曝氣池羅茨風機風量、功率計算方式及風機選型參數
一、曝氣羅茨風機選型方法：
曝氣羅茨風機主要由主機、電機、底座、進出口消聲器、單向閥等組成，曝氣風機的選型需要知道的參數：需要的羅茨風機的風量、羅茨風機壓力、羅茨風機電機功率。今天由小編錦工介紹一下曝氣風機選型過程中羅茨風機功率、風量、壓力是如何確定及計算方式。
1、曝氣羅茨風機選型過程中風量、壓力計算方式：根據污泥情況向生化池內加營養劑，一般按BOD5：N：P=100：5：1比例投加營養源。N源為尿素，P源為磷酸鈉或磷酸氫二鈉。曝氣池風機的這兩個參數可先根據BOD的去除量計算需氧量,再根據曝氣設備的氧轉移效率及其它一些附加條件計算風機工作狀況時的需氣量,根據空氣的需要量和池體的水深選擇風機,相關的計算公式在《三廢設計手冊—-廢水卷》上有。粗略的算法是通過曝氣池的水深來推測壓力，然后根據水池體積及曝氣頭個數計算風量，然后使用過程中根據曝氣池氧的需要，調節羅茨鼓風機的風量。
2、曝氣羅茨風機選型過程中功率計算方式：曝氣風機功率基本受到以上兩個因素的影響：風量和壓力，風量和壓力可以決定電機選用多大功率的,但是反過來,電機功率卻不能對風量和壓力的確定。如果只有一個電機功率,我們選擇的三葉羅茨鼓風機型號范圍更大一些,而如果有確定的風量和壓力, 那么可以精確的劃定三葉羅茨鼓風機型號范圍。
二、曝氣羅茨風機主要型號參數：
污水處理曝氣羅茨鼓風機風量0.6m3/min-180m3/min升壓9.8kPa-98kPa電機功率0.75kw-320kw共百余種機型，主流型號有：主流型號有：TSR50, TSR65,TSR80, TSR100, TSR125, TSR150, TSR200, TSR250, TSR300,TSR350等。
曝氣羅茨風機選型參數表：
曝氣羅茨風機經濟耐用，無需潤滑，使用壽命長，動力平衡性好。運轉一周有六次吸排氣過程，容積效率高。結構簡單，使用維護方便，不需要內部潤滑，輸送的介質不含油等特點。泵轉子的支承采用了可靠的消隙結構，轉動部件作細致的動平衡，并采用高精度的斜齒輪，因此，運行平穩，噪聲低，使用更加可靠，可在高壓差下長期運行。廣泛應用于污水、電力、化工、礦山、環保、輕工、建材、面粉、水產養殖等領域。
購買環保羅茨風機時一定要選對壓力、風量、轉速如果選錯的話就會影響到日常使用效果，嚴重的話臺環保羅茨風機作廢。所以客戶在購買環保羅茨風機最好找大品牌的羅茨風機廠家、在市場上有良好口碑，這樣可以保障到自己利益。環保羅茨風機應用于：化工、化肥、水泥、電力、鋼鐵、鑄造、水產養殖、污水處理、氣力輸送、制粉、造紙等行業。
環保羅茨風機水泵類負載是典型的變轉距負載，即風量與轉速成正比，轉距或風壓與轉速平方成正比，軸功率與轉速立方成正比，故在低速運行時，負載轉距非常小。
通常風機水泵類負載多是根據滿負荷工作需用量來選型，實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態，當采用電機直接方式，由于轉速無法調節，常用擋風板、閥門來調節風量或流量，這樣不僅造成能源的浪費而且由于過大的啟動電流造成電網沖擊和設備的震動和水錘現象。
環保羅茨風機一采用變頻調速器控制風機、泵類負載是一種理想的控制方法，當電機在額定轉速的80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)的三次方，即50%左右(理論依據：流量：q2/q1=n2/n1;揚程：h2/h1=(n2/n1)2;輸入功率：p2/p1=(q2/q1)*(h2/h1)=(n2/n1)3;其中：q:流量，n:轉速;h:揚程，p功率。舉例：當前轉速下降到額定轉速80%時，n2=0.8n，功率p2=0.8*0.8*0.8p=0。512p，即當前速度下降到80%，所需要的功率只需要原來的51%。
