2、風(fēng)機的運行控制
　　曝氣系統(tǒng)中最為重要的是鼓風(fēng)機的控制和空氣分配系統(tǒng)的控制，鼓風(fēng)機是污水處理廠中的能耗大戶，其電耗占到全廠電耗的30% - 50%，如何提高鼓風(fēng)機的運行效率、降低其能耗是一個重要的研究課題。鼓風(fēng)機在工況點的效率并不完全取決于鼓風(fēng)機本身，而是和整個曝氣系統(tǒng)密切相關(guān)。
　　污水處理廠污水處理量日均變化范圍大，亦即需氧量變化大，要求鼓風(fēng)機的風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍寬

，由于離心鼓風(fēng)機適用于壓頭穩(wěn)定、流量調(diào)節(jié)范圍寬的場合，所以污水處理廠通常采用離心鼓風(fēng)機進行鼓風(fēng)曝氣。離心鼓風(fēng)機的調(diào)節(jié)控制方法主要有鼓風(fēng)機出口節(jié)流調(diào)節(jié)、進口流量調(diào)節(jié)、鼓風(fēng)機進口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié)和出口擴壓器調(diào)節(jié)等方式，或幾種方式共同調(diào)節(jié)，如進口導(dǎo)葉片和出口擴壓器結(jié)合調(diào)節(jié)。下面根據(jù)海泊河污水處理廠實驗數(shù)據(jù)分析離心鼓風(fēng)機的各種控制方法的機理：
　　1）出口節(jié)流：通過調(diào)節(jié)出口閥門開度，改變管網(wǎng)特性曲線，使鼓風(fēng)機的工況點移動，從而達到調(diào)節(jié)氣量的工藝要求。
　　污水處理廠曝氣系統(tǒng)的管網(wǎng)性能曲線如圖3-2中曲線1所示，鼓風(fēng)機的性能曲線由曲線3所示，曲線3和曲線1的交點s是鼓風(fēng)機的工作點，相應(yīng)的工況參數(shù)是Qs、Ps。如果通過關(guān)小管道出口閥門改變流量，這時管道的性能曲線由曲線1移到曲線2的位置，此時工況點是s‘點，相應(yīng)工況參數(shù)是Qs‘、Ps‘，這里Qs‘< Qs、Ps‘>Ps，Ps‘- Ps的壓降消耗在由于關(guān)小閥門開度而增加的管道阻力上了，進入曝氣池的氣體壓力仍然為Ps，流量減小為Qs‘，從而達到了等壓調(diào)節(jié)的目的。

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　　在海泊河現(xiàn)場測試中我們進行了出口閥門調(diào)節(jié)測試，從測試數(shù)據(jù)中可以看到，調(diào)節(jié)A池或B池任一池的出口閥門都會對另外一池的出氣量產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。例如在調(diào)節(jié)A池閥門時，閥門開度從15%到100%逐漸增大的情況下，A段氣量從1150Nm³/h增加到10560Nm³/h，但是B段氣量大幅下降，總風(fēng)量下降達31%之多，總氣管的壓力因之下降5%。此時，鼓風(fēng)機的電流和功率變化卻不大，可見調(diào)節(jié)出口閥門過程中鼓風(fēng)機的效率下降較大。
　　理論分析和實驗數(shù)據(jù)充分說明雖然出口調(diào)節(jié)這種控制方法簡單，但是由于調(diào)整閥位增加了管道損耗，使得鼓風(fēng)機能耗上升，效率下降，調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性較差。因此，這種調(diào)節(jié)方法僅適用于小功率的離心鼓風(fēng)機控制，在大型污水處理廠的曝氣控制中也只能作為一種滿足工藝要求的輔助控制手段來使用。
　　2）進口節(jié)流：通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機進口節(jié)流閥門的開度來改變鼓風(fēng)機的性能，以適應(yīng)工藝對流量的要求。

