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污水处理风机基础知识与C150-1.35型号深度解析

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:污水处理风机、C150-1.35、离心鼓风机、风机配件、风机修理、工业气体输送、轴瓦、碳环密封

引言:风机在污水处理工艺中的核心作用

在活性污泥法、氧化沟、SBR等主流污水处理工艺中,曝气环节是生化处理的核心,其能耗约占整个污水处理厂总能耗的50%-70%。而鼓风机,作为曝气系统的“心脏”,负责向污水中持续、稳定地输送氧气,为好氧微生物提供生存与分解污染物的动力。因此,选择一台高效、稳定、匹配工艺需求的风机,对于保障出水水质、降低运行成本至关重要。本文将从风机技术基础出发,聚焦于“C”型系列多级离心鼓风机中的污水处理风机 C150-1.35型号,并详细阐述其关键配件、维护修理要点,同时拓展介绍输送各类工业气体的风机选型与应用。

第一章 污水处理风机基础与选型原则

污水处理用风机主要有罗茨鼓风机和离心鼓风机两大类。随着节能要求的提高,离心鼓风机因其效率高、噪音低、风量调节范围广等优势,已成为中大型污水处理项目的主流选择。

1.1 核心选型参数:流量与压力
风机选型的关键在于精确匹配工艺所需的流量和压力。

流量(Q):即风量,单位为立方米每分钟或每小时,由污水处理的需氧量(BOD/COD负荷)、污泥浓度、水温等因素计算得出。需氧量计算公式可描述为:需氧量等于每日去除的五日生化需氧量乘以单位耗氧系数,加上剩余污泥排放量乘以污泥耗氧系数,再减去反硝化过程回收的氧量。 压力(P):即风压,单位为千帕或大气压。曝气风机的压力必须克服“曝气系统全压损失”,主要包括:曝气器淹没水深(静压)、曝气器本身阻力(动压)、以及管路沿程与局部阻力损失。其中,水深是决定压力的最主要因素。通常,风机出口压力约等于水深(米水柱)除以十点三三,再加上一定的余量(约3-5千帕)。例如,水深6米,所需压力约为6/10.33 + 0.04 ≈ 0.62 个大气压(表压),加上余量,可能选择0.7公斤力每平方厘米左右的风机。

1.2 离心鼓风机的主要系列
为适应不同压力与流量需求,离心鼓风机发展出多种结构:

“C”型系列多级离心鼓风机:采用多级叶轮串联,每级增压有限,通过累积达到较高压力。其结构紧凑,运行平稳,效率较高,是污水处理中应用最广泛的机型之一,尤其适合中等流量和压力场合。污水处理风机 C150-1.35即属此列。 “D”型系列高速高压多级离心鼓风机:在“C”型基础上,采用更高转速和优化设计,实现更宽的压力和流量覆盖,结构更集约。 “AI”型系列单级悬臂加压风机:单级叶轮,悬臂式结构。通常搭配高速齿轮箱或变频高速电机,通过单级高转速实现所需压力。结构相对简单,适用于特定中高压范围。 “S”型系列单级高速双支撑加压风机:单级叶轮,转子两端支撑,运行稳定性极佳,可达更高转速和压力,常用于高压曝气或物料输送。 “AII”型系列单级双支撑加压风机:与“S”型类似,强调双支撑的稳健性,适用于要求长期连续可靠运行的场合。

第二章 污水处理风机 C150-1.35 型号详解

以型号 C150-1.35为例,我们可以清晰地解读其技术含义:

“C”:代表该风机属于“C”型系列多级离心鼓风机。 “150”:代表风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟150立方米。这是风机设计的一个重要标称参数,实际运行中可通过进口导叶或变频调速在一定范围内调节。 “-1.35”:代表风机出口的绝对压力为1.35公斤力每平方厘米。这通常指的是出口绝对压力。根据行业惯例,如果压力标注前没有“/”符号,通常默认进气压力为1个标准大气压(约1.033公斤力每平方厘米)。因此,该风机的升压(压比)约为1.35/1.033 ≈ 1.31,其出口表压约为1.35 - 1.033 = 0.317公斤力每平方厘米,或约31.1千帕。 选型意义:这一压力参数直接对应了污水处理池的有效水深。根据压力与水深的关系反推,C150-1.35风机理论上能克服的水深约为:31.1千帕 / (9.8 千牛每立方米) ≈ 3.17米水柱(已包含部分管路损失余量)。这意味着它非常适合用于有效水深在3米至3.5米左右的曝气池、氧化沟等构筑物。

该型号风机通常由电机通过联轴器直接驱动或通过增速齿轮箱驱动,主轴带动多级叶轮(通常为2-4级)在机壳内高速旋转,空气被逐级压缩,最终达到所需压力后排出。

第三章 风机核心配件功能与维护要点

了解风机关键配件是进行预防性维护和故障修理的基础。以C150-1.35这类多级离心鼓风机为例,其主要配件包括:

1. 风机主轴与转子总成

主轴:作为核心传动件,承载所有旋转部件(叶轮、平衡盘等),要求极高的强度、刚性和动平衡精度。材质通常为优质合金钢。 转子总成:包含主轴、各级叶轮、平衡盘、联轴器部件等,是风机做功的核心组件。转子在装配前需进行严格的动平衡校正,残余不平衡量需控制在极低范围内,以保证高速运转的平稳。