佛山粵協風機廠家告訴大家環保羅茨風機的風壓、風量、功率與轉速的關系：
通風機的轉速n可用轉速表直接測量，其數值用每分鐘多少轉(轉/分)來表示。羅茨風機
小型風機的轉速一般較高，往往與電動機直接相連。
大型風機的轉速較低，一般用皮帶傳動與電動機相連，改變皮帶輪的直徑即可調節風機的轉速，其關系如下： n1/n2=d2/d1 式中：
n1，n2——風機;電動機的轉速 d1，d2——風機和電動機的皮帶輪的直徑。
如要改變風機的轉速，只要改變通風機或電動機中任意一個皮帶輪的直徑即可。
當改變風機轉速時，風機的特性參數;特性曲線也隨之改變，亦即，風機在每一轉速下都有其相應的特性曲線。
當轉速改變時，風機的特性參數Q，H，N的變化可按下式計算： Q/Q`=n/n` H/H`=(n/n`)2
N/N`=(n/n`)3
以上可見，如果風機的轉速由n改變為nˊ時，風機的風量變化與轉速比的一次方成正比;風壓變化與轉速比的二次方成正比;功率變化與轉速比的三次方成正比。
所以在增加風機轉速時，必須重新計算所需功率，注意原來配備的電機是否會過載。
粵協風機廠家由擁有多年設計，制造經驗的骨干人員組成。主導產品YXSR系列三葉羅茨鼓風機及回轉式風機，該產品具有結構合理、體積小、效率高、噪音低、運轉平穩、使用壽命長、維修方便等特點。歡迎來電咨詢：400-656-8323。
粵協告訴大家環保羅茨風機維修保養方法：
環保羅茨風機正常運轉中，每隔1-~2小時檢查一下軸承，油箱同潤滑油、電機等的溫度，不得高于規定值。環保羅茨風機在運轉過程中噪聲很大，為了降低噪聲。
文章來源粵協風機官網：
標簽：環保羅茨風機、環保羅茨風機風量、環保羅茨風機多少錢、粵協風機
原標題：粉塵輸送羅茨鼓風機的應用說明
羅茨鼓風機屬容積式鼓風機，因其高效節能，操作簡單，運行平穩等優勢被廣泛應用。羅茨風機在刨花板廠輸送的是木質粉塵，其主要來自砂光、鋸切、鋪裝、刨花干燥、刨花篩選和打磨等工序。
1刨花板廠的粉塵輸羅茨鼓風機的優勢
（1）羅茨風機輸送濃度遠大于離心風機，能耗低；
（2）羅茨風機輸送距離更遠、需要安裝空間更小；
（3）在同樣輸送量情況下，羅茨風機管道直徑遠遠小于離心風機管道，管道和支架土建的費用小，前期投資少；
（4）同樣粉塵輸送量情況下，羅茨風機需要的尾氣除塵器更小，設備投資少；
（5）羅茨風機維護成本低。
2羅茨風機的輸送系統
（1）配備隔音室和消音器。羅茨風機噪音大，需要將羅茨風機主機部分安裝在隔音室內，在羅茨風機出口安裝消音器，降低其運行的噪音。隔聲室主要由隔聲板、隔聲門、隔聲窗、通風口、消音裝置等組成，既隔音又能滿足羅茨風機入口吸入比較干凈的空氣，以延錦工機入口空氣過濾器的使用壽命。
（2）旋轉給料器。旋轉給料器安裝于布袋除塵器底部粉塵螺旋出口和加速室之間，要求密封性能和耐磨性能良好，其葉片和外殼需要進行精加工，配合間隙≤0.1mm，葉片和外殼內壁采用不銹鋼或其他耐磨材料。旋轉給料器將粉塵螺旋輸送的粉塵卸料到加速室，同時關閉從加速室中上竄的部分氣流，以防止高壓管道風量泄漏，影響輸送效率和能耗，并可以保證粉塵的順利卸料。
（3）加速室。加速室是羅茨風機粉塵輸送系統中關鍵的部分，其上端與旋轉給料器出口相連，水平兩端與高壓管道相連。加速室落料口溜槽的角度以及進入主管道的截面積均有嚴格要求。加速室落料口溜槽的角度范圍為50度≤∠1≤90度，在制作和安裝空間允許的情況下，加速室落料口溜槽的角度∠1越大越好（最大不超過90度），以確保粉塵更易于滑落進入正壓管道。加速室落料口底部進入主管道的截面積S2≤主管道截面積S1，當管內高速氣流通過時，在S2處會大大減少管內正壓氣流的反竄量，更易于粉塵進入正壓管道。加速室內壁的制作需打磨光滑，不留毛刺和死角，從而保障管內風速的流向平穩，在落料口區域不產生紊流而向上反竄，減少輸送風量的損失，從而降低能耗和運行成本。
