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污水处理风机基础技术详解与C120-1.7型号应用

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:污水处理风机,C120-1.7,多级离心鼓风机,风机配件修理,工业气体输送,轴瓦,碳环密封

引言:污水处理风机的重要性与选型基础

在市政与工业污水处理工艺中,曝气环节是生化处理的核心,其效率直接决定了污水处理的效果与能耗。而风机,作为曝气系统的“心脏”,负责向池中持续、稳定地提供所需氧气(空气)或特定气体。因此,深入理解风机的基础知识、精准选型、熟悉关键配件并掌握维修要点,对于保障污水处理厂稳定运行、降低生命周期成本至关重要。

风机选型主要依据两大核心工艺参数:风量(Q,单位通常为立方米每分钟)与风压(P,单位通常为公斤力每平方厘米或大气压)。风量根据污水水质、处理量及所需的污染物去除负荷(如BOD去除率)计算得出;风压则主要由曝气系统形式(微孔、穿孔管等)及最关键的水深决定。风机所需克服的静压近似等于曝气头浸没深度(米水柱)所对应的压力值。简单来说,水池越深,所需风压越高

针对不同压力与流量需求,市场上发展出多种类型的风机。在离心式风机领域,常见系列包括:“C”型系列多级离心鼓风机,适用于中等风量、中高压力的典型污水处理场景;“D”型系列高速高压多级离心鼓风机,适用于更高压力的需求;“AI”型系列单级悬臂加压风机,结构紧凑;“S”型系列单级高速双支撑加压风机,效率高;“AII”型系列单级双支撑加压风机,稳定性好。本文将重点围绕在污水处理中应用广泛的“C”型系列多级离心鼓风机展开,并以典型型号C120-1.7为例进行深入剖析。

第一部分:污水处理风机核心型号解析:以C120-1.7为例

风机型号是设备性能的浓缩代码,正确解读是选型与沟通的第一步。我们以型号 “C120-1.7”为例进行完整解读:

系列代号 “C”:代表此风机属于“C”型系列多级低速离心鼓风机。该系列风机通常采用多级叶轮串联的结构,通过齿轮箱进行增速,以达到所需的压力和流量。其特点是运行平稳、可靠性高、维护相对简便,非常适合在需要连续稳定运行的污水处理厂中使用。 流量代号 “120”:表示风机在标准进气状态(通常指压力为一个标准大气压,温度20摄氏度,相对湿度50%)下的额定出口流量,单位为立方米每分钟(m³/min)。因此,C120-1.7的理论供气能力为每分钟120立方米。在实际选型时,需考虑当地气压、温度、湿度以及管路损失,对所需流量进行修正。 压力标识 “-1.7”:此部分至关重要。“-1.7”直接表示风机设计的标准出口表压为1.7公斤力每平方厘米(kgf/cm²),这约等于1.7个标准大气压(绝压约为2.7 ata)。这个压力值主要是为了克服曝气系统阻力,尤其是污水池的水深。根据流体静力学原理,水深每增加10米,静压约增加1公斤力每平方厘米。因此,选择1.7公斤力每平方厘米压力的风机,大致对应能有效服务于水深约17米的曝气池工况。型号中如果没有“/”符号分隔进、出口压力,则通常默认进气压力为当地大气压(约1个标准大气压)

综合而言,C120-1.7型多级离心鼓风机,是一款专为污水处理曝气设计的中压设备,能在标准进气条件下,提供每分钟120立方米、出口压力1.7公斤力每平方厘米的洁净空气,适用于相应水深和阻力的曝气场景。

第二部分:污水处理风机核心配件系统详解

风机的长期可靠运行依赖于其内部各个精密配件的协同工作。以C系列多级离心鼓风机为例,其核心配件系统主要包括:

风机主轴与转子总成:这是风机的“动力脊柱”与“做功核心”。主轴通常由高强度合金钢锻制而成,具有极高的刚性和动平衡精度。转子总成则指安装在主轴上的所有旋转部件的集合,主要包括多级叶轮、平衡盘、联轴器等。每一级叶轮都对气体做功,提高其压力和速度。转子总成的制造和装配精度直接决定了风机的效率、振动和噪音水平,装配后必须进行高速动平衡校验,确保残余不平衡量在极低范围内。 支撑与润滑系统:轴承与轴瓦:在C系列等多级离心鼓风机中,高速重载的主轴通常采用滑动轴承,其接触部分称为轴瓦。轴瓦内衬有巴氏合金等耐磨材料,与主轴轴颈形成油膜润滑。其优点是承压面积大、运行平稳、抗冲击负荷能力强、寿命长。轴承的润滑由独立的轴承箱和润滑油系统保障,润滑油不仅起润滑作用,还承担着带走摩擦热、清洁金属磨粒的重要功能。保持润滑油油质清洁、油温稳定、油压正常是保障轴承(轴瓦)寿命的关键。 密封系统:气封与油封:这是防止介质泄漏、保证风机性能和安全的关键。 气封(级间密封与轴端密封):主要用于防止高压气体向低压区泄漏。在各级叶轮之间以及风机轴伸端,广泛采用碳环密封。碳环密封依靠多个碳石墨环在弹簧力作用下与轴形成微小间隙的迷宫式密封,具有自润滑、耐高温、磨损小、对轴损伤小的优点,能有效减少内部泄漏,提升风机容积效率。 油封:主要安装在轴承箱两端,防止润滑油沿轴向泄漏到风机外或进入机壳污染气体介质。常用的有骨架油封、迷宫式油封等。良好的油封是保持现场清洁、防止润滑油浪费的屏障。 轴承箱:作为轴承的载体和润滑油路的集成部件,为轴承提供稳定、洁净的工作环境。其结构设计需保证良好的散热和刚性。