2. 风机轴承与轴瓦

轴瓦(滑动轴承):在高速重载的离心鼓风机中,滑动轴承(轴瓦)比滚动轴承应用更广。它通过液体动压润滑形成油膜,支撑主轴旋转,具有承载力大、阻尼性好、寿命长的优点。轴瓦常采用巴氏合金等耐磨材料衬里。维护中需密切关注轴承温度、润滑油质和油压,定期检查轴瓦间隙和接触面。间隙计算公式可描述为:轴瓦顶隙建议值等于主轴直径乘以千分之一点二至千分之一点五。

3. 密封系统

气封与油封: 气封(迷宫密封/碳环密封):安装在机壳两端和级间,用于阻止高压气体沿轴端泄漏或级间窜气。传统为迷宫式梳齿密封,现在碳环密封应用日益广泛。碳环密封由多个石墨环组成,具有自润滑、耐高温、磨损后自动补偿的优点,密封效果更优。 油封:主要用于轴承箱两端,防止润滑油外泄和外部杂质进入轴承箱。常用骨架油封或迷宫式油封。

4. 轴承箱

轴承箱是容纳和固定轴承(轴瓦)、并提供润滑油路的核心部件。它必须保证良好的对中性、刚性和密封性。箱体内设有油路、油槽,确保润滑油能顺畅流动并带走摩擦热量。

第四章 污水处理风机常见故障与修理策略

针对污水处理风机 C150-1.35等设备,常见的故障及修理方法如下:

1. 振动超标

可能原因:转子动平衡破坏(叶轮结垢、磨损或异物附着);联轴器对中不良;轴承(轴瓦)磨损间隙过大;地脚螺栓松动;喘振。 修理策略:停机检查对中情况;检查并紧固地脚螺栓;拆卸检查转子,进行现场或离线动平衡校正;检查并更换磨损的轴瓦。

2. 轴承温度过高

可能原因:润滑油油质劣化、油量不足或油路堵塞;冷却系统故障;轴瓦刮研不良,接触面不佳或间隙过小;轴向推力过大。 修理策略:检查油位、油泵和冷却器,更换合格润滑油;检查轴瓦,按标准重新刮研或调整间隙;检查平衡盘磨损情况,消除异常轴向力。

3. 风量风压不足

可能原因:进口过滤器堵塞;密封(特别是级间密封和碳环密封)磨损严重,内泄漏增大;叶轮腐蚀或积垢严重,效率下降;转速未达到额定值。 修理策略:清洗或更换过滤器;解体检查并更换磨损的迷宫密封组件或碳环密封;清洗或更换叶轮;检查电机和传动系统。

4. 异常噪音

可能原因:喘振(运行点落入不稳定区);轴承损坏;转子与静止件摩擦;齿轮箱故障(如有)。 修理策略:立即调整工况,远离喘振区;停机检查轴承和内部间隙;检查齿轮箱啮合情况。

修理通用原则:务必遵循“先分析、后动手”的原则,详细记录运行参数和故障现象。大修时,必须使用专用工具,严格按照装配工艺和公差要求进行,特别是转子跳动、轴瓦间隙、对中数据等关键尺寸必须精确测量并记录在案。

第五章 输送工业气体的风机技术要点

如前所述,离心风机技术不仅用于输送空气,也广泛应用于化工、冶金、空分等领域输送各种工业气体。风机型号:C90-1.6即为一例,表示流量90立方米每分钟,出口绝对压力1.6公斤力每平方厘米的C系列风机,可用于相应压力的气体输送。

5.1 气体性质对风机设计的影响
输送不同工业气体时,风机需特别考虑:

气体密度:直接影响风机的压头和轴功率。例如输送氢气(H₂)时,密度远小于空气,为达到相同压力,所需的多变压缩功更大,叶轮设计需特殊考虑。 腐蚀性:二氧化碳(CO₂,湿气存在时)、工业烟气可能具有腐蚀性,需选用不锈钢、特种合金或增加防腐涂层。 危险性:输送氧气(O₂)时,需绝对禁油,所有流道部件需进行脱脂处理,并采用惰性气体密封,防止起火爆炸。输送氢气(H₂)时,对密封性要求极高,常采用干气密封等特殊密封形式。 纯度与泄漏要求:输送稀有气体如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)或高价值气体时,要求极低的泄漏率,密封系统设计至关重要。 分子量与绝热指数:影响压缩过程中的温升和功率计算。压缩功计算公式可描述为:多变压缩功等于多变指数除以多变指数减一再乘以气体常数再乘以进口绝对温度再乘以压比的多变指数减一次方再除以多变指数次方减一。

5.2 风机系列在工业气体领域的应用选择

“C”/“D”型系列:适用于空气、氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性、无腐蚀或弱腐蚀性气体的增压输送,压力范围较广。 “AI”/“S”/“AII”型系列:单级高速风机,通过材料选择和结构优化,可用于输送二氧化碳(CO₂)、氧气(O₂,需特殊处理)、混合无毒工业气体等。其结构便于实现密封系统的特殊设计。

结论

风机,无论是用于污水处理的C150-1.35,还是用于工业流程的C90-1.6,其高效稳定运行都依赖于对基础原理的深刻理解、对型号参数的精确解读、对核心配件的精心维护以及对故障的精准修理。作为风机技术从业者,我们应始终牢记:选型是基础,维护是关键,而针对不同介质(从空气到各种特种气体)的个性化设计则是技术深化和拓展的方向。只有将理论知识与现场实践紧密结合,才能确保这台“工艺心脏”持久而有力地跳动,为环保事业和工业生产保驾护航。

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