（4）管道彎頭的制作。高濃度粉塵輸送的風管彎頭阻力大，磨損快，需要采用比較耐磨且易加工的16Mn或是不銹鋼材料，彎頭的壁厚也可以適當增加，彎頭的轉彎半徑R≥2倍的風管直徑d，在制作和安裝允許的條件下，轉彎半徑應適當增加，以減少輸送阻力，提高輸送效率，延長彎頭使用壽命。
（5）檢查門的制作。由于高濃度粉塵輸送的距離遠風管布置轉向較多，在瞬間停電或其他原因偶爾會導致管道堵塞，需要在直管和彎頭處布置一定數量的檢查門，以便堵塞時可以逐段進行疏通。檢查門的位置分配原則為每6m長的直管最少布置一個，每個90度彎頭處必須布置一個。檢查門的制作必須確保內壁光滑通順、密封性好、易于快速打開和關閉。
（6）止回閥。在風管輸送末端和布袋除塵器之間需要設計安裝防火止回閥，羅茨風機啟動運行時止回閥自動打開，當末端布袋除塵器出現火情，在羅茨風機停機后止回閥由于自重會自動關閉，隔斷末端除塵器和輸送管道部分，確保火源不會沿著高壓輸送管道向風側蔓延。
（7）火花自動探測和滅火。由于羅茨風機輸送的粉塵濃度高、輸送距離遠，粉塵又屬于易燃易爆物料，設計安裝火花自動探測和滅火系統尤為重要。在管道的始端和末端至少各安裝一套火花自動探測和滅火系統，使火情在第一時間內被發現和自動噴淋熄滅。粉塵火災易燃不易滅，消防水不易淋透，漂浮在水上的粉塵依然可以繼續燃燒，高濃度懸浮后燃燒還會導致爆炸危危害性巨大，設計時的火災預防投資必不可少。
羅茨鼓風機用于刨花板廠的粉塵輸送，一方面保證了工廠的清潔度，另一方面又節省了額外治理粉塵壞境的費用，雙管齊下。
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濟南輸送粉塵羅茨風機排行榜
進氣管由回轉型風機單獨管理。管徑和進氣管的具體數量及規格按計算風機數量確定。風機時刻注意電機在轉子與風機之間的位置，保證冷凝水通暢排放，但每臺回轉風機必須同時檢修一次。回轉風機長期停機必須先關閉并檢查風機和系統是否有故障。感應式水力緊急停機系統由回轉型變風機、補風機和輔助風機組成。
w螺桿鼓風機使用簡介新型雙吸式工作風機。其工作原理是，將供干管各孔中吸入空氣的的低濃度固體與氣體混合在一起，當振動力作用時，管徑縮短，氣體壓力降低。利用螺桿形式風量波形的特點，在保證平衡的前提下，以及短小的長管長達的額定容量，獲取***大負荷，來實現各孔的懸掛、升降、調節、使用等功能。
適用對象中：kv型羅茨風機特點：(它的制造對象是多個風機；(整個連接系統采用工業化材料生產，材料使用場合一般為風管、法蘭、風機或者風管用v型羅茨風機，只有提供適當長度、色調及風速的風管才能生產，但是從實際情況看如果對方提供的風管長度為v，那么生產就需要一段長度，如果是v，那么則必須用長度級別。
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三鋼柴油機，它是采用原料制造，主要用于污水處理，廢水處理，水暖設備，輸送輸送溶解氧的動力機型。就是說，傳統的三大羅茨風機，主要用于大中型污水廠的工藝動力，它可是煤制氣排放，開采，油耗等重要功能廢水，將來有可能用于污水廠的反哺。后一類的三大羅茨風機，也可采用，主要用于污水處理，而且裝備特點，可輸送鐵、木、竹，有利于布局，用途廣泛。
具體方式是：一、鼓風機兩側先通過降壓閥進行降壓，使鼓風機及供油系統處于正常工作狀態，如果正常工作狀態則可放開降壓閥，繼續使鼓風機或供油系統處于正常工作狀態。
微曝氣反應器系設專門的曝氣手動閥門，我們看下大概有幾種形式：目前主要有三種方式。
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甘孜羅茨風機、東褀誠信廠家、粉塵輸送羅茨風機
