工典用水与展水Vol.36 No.6 Dec. 2005污水厂离心鼓风机选型中风量和风压的计算袁泉(北京桑德环境工程股份有限公司，北京 )摘要:针对污水处理厂离心鼓风机在使用状态与标准状态下，温度、压力等条件发生变化时，导致风机性能也发生变化的情况，探讨了设计选型时，鼓风机容积流量、出口压力的计算方法，结合工程热力学原理及离心鼓风机的工作原理，推导了计算公式，并通过实际工程中选型设计的计算范例，说明了计算会式的使用方法。关键词:污水处理;离心鼓风机;风量;风压中图分类号:X505 文献标识码:B 文章编号:1009一2455(2005)06一(0058一03离心鼓风机是污水处理中常用的充氧设备， 虑使用条件下时各种因素的影响，对风机技术性能 实际使用中，鼓风机的环境工况如温度、压力、 进行校核，确保在使用状态时所供氧气的质量流量 气体成分以及海拔高度等与标准状态不同时，鼓 与标准状态时相同。其计算方法如下: 风机的性能将发生很大变化，在设计选型时必须设标准状态下所需空气的的容积流量为Qo 充分考虑，如果选型不当，必将导致整个生产工 (m3/min)、进气温度为to(CC)、进气压力为po 艺无法达到预期的设计效果。

因此，在鼓风机的 (kPa)，鼓风机在使用状态的进气温度为ts(CC). 选型时，必须对离心鼓风机在其使用工况下的性 进气压力为Ps(kPa)，则使用状态下所需鼓风机的 能进行详细计算，以期达到最佳运行状态。容积流量为:在污水处理厂的鼓风机选型时，风机厂家产0-=mTspo口+ds)(1) 品样本上给出的均是在标准进气状态下的性能参Tops 数，我国规定的风机标准进气状态为:压力p。二 式中:Q一 使用状态下所需鼓风机的容积流量 101.3kPa，温度t。二20℃，相对湿度甲二50%，空 m3/min; 气密度p=1.2kg/m3。然而风机在实际使用中并非Ts-一一使用状态下的进气的绝对温度，Ts二 标准状态，在风机进口温度、大气压力发生变化 273+ts,K; 的情况下，风机的流量、‘出口压力等性能也将发T,一 标准状态下的进气的绝对温度 生很大变化，设计选型时就不能直接使用产品样To=293K; 本上的性能参数，而需要根据实际使用状态对风p6 标准状态下的进气压力，po=101.3 机的性能要求，换算成标准进气状态下的风机参 kPa; 数来选型。ds— 使用状态下空气含湿量，ds=0.622x 1 鼓风机空气流量的计算(Pp, (其中，职为相对湿度，其数值介于0和1 1.1 计算公式Ps一P(P,在污水处理需氧量计算时其结果为标准状态 之间，%;P为‘饱和湿空气中水蒸气分压，kPa), 下所需氧的质量流量，再将其换算成标准状态下 kg[水蒸气」/kg[干空气]。

所需空气的容积流量Qo，如果鼓风机的使用状态采用公式(1)计算出流量后，再根据产品样本， 不是标准状态，例如在高原地区使用，使用状态 选用在标准状态下能够满足上述流量的鼓风机即可 时空气密度、含湿量发生了变化，设计时必须考 确定鼓风机的流量。 收稿日期:zoos-o7-22;修回日期:zoos-10-27 58袁泉:污水厂离心鼓风机选型中风量和风压的计算 1.2 计算公式的推导条件(温度、环境大气压力)发生了变化，风机的出鼓风机在环境大气中无论是标准状态或使用口压力也会发生变化，如果将其放置在高原地区使 状态，输送的介质均为含有水蒸气的湿空气，但 用，鼓风机出口压力比标准状态时要降低很多，风 空气中的水蒸气的分压很低(0.003一0.), 机就有可能因压力不足导致不能正常地向曝气池供 一般处于过热状态，因此可作为理想气体计算。 气，因此必须通过计算，准确的选择标准状态下鼓 设绝对压力为p(Pa)绝对温度为T(K)，则理想 风机的出口压力，以保证在使用状态下，风机处于 气体状态方程式[[I]为:最不利工况下的出口压力仍然能够略大于曝气池水POVo=PsVs二R(2) 深加管路及曝气器的压力损失之和。