　　調(diào)節(jié)進口節(jié)流閥會改變鼓風(fēng)機的性能曲線，圖3-3中曲線1是節(jié)流閥全開時的性能曲線，這時進口壓力等于大氣壓，曲線2和曲線3是節(jié)流閥開度逐漸關(guān)小時鼓風(fēng)機的性能曲線，它們的進口壓力都小于大氣壓。曲線k是在節(jié)流閥不同開度時鼓風(fēng)機喘振點的連線。

　　圖3-4為鼓風(fēng)機等壓力調(diào)節(jié)性能曲線。圖中曲線1是正常工作時的管網(wǎng)性能曲線，曲線2是進口節(jié)流閥全開時鼓風(fēng)機的性能曲線，鼓風(fēng)機的初始工作點是s，相應(yīng)的工況參數(shù)是Qs、Ps，當(dāng)管網(wǎng)阻力增加，管網(wǎng)特性曲線移到曲線3的位置，工況點為s‘‘，工況參數(shù)為Qs‘‘、Ps‘‘，此時Ps‘‘> Ps，由于是恒壓調(diào)節(jié)，所以關(guān)小進風(fēng)口節(jié)流閥，鼓風(fēng)機的性能曲線移到曲線4的位置，鼓風(fēng)機的工況點變?yōu)閟‘，工況參數(shù)為Qs‘、Ps‘，此時Ps‘=Ps，而流量變小。從而達到了等壓力變流量調(diào)節(jié)的目的。這種調(diào)節(jié)方法比較簡單，但效率會有所降低，較適合在投資較低的污水處理廠中使用。
　　使用進口節(jié)流調(diào)節(jié)要注意保持閥門后的氣流均勻流暢，以避免影響到后面壓縮機的工作，降低工作效率。
　　3）進口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié):進口導(dǎo)向控制組件裝配在鼓風(fēng)機上，導(dǎo)向葉在鼓風(fēng)機葉輪入口處呈輻射狀均勻分布，在氣體進入葉輪產(chǎn)生一定程度的預(yù)旋，在同一流量下改變鼓風(fēng)機產(chǎn)生的能頭，從而改變鼓風(fēng)機的性能曲線。
　　進口導(dǎo)葉片的功能就是使流經(jīng)導(dǎo)葉片的氣體產(chǎn)生不同程度的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)產(chǎn)生正旋轉(zhuǎn)時，鼓風(fēng)機性能曲線下移，能頭減少，壓比降低，流量下降；當(dāng)產(chǎn)生負(fù)旋轉(zhuǎn)時，鼓風(fēng)機性能曲線上移，能頭增加，壓比增大，流量增加。這樣，在鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)葉片可以改變鼓風(fēng)機的性能曲線。

　　圖3-5中曲線1是離心鼓風(fēng)機無預(yù)旋(α=90°)時的性能曲線，調(diào)節(jié)進口導(dǎo)葉片，使進口氣流產(chǎn)生正旋轉(zhuǎn)時，得到性能曲線2、3，正預(yù)旋越大，機器的性能曲線越往下移，壓力和流量降低。如果進口導(dǎo)葉片反向轉(zhuǎn)動，進口氣流為負(fù)旋轉(zhuǎn)，則鼓風(fēng)機產(chǎn)生的能頭增大，對應(yīng)的曲線為2‘，位于無預(yù)旋曲線1的上方，壓力和流量都有一定的增加。
　　正預(yù)旋調(diào)節(jié)與進口節(jié)流調(diào)節(jié)相比有明顯的節(jié)能效果，經(jīng)驗證明，進口氣流導(dǎo)葉片調(diào)節(jié)和進口節(jié)流調(diào)節(jié)相比，當(dāng)流量減少 60%時比功率節(jié)省達16%到20%。使用正預(yù)旋調(diào)節(jié)時能在相當(dāng)大的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)使鼓風(fēng)機的效率無明顯的下降，并且能使鼓風(fēng)機的喘振工況區(qū)流量變小，可以使壓縮機在較小的氣量下正常工作，而不會發(fā)生喘振。