(１)風壓。來自羅茨風機并鼓入溢流鎖風閥的風要克服三種阻力，一是有效流態化床的料層阻力，其值相當于單位面積上料粉的重量；二是Ⅰ、Ⅱ室隔板以下的料層阻力(包括鐵渣等的影響) ；三是透氣層及進氣管的阻力。實踐證明，實際有效鎖風用的料層阻力占整個供風壓的比例很小，因此，不論要求鎖風壓力是否有變動，對風機選用的供風壓力影響很小。
(２)風量。從流態化床的形成條件可知，合適的截面上升風速是必需的。在一定的風速范圍內，風速的大小又和排料能力有關。因此，風量與單位透氣面積的大小有關。
(３)排料能力。排料能力取決于料流速度和料流通過的截面面積等。料流通過的截面面積是容易確定的，根據有關院所的試驗研究認為，排料能力可以按單位充氣面積內通過的物料量來估算。
高壓羅茨風機的使用注意事項：
不管是哪個品牌的高壓風機，都需要進行兩個方面的保護：一是壓力，二是粉塵。
對于壓力，經常使用的是釋壓閥，它是一個卸荷閥，當高壓風機的使用壓力超過釋壓閥設定的壓力之后，釋壓閥就會自動打開，把多余的壓力釋放掉，從而保護高壓風機。
對于粉塵，經常使用的是過濾器。它根據不同的使用現場，往往使用不同的過濾精度的過濾濾芯，不同的濾芯有不同的維護方法和使用壽命，在訂貨時就需要問清楚。
在一些特殊的場合，還需要進行特殊的保護：比如說在密封環境中使用時，要注意通風散熱；當環境溫度（進氣溫度比較高時），更要注意通風散熱，或者選擇允許進風溫度較高的高壓風機（比如有一款全風環形鼓風機，允許進風溫度可達130°）；
對于某些品牌高壓風機，可能還會有自己的使用建議，在購買之前，最好進行比較詳細的了解。
羅茨風機主要由機體和兩個裝有8字形葉輪的轉子組成，通過一對同步齒輪的作用，使兩轉子呈反方向等速旋轉，并依靠葉輪與葉輪之間、葉輪與機體之間的間隙，使吸氣腔和排氣腔基本隔絕，借助葉輪的旋轉，推動機體容積內氣體，達到鼓風目的。如何調整和保證葉輪與葉輪之間、轉子和機體之間的間隙達到規定范圍成了檢修的重點。查閱設備維護檢修資料，只有調整后的間隙值要求，而無調整間隙的具體方法。
原標題：粉塵輸送羅茨鼓風機的應用說明
羅茨鼓風機屬容積式鼓風機，因其高效節能，操作簡單，運行平穩等優勢被廣泛應用。羅茨風機在刨花板廠輸送的是木質粉塵，其主要來自砂光、鋸切、鋪裝、刨花干燥、刨花篩選和打磨等工序。
1刨花板廠的粉塵輸羅茨鼓風機的優勢
（1）羅茨風機輸送濃度遠大于離心風機，能耗低；
（2）羅茨風機輸送距離更遠、需要安裝空間更小；
（3）在同樣輸送量情況下，羅茨風機管道直徑遠遠小于離心風機管道，管道和支架土建的費用小，前期投資少；
（4）同樣粉塵輸送量情況下，羅茨風機需要的尾氣除塵器更小，設備投資少；
（5）羅茨風機維護成本低。
2羅茨風機的輸送系統
（1）配備隔音室和消音器。羅茨風機噪音大，需要將羅茨風機主機部分安裝在隔音室內，在羅茨風機出口安裝消音器，降低其運行的噪音。隔聲室主要由隔聲板、隔聲門、隔聲窗、通風口、消音裝置等組成，既隔音又能滿足羅茨風機入口吸入比較干凈的空氣，以延錦工機入口空氣過濾器的使用壽命。
（2）旋轉給料器。旋轉給料器安裝于布袋除塵器底部粉塵螺旋出口和加速室之間，要求密封性能和耐磨性能良好，其葉片和外殼需要進行精加工，配合間隙≤0.1mm，葉片和外殼內壁采用不銹鋼或其他耐磨材料。旋轉給料器將粉塵螺旋輸送的粉塵卸料到加速室，同時關閉從加速室中上竄的部分氣流，以防止高壓管道風量泄漏，影響輸送效率和能耗，并可以保證粉塵的順利卸料。
