位、风管截面大小以及工程具体情况来进行选择，如果边长大于2500mm的超宽、超重的特殊风管的支吊架应根据设计要求来安装。安装支吊架时首先要利用支架沿着墙壁或者柱子来敷设风管道，然后将支架焊接在预埋铁件上，或者采用膨胀螺栓固定，也可以直接在柱子上用圆钢或角钢制成抱箍。安装时要先测量风管的标高，然后才能安装支架，再复合支架的水平和高度。

当螺旋风管工程的主风管安装好之后，还要在没有连接的风口和支管之前，检验螺旋风管工程的主风管的严密性。

主风管安装好之后，就要安装风管分节了。不方便悬挂的滑轮会因为场地的限制，不能吊装，遇到这种情况，可以先将风管分节利用绳索拉到脚手架上，而后再抬到支架上对正法兰再进行逐步安装。

一、基本选型数据：
1、介质：一种燃料，组成见下表
组分 氢 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 丁烷
分子量 2.016 16.04 30.07 44.09 58.12 58.12
V% 85 9 3 2 0.5 0.5
2、进气温度：20℃
3、进气压力：一标准大气压（101.325Kpa）
4、排气表压：39.2 Kpa
5、要求流量：4.75m3/min
6、排气温度Td ≤120℃
7、拟选用长沙鼓风机厂RD-100 型罗茨鼓风机
8、RD-100 型罗茨鼓风机性能示例（节选部分）
各排气压力下的流量 Q(m3/min)及轴功率
Nsha(kw)
39.2Kpa
型号 转速 nd
r/min
理论流量
Qtha
(m3/min) Qsa Qsha
RD-100 1450 11.59 8.27 9.1
二、计算部分
1、混合气体平均分子量：
M = åMi · ui
=5.524
混合气体定压摩尔比热为：
Cp = åCpi · ui
=30563.6 (J/koml•k)
混合气体绝热指数为：
Rm Cp K 1 /
1
- = 其中 Rm=8314.3(气体常数)
=1/(1-8314.3/30563.6)=1.374
2、因为介质为易燃、易爆气体，拟选用RD-100K 单机械密封鼓风机，
其性能见：RD-100 型罗茨鼓风机性能示例（节选部分）。
3、输送空气时，泄露量为：
Qba=Qtha-Qsa=11.59-8.72=2.87(m3/min)
4、输送分子量M=5.524 的燃料气时，泄露量为：
Qb=Qba m
29 =2.87× 5.524
29 =6.58(m3/min)
其中：29 为空气平均分子量
M 为燃料气平均分子量
5、实际流量为：
QS=Qtha-Qb=11.59-6.58=5.01(m3/min)
可以满足 Qs=4.75m3/min 的选型要求。
6、实际工况下的压力比：
1.387 101.325
101.325 39.2
101.325
e = 101.325+Pd = + =
7、容积效率为：
43.2% 11.59
= = 5.01 = Qth
hn Qs
8、排气温度为：
= [1+ 1 · -1 (e -1)]- 273 h k
k
n Td Ts
=90℃
其中 K 为混合气体绝热指数。
符合Td ≤120℃的选型要求。
9、选型结果：RD-100K 单机械密封鼓风机，n=1450r/min.
实际性能：QS= 5.01m3/min，Nsh=9.1KW