第三部分:污水处理风机常见故障与修理要点

对风机配件的深入了解是进行有效维修的基础。污水处理风机常年连续运行,常见故障及修理要点如下:

振动值超标:这是最常见的故障现象。可能原因及对策:1)转子不平衡:由于叶轮结垢、腐蚀或磨损导致。需停机清理或更换叶轮,并重新进行动平衡校正。2)对中不良:风机与电机联轴器对中精度超差。需严格按照规程进行激光对中调整。3)轴承(轴瓦)磨损:间隙过大。需检查轴承间隙,若超过允许值,需刮研或更换轴瓦。4)基础松动或管道应力:检查并紧固地脚螺栓,重新调整管道支撑。 排气压力或流量不足:可能原因:1)滤清器堵塞:进气阻力增大。需清洗或更换空气滤清器。2)密封间隙过大:特别是碳环密封磨损,导致内泄漏严重。需测量并更换磨损的碳环。3)叶轮腐蚀或积垢:通流能力下降。需清理或修复叶轮。4)转速下降:检查电机及传动系统。 轴承温度过高:可能原因:1)润滑油问题:油量不足、油质乳化变质、油路堵塞。应检查油位,定期取样化验,更换合格润滑油,清洗油路。2)轴承(轴瓦)装配问题:间隙过小或接触不良,产生异常摩擦。需按标准重新调整间隙。3)冷却系统故障:冷却器堵塞或冷却水量不足。需清洗冷却器,检查水路。 润滑油泄漏:重点检查油封是否老化、磨损或唇口损坏,需更换新油封。同时检查轴承箱呼吸阀是否堵塞,防止箱内压力过高导致渗漏。

修理原则:风机大修是一项系统性工程。应遵循“诊断-拆卸-检测-修复-装配-测试”的流程。拆卸前做好标记,测量关键原始数据(如轴承间隙、窜量等)。更换配件如轴瓦、碳环、油封等必须使用原厂或质量相当的备件。装配后必须重新进行对中和试运行,监测振动、温度、压力等参数直至稳定合格。

第四部分:输送工业气体的风机特殊考量

除空气外,风机在工业领域还广泛用于输送各种特殊气体,如工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)以及混合无毒工业气体。输送这些介质时,风机的选型与材料选择有特殊要求:

气体性质的影响密度与分子量:风机所需功率与气体密度大致成正比。输送氢气等轻气体时,相同工况下功率需求远小于空气;输送二氧化碳等重气体时则需求更大。设计时必须重新计算。 腐蚀性:如输送含硫烟气、湿氯气等,风机过流部件(机壳、叶轮、密封)需采用不锈钢(如316L)、双相钢、钛材或特殊涂层。 危险性:输送氧气时,必须绝对禁油,所有部件需进行脱脂处理,并采用惰性气体密封,防止油脂与高压氧接触引发燃爆。输送氢气时,需极端重视密封性,防止泄漏,并采用防爆电机。 纯度要求:输送高纯气体(如电子行业用氮、氩),风机内部必须高度清洁,密封需采用无污染形式,如干气密封。 风机系列的适应性: “C”/“D”型多级离心风机:适用于压力需求较高、流量中等的惰性气体或空气输送,材料需根据气体腐蚀性升级。 “AI”/“S”/“AII”型单级离心风机:通常流量范围更广,结构相对简单。其中“S”型高速风机效率高,适用于大流量、中高压力的工业气体增压输送。具体选型需根据气体的物性参数重新进行气动计算。 密封的特殊要求:输送贵重、危险或高纯气体时,常规碳环密封或油封可能不适用。常采用更先进的干气密封氮气隔离密封等零泄漏或低泄漏密封形式,确保安全与环保。

结论

风机技术是污水处理及工业气体输送领域的支撑技术。从精准解读型号如C120-1.7开始,到深入理解其主轴、转子、轴瓦、碳环密封、油封等核心配件的结构与功能,再到系统掌握振动、压力不足等常见故障的维修逻辑,是每一位设备管理人员和技术人员的必修课。而当风机应用于工业气体输送时,更需将气体本身的物理化学性质作为选型设计的首要因素,在材料、密封和安全防护上采取针对性措施。

唯有将风机的基础知识、应用场景与维护实践紧密结合,才能实现设备的安全、高效、长周期运行,从而为污水处理厂的稳定达标和工业流程的可靠推进提供坚实保障。

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