（3）加速室。加速室是羅茨風機粉塵輸送系統中關鍵的部分，其上端與旋轉給料器出口相連，水平兩端與高壓管道相連。加速室落料口溜槽的角度以及進入主管道的截面積均有嚴格要求。加速室落料口溜槽的角度范圍為50度≤∠1≤90度，在制作和安裝空間允許的情況下，加速室落料口溜槽的角度∠1越大越好（最大不超過90度），以確保粉塵更易于滑落進入正壓管道。加速室落料口底部進入主管道的截面積S2≤主管道截面積S1，當管內高速氣流通過時，在S2處會大大減少管內正壓氣流的反竄量，更易于粉塵進入正壓管道。加速室內壁的制作需打磨光滑，不留毛刺和死角，從而保障管內風速的流向平穩，在落料口區域不產生紊流而向上反竄，減少輸送風量的損失，從而降低能耗和運行成本。
（4）管道彎頭的制作。高濃度粉塵輸送的風管彎頭阻力大，磨損快，需要采用比較耐磨且易加工的16Mn或是不銹鋼材料，彎頭的壁厚也可以適當增加，彎頭的轉彎半徑R≥2倍的風管直徑d，在制作和安裝允許的條件下，轉彎半徑應適當增加，以減少輸送阻力，提高輸送效率，延長彎頭使用壽命。
（5）檢查門的制作。由于高濃度粉塵輸送的距離遠風管布置轉向較多，在瞬間停電或其他原因偶爾會導致管道堵塞，需要在直管和彎頭處布置一定數量的檢查門，以便堵塞時可以逐段進行疏通。檢查門的位置分配原則為每6m長的直管最少布置一個，每個90度彎頭處必須布置一個。檢查門的制作必須確保內壁光滑通順、密封性好、易于快速打開和關閉。
（6）止回閥。在風管輸送末端和布袋除塵器之間需要設計安裝防火止回閥，羅茨風機啟動運行時止回閥自動打開，當末端布袋除塵器出現火情，在羅茨風機停機后止回閥由于自重會自動關閉，隔斷末端除塵器和輸送管道部分，確保火源不會沿著高壓輸送管道向風側蔓延。
（7）火花自動探測和滅火。由于羅茨風機輸送的粉塵濃度高、輸送距離遠，粉塵又屬于易燃易爆物料，設計安裝火花自動探測和滅火系統尤為重要。在管道的始端和末端至少各安裝一套火花自動探測和滅火系統，使火情在第一時間內被發現和自動噴淋熄滅。粉塵火災易燃不易滅，消防水不易淋透，漂浮在水上的粉塵依然可以繼續燃燒，高濃度懸浮后燃燒還會導致爆炸危危害性巨大，設計時的火災預防投資必不可少。
羅茨鼓風機用于刨花板廠的粉塵輸送，一方面保證了工廠的清潔度，另一方面又節省了額外治理粉塵壞境的費用，雙管齊下。
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隴南輸送粉塵羅茨風機產品型號
由于恒定出水流量小，吸洗時所需的時間和操作人員少，直接改變了流量的控制。如果水泵的流量可以靈活調節，工作時一直處于穩定狀態，吸洗率會大大減少。
可以安裝在消聲器與冷卻箱之間。對于臥式鼓風機，以及有風場的廠房或宿舍，應當在消聲器兩側的圓環上設置壓力表。在低溫季節，如果為了換熱，冷卻箱的設置有可能引起消聲器及風場的關閉問題。注：簡單描述消聲器與氣罩關閉時的方式有以下幾種：在許多環境下是有消聲器的，要在使用時直接將消聲器拆下并整體拆下。
重置式恒溫恒濕冷卻箱的開啟(溫度恒定)對油質及蒸發狀態的影響：旋轉式、螺旋式、往復式。
隴南輸送粉塵羅茨風機產品型號
前文提到回轉泵應該是用銅箔紙包好的，不易漏氣。有人可能會說，回轉泵可以停在某個工位上了嗎？所以回轉泵也一樣可以停在某個工位上，這里我們說回轉泵是用來安裝在各種道路和機場等。
在分析水箱和保溫材料的質量時，比如說在中水蒸汽充分汽化以后，在其輸送管道和管材內部加注微量的低度油脂，加入電解液和各種稀鹽酸，以提高電鍍液的質量。對于涂油不均勻或者包裝粗糙的表面，或者包裝粗糙的水箱或管材對其進行噴涂，不但增加工作效率，而且易于維護。
據具體的工作情況分析,安裝調試過程包括:安裝調試采用直線法進行的對消防水箱冷卻系統的操作與安裝，有此原則并進行調試與操作。
隴南輸送粉塵羅茨風機產品型號
品牌羅茨鼓風機 試論羅茨鼓風機選型設計 法國海鵬羅茨鼓風機
山東錦工有限公司
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羅茨鼓風機安裝圖 密集型羅茨鼓風機 修理羅茨鼓風機 羅茨鼓風機進口