　一、鼓风机是污水处理工程中常用的充氧设备,在污水厂风机选型时,风机厂家产品样本上给出的均是标准进气状态下的性能参数,我国规定的风机标准进气状态: 压力p0 =101. 3 kPa ,温度T0 = 20 ℃,相对湿度φ= 50 % ,空气密度ρ= 1. 2 kg/ m3 。然而风机在实际使用中并非标准状态,当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时,风机的性能也将发生变化,设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数,而需要根据实际使用状态将风机的性能要求,换算成标准进气状态下的风机参数来选型。 　　二、风机选型中应关注鼓风机出口压力影响因素的分析容积式鼓风机排气压力的高低并不取决于风机本身,车间通风设施方案,而是气体由鼓风机排出后装置的情况,即所谓“背压”决定的 ,曝气鼓风机具有强制输气的特点。鼓风机铭牌上标出的排气压力是风机的额定排气压力。实际上,鼓风机可以在低于额定排气压力的任意压力下工作,而且只要强度和排气温度允许,也可以超过额定排气压力工作。对于污水处理厂而言,排气工程所产生的绝对压力(背压) 为管路工程的压力损失值、曝气池水深和环境大气压力之和,如图1 所示。若由于某种原因,如曝气头或管路堵塞,使管路工程的压力损失增加,“背压”也会升高,于是鼓风机的压力也就相应升高;又若曝气头破裂或管路泄漏等原因,管路工程的压力损失则会减少“, 背压”便不断降低,鼓风机的压力也随之降低。综上所述,确定曝气鼓风机压力时,只需要鼓风机在标准状态下所能达到的绝对压力等于使用状态下的大气压力、曝气池水深和管路损失之和。 　　三、风机选型时应关注鼓风机空气流量因素在计算污水处理的需氧量时,其结果为标准状态下所需氧的质量流量qm (kg/ min) ,再将其换算成标准状态下所需空气的容积流量qv1(m3/ min) ,如果鼓风机的使用状态不是标准状态,例如在高原地区使用,则空气密度、含湿量会发生变化,鼓风机所供应的空气容积流量与标准状态是相同的,而所供空气的质量流量将减少,有可能导致供氧量不足。因此,必须计算出能供应相同质量流量的容积流量,即换算流量。在高原地区使用时,环境大气压力也会发生变化,压力比相应升高,那么,鼓风机的泄漏流量则会增大,这将导致鼓风机所供应的空气容积流量减少,车间降温,也可能造成供氧量不足。因此,设计时必须考虑使用条件发生变化时各种因素的影响,以保证风机所供应的实际空气流量能够满足使用要求,并需计算出换算流量和泄漏流量。 　　四、风机选型应关注鼓风机供气流量的变化规律对于同一台鼓风机,在冬季和夏季,其容积流量是不会发生变化的,但因空气密度的不同质量流量会发生变化,也就是说供氧量会有所不同。鼓风机在标准状态与使用状态下的容积流量是不变的,但因为空气密度(ρ) 、含湿量等发生了变化,导致鼓风机输送至曝气池的供氧量( FOR) 在冬季温度降低时增加、夏季温度升高时降低。例如,某一污水处理厂,选用上述计算例题中的罗茨鼓风机,根据环境温度变化, 计算出鼓风机的实际供氧量,其一年的变化规律在实际运行过程中,由于进水量、水质、水温、ML S S 等参数的变化,工程需氧量( SOR) 也会发生变化在夏季,水温较高,曝气池需氧量( SOR) 增大,但鼓风机的供氧量( FOR)在减少,这是设计时考虑需氧量的最不利工况点,此时,供氧量、需氧量基本相当;在冬季,水温降低,曝气池需氧量( SOR) 减少,但鼓风机的供氧量( FOR) 增大,此时,供氧量较需氧量大出许多。这是由于冬季气温降低,空气密度增加,那么风机所供给的干空气的质量流量较标准状态大幅度增加,从而引起供氧量增加,从运行的实际测量情况来看,每年冬季曝气池的溶解氧较夏季会高出1～3mg/ L 。因此,在生产运行过程中,需要针对这种变化对设备进行及时的调整,使鼓风机的充氧能力与实际运行中的需氧量相适应。对于罗茨鼓风机来说,使用变频器,通过改变风机转速来调整供风量是很经济实用的。不同季节曝气池需氧量( SOR) 、鼓风机供氧量( FOR) 变化规律五、结论综上所述,同一台鼓风机在不同的使用条件下,其性能的变化非常大,所以必须通过严谨的计算进行选型, 否则有可能导致生化工程的供氧不足; 另外,在冬季和夏季由于空气密度发生了变化,鼓风机所供应氧气的质量流量变化很大,冬季供氧量大大超过了需氧量,所以,应采取变频调速等措施使生化工程的溶解氧浓度保持稳定。

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　　随着近十几年变频技术的不断完善、发展。高压风机 高压鼓风机 台湾风机 变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。

　　二、变频节能原理：

　　1. 风高压风机 高压鼓风机 台湾风机 机运行曲线

　　

由图可以说明其节电原理：

　　图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H-Q）特性，曲线（2） 为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4） 为变频运行特性（风门全开）

　　假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），工程由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q-H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。

　　2.风机在不同频率下的节能率

　　从流体力学原理得知，风机风量与电机转速功率相关：风机的风量与风机（电机）的转速成正比，风机的风压与风机（电机）的转速的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压的乘积，故风机的轴功率与风机（电机）的转速的三次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比）：请看风机定律

　　
频率f(Hz) 转速N% 流量O% 扬程H% 轴功率P% 节电率
50 100% 100% 100% 100% 0.00%
45 90% 90% 81% 72.9% 27.10%
40 80% 80% 64% 51.2% 48.80%
35 70% 70% 49% 34.3% 65.70%
30 60% 60% 36% 21.6% 78.40%
25 50% 50% 25% 12.5% 87.5%

　　根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。

　　例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，

　　则P45/P50=453/503=0.729，

　　即P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz，

　　则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50
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　　三、锅炉风机的变频节能改造：

　　锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机的变频节能改造。

　　锅炉风机在设计时是按最大工况来考虑的，在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节，传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节，这种调节方式增大了供风工程的节流损失，在启动时还会有启动冲击电流，且对工程本身的调节也是阶段性的，调节速度缓慢，减少损失的能力很有限，也使整个工程工作在波动状态；而通过在锅炉风机上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题，可使工程工作状态平缓稳定，并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下：

　　目前锅炉风机的装机概况：2×75KW，1×55KW。

　　所有风机均采用一对一（即 一台变频器配一台电机）的配置 方式，保留原工频工程且与变频工程互为备用，一般情况下的调 节方式均为开环调节。

　　四、投资与节能：

　　变频节能工程（装置）在各类调速工程中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%，在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值，这些节能效果平均值是由实际应用中得到，权威性数据可由市场上公开出售的资料（书）查到；通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知：变频节能工程（装置）的投资回收期一般为6-15个月（这是经验值也是权威数据）。

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安装前准备

　　1.风机开箱前应检包装是否完整无损，风机的铭牌参数是否符合要求，各随带附件是否完整齐全。

　　2.仔细检查风机在运输过程中有无变形或损坏，坚固件是否松动或脱落,降温水帘，叶轮是否有擦碰现象，并对风机各部分零件进行检查。如发现异常现象，应待修复后再使用。

　　3.用500V兆欧表测量风机外壳与电机绕组间的绝缘电阻，其值应大于0.5兆欧，否则应对电机绕驵进行烘干处理,烘干时温度不许超过120℃。

　　4.准备好风机安装所需的各种材料、工具及场地。

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