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近日，看到網友提問，羅茨風機在使用時增加的是氣體的靜壓還是動壓，小編答：羅茨風機在工作時主要克服的是靜壓。
“羅茨風機增加的是氣體的靜壓還是動壓？”，這個問題可以這樣理解“羅茨風機克服的是氣體靜壓還是動壓？”，這樣更加容易理解一些，原因是：羅茨風機容積式風機，具備強制輸送氣體的特性，我們常說的的壓力指的是“背壓”，也就是羅茨風機選型壓力指的是所
能克服的壓力，前方管道壓力30kpa,羅茨風機在選型時就選擇能夠克服30kpa的型號。型號選大了浪費能源、型號小了風量達不到，還容易造成設備損壞。
羅茨風機在工作時主要克服的是靜壓，靜壓可以簡單理解成管道的壓力，其實”管道壓力”可以核算為羅茨風機的“絕對壓力”，這里的“絕
對壓力”包括環境大氣壓力，風機使用時的壓力，舉個簡單的例子，污水處理用羅茨風機絕對壓力計算，大氣壓力+曝氣池管道壓力，這兩部分壓力就是絕對壓力，
也是羅茨風機選型時的選型壓力（出口壓力）。
下面我們再來說一下動壓，動壓指的是，流體將動能轉化為壓力的形式，這部分為動壓，這部分動壓體現在哪里呢？外界空氣被葉輪攜帶進入管道的瞬間，這個瞬間是存在排出氣體回流的，因羅茨風機的間隙很小，所以，回流所產生的氣體動壓基本忽略不計。
附：羅茨風機出口壓力的計算方法
這里所說的出口壓力為鼓風機標準狀態和使用狀態下出口的絕對壓力：
p1′= p2+△p2
式中 p1′—— 標準狀態下風機的出口壓力（絕對壓力），kPa
p2 ——使用狀態下風機進口壓力（環境大氣壓力），kPa
△p2 —— 使用狀態下風機的升壓，kPa
文章
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羅茨鼓風機選型中風量和風壓計算方法的探討
袁 泉/金科環保工程有限公司
姚 斌/銀川污水處理有限公司
摘要：針對污水處理廠羅茨鼓風機在使用狀態與標準狀態下，進口溫度、壓力等條件發生變化時，導致風機的性能也發生變化這種情況，探討了設計選型時，鼓風機容積流量、出口壓力等的確定方法，結合工程熱力學原理及羅茨鼓風機的工作原理，推導了流量的計算公式，并通過實際工程中選型設計的計算范例，說明了計算公式的使用方法。
關鍵錦工：羅茨鼓風機 設計 選型
中圖分類號：TH444 文獻標識碼：B
文章編號：1006-8155（2006）06-0023-04
Discussion on Calculation Method of Flow and Pressure in Fan Selection for Roots Blower
Abstract: Under the operation and standard condition, the performance of Roots blower in sewage treatment plant is changed with inlet temperature and pressure, aiming at this problem, the method to determine volume flow and outlet pressure of blower are discussed. Combining with thermodynamics and the operation principle of blower, the calculation formula of flow is derived, and the using method of the calculation formula is explained through example of selection and design in actual engineering.
Key words: Roots blower Design Selection
引言
羅茨鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設備，在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產品樣本上給出的均是標準進氣狀態下的性能參數，我國規定的風機標準進氣狀態:壓力p0=101.3 kPa，溫度T0=20℃，相對濕度=50%，空氣密度ρ=1.2 kg/m3。然而風機在實際使用中并非標準狀態，當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發生變化，設計選型時就不能直接使用產品樣本上的性能參數，而需要根據實際使用狀態將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態下的風機參數來選型。
2 鼓風機出口壓力的計算
出口壓力的計算方法
這里所說的出口壓力為鼓風機標準狀態和使用狀態下出口的絕對壓力：
p1′=p2+△p2 （1）
式中 p1′—— 標準狀態下風機的出口壓力（絕對壓力），kPa
p2 ——使用狀態下風機進口壓力（環境大氣壓力），kPa
△p2 —— 使用狀態下風機的升壓，kPa
出口壓力影響因素的分析
羅茨鼓風機[1]工作過程如圖1所示：在圖1a中，左面為進氣腔，腔內壓力與進氣壓力相等；隨著葉輪的旋轉，在圖1b、c、d中，容積V保持不變，V內氣體壓力與進氣壓力相等；當運行到圖1e的位置時，V與排氣口相連通，排氣口的高壓氣體迅速回流，與低壓氣體混合，使其壓力由進氣壓力突然躍升到排氣壓力。因此，容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的 [2]，所以羅茨鼓風機具有強制輸氣的特點。鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統所產生的絕對壓力（背壓）為管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和，如圖1所示。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統的壓力損失增加，“背壓”也會升高，于是鼓風機的壓力也就相應升高；又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統的壓力損失則會減少，“背壓”便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定羅茨鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態下所能達到的絕對壓力等于使用狀態下的大氣壓力、曝氣池水深、管路損失之和。
鼓風機空氣流量的計算
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在城市污水處理廠，鼓風曝氣所占的能耗占到總能耗的一半左右，選擇合適的曝氣風機在節約運行成本中占著至關重要的作用。
好氧池曝氣常用的風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁(空氣)懸浮風機。
1、羅茨鼓風機
羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結構簡單，性能穩定。羅茨鼓風機屬于容積式風機，其特點是在最高設計壓力范圍內，管網阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。
風量調節：羅茨風機風量受轉速控制，風量調整可通過變頻調速進行，變頻后風壓可以維持。
2、多級離心風機
離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續鼓風的目的。在常規轉速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：
從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。
風量調節：多級離心風機風量調節可通過變頻進行，變頻后風壓會相應降低，變頻范圍受到一定限制。
3、單級高速離心風機
單級高速離心風機指提高風機轉速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：
從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發生變化時，鼓風量變化會較大。
風量調節：單級高速離心風機可通過進口導葉調整，風量調整時不影響風壓，同時可以降低風機軸功率，達到節能效果。由于變頻調節時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調節風量。
4、磁(空氣)懸浮風機
磁(空氣)懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉動軸形成懸浮狀態，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導葉調整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，風機效率會更高。
磁(空氣)懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。
不同的曝氣風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m3/min;多級離心風機：20~400m3/min;單級高速離心風機：40~1000m3/min。
三種風機的流量與功率的比較見下圖。
從上圖中可知，在風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。
從設備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素，三種風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。
其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m3/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優于多級離心風機。
在小流量范圍內羅茨鼓風機具有價格優勢，在中流量范圍內，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調節的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。
磁(空氣)懸浮風機相對于其他三種鼓風機，效率更高，更節能，而且噪音很低，但是成本最高，維護復雜，目前應用于現場環境標準要求高，舍得花成本的企業。一般的污水處理廠承擔不起，隨著磁(空氣)懸浮風機的國產化，以后成本會越來越親和！
1、按實際情況計算參數
在污水廠鼓風機選型時，風機廠家產品樣本上給出的均是標準進氣狀態下的性能參數，然而風機在實際使用中并非標準狀態，當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也將發生變化，設計選型時就不能直接使用產品樣本上的性能參數，而需要根據實際使用狀態將風機的性能要求，換算成標準進氣狀態下的風機參數來選型。
2、出口壓力影響因素的分析
容積式鼓風機排氣壓力的高低并不取決于風機本身，而是氣體由鼓風機排出后裝置的情況，即所謂“背壓”決定的， 曝氣鼓風機具有強制輸氣的特點。
鼓風機銘牌上標出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且只要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對于污水處理廠而言，排氣系統所產生的絕對壓力(背壓)為管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和。若由于某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統的壓力損失增加，背壓也會升高，于是鼓風機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路泄漏等原因，管路系統的壓力損失則會減少，背壓便不斷降低，鼓風機的壓力也隨之降低。
綜上所述，確定曝氣鼓風機壓力時，只需要鼓風機在標準狀態下所能達到的絕對壓力等于使用狀態下的大氣壓力、曝氣池水深和管路損失之和。
3、鼓風機空氣流量因素
在計算污水處理的需氧量時，其結果為標準狀態下所需氧的質量流量qm(kg/min) ，再將其換算成標準狀態下所需空氣的容積流量qv1(m3/min) ，如果鼓風機的使用狀態不是標準狀態，例如在高原地區使用，則空氣密度、含濕量會發生變化，鼓風機所供應的空氣容積流量與標準狀態是相同的，而所供空氣的質量流量將減少，有可能導致供氧量不足。
因此，必須計算出能供應相同質量流量的容積流量，即換算流量qv2。在高原地區使用時，環境大氣壓力也會發生變化，壓力比相應升高，那么，羅茨鼓風機的泄漏流量qvb則會增大，這將導致鼓風機所供應的空氣容積流量減少，也可能造成供氧量不足。
因此，設計時必須考慮使用條件發生變化時各種因素的影響，以保證風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求，并需計算出換算流量qv2和泄漏流量qvb2。
4、注意冬季和夏季的區別
鼓風機選型應關注鼓風機供氣流量的變化規律對于同一臺鼓風機，在冬季和夏季，其容積流量是不會發生變化的，但因空氣密度的不同質量流量會發生變化，也就是說供氧量會有所不同。
鼓風機在標準狀態與使用狀態下的容積流量是不變的，但因為空氣密度(ρ)、含濕量(ds) 等發生了變化，導致鼓風機輸送至曝氣池的供氧量( FOR) 在冬季溫度降低時增加、夏季溫度升高時降低。例如，某一污水處理廠，選用上述計算例題中的羅茨鼓風機，根據環境溫度變化，計算出鼓風機的實際供氧量(FOR)，其一年的變化規律在實際運行過程中，由于進水量、水質、水溫等參數的變化，系統需氧量(SOR)也會發生變化在夏季，水溫較高，曝氣池需氧量(SOR)增大，但鼓風機的供氧量(FOR)在減少，這是設計時考慮需氧量的最不利工況點，此時，供氧量、需氧量基本相當;在冬季，水溫降低，曝氣池需氧量(SOR)減少，但鼓風機的供氧量(FOR)增大，此時，供氧量較需氧量大出許多。這是由于冬季氣溫降低，空氣密度增加，那么風機所供給的干空氣的質量流量較標準狀態大幅度增加，從而引起供氧量增加，從運行的實際測量情況來看，每年冬季曝氣池的溶解氧較夏季會高出1～3mg/L。
因此，在生產運行過程中，需要針對這種變化對設備進行及時的調整，使鼓風機的充氧能力與實際運行中的需氧量相適應。對于羅茨鼓風機來說，使用變頻器，通過改變風機轉速來調整供風量是很經濟實用的。結論同一臺鼓風機在不同的使用條件下，其性能的變化非常大，所以必須通過嚴謹的計算進行選型，否則有可能導致生化系統的供氧不足;另外，在冬季和夏季由于空氣密度發生了變化，鼓風機所供應氧氣的質量流量變化很大，冬季供氧量大大超過了需氧量，所以，應采取變頻調速等措施使生化系統的溶解氧濃度保持穩定。
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