To这里所说的出口压力为鼓风机出口的实际压 式中:R— 为气体常数，J/(kg-K);力，它等于鼓风机进口压力(环境大气压力)与鼓风V— 比体积(单位质量物体所占的体积)， 机的升压之和:p=p+p，出口压力与进口压力 m3/kgo之比称之为压力比二[21,is=(p+Ap)/poV=Q/G(3)在污水处理厂对鼓风机进行选型时，我们可以 式中:Q— 容积流量，m3/min;认为应使鼓风机在使用状态下与鼓风机在标准状态—‘ 质量流量，kg/mina下的压力比完全相等，那么，如果已知使用状态下设标准状态下湿空气的质量流量为Go，干空 大气压力为Ps(Pa)、风机所需的升压为ps(Pa), 气的质量流量为Go，使用状态下湿空气的质量流 温度为is，标准状态下的大气压力为Po，则应该选 量为Gs，干空气的质量流量为偏，‘有[[1],择在标准状态下升压为p。的风机，才能够满足使Go=Go(1+do)(4) 用要求 :Gs=Gs(1+ds)(5)Apo=尹。(+ )一Po(11) 则2.2 计算公式的推导G2 ‘ 6 卫 、0 1+do， 声污水厂的鼓风机在使用状态时，气体的绝热指了 、G了 ， ， 数k、气体常数R较标准状态没有发生变化，温度S _ Gs、 ..2.1+Is、T、进气压力P发生了变化，根据离心式压缩机的 将式(6)、式(7)分别代人式(3)，则相似性原理[[z[中对相似的判断，两种工况的k相r 了 0 、 ，=一一一S(0一一-、 ‘ 0 了 等、特征马赫数风(=uz/俩云天万-)不相等，属于Vo=QGoGo(1+do)近似相似，因此可以用近似相似时的性能换算方2 ‘ 9 、 ，二一一一v 一一-、 尹 法— 多变换算法来求出使用状态下压力比与标准VS=鲁Gs1(1+战)根据污水处理工艺计算确定需氧量后，无论 状态下压力比的变化值，但这种计算较为繁琐，这 是在标准状态还是在使用状态，我们需要鼓风机 里采用近似的压力比换算法— 等容换算法[[3]，这 的所输送的干空气的质量流量是相等的，令Go，二 种方法适用于k二1.4或k1.4的低压鼓风机的换 Gsl，将式(8)、式(9)分别代入式(2)，得算，在A1时，等容换算法的结果要比多变换算TsPo(1+ds)法高些，在二2.5,A=0.95一1.05时，其最大压Qs=口。

TOPs(1+do)力比偏差也只有1%左右，计算式如下:经计算标准状态空气的含湿量为0.0073，忽ss一1=A(s。一1)(12) 略不计，可以将上式简化为:式中:Eo 鼓风机在标准状态下的压力比;Qs=口。Tspmo(1+ds)(10)s一 鼓风机在使用状态下的压力比;lopsA— 换算系数，在最不利的工况下的数值 2 鼓风机出口压力的计算RT T 273+20为:A=(兰)，0.951。 2.1 计算公式RT T 273+35与标准状态相比，鼓风机在使用状态下进气将A代人式(12)并移项，可得。59. WATER工皿用水与度水Vol.36 No.6 Dec..2005今 =0.951+0.05(13) 式中:EA一 空气扩散装置的氧转移率，%。占0上述公式(巧)说明，离心鼓风机在标准状态在最不利的使用工况下工作的风机，其在标 与使用状态下的容积流量是不变的，但因为空气 准状态下的压力比最高为2.0，则式(13)的比值为 密度(P)、含湿量(ds)等发生了变化，导致鼓风机 97.6%，也就是说最不利工况下，使用状态与标准 向曝气池的供氧量(FOR)在冬季温度降低时增加、 状态压力比只相差2.4%，在工程计算中这一差值 夏季温度升高时降低。

例如，某一污水厂，选用 可以忽略不计。那么，可以认为鼓风机在使用状 上述计算例题中的离心鼓风机，根据环境温度变 态下与标准状态下的压力比完全相等，8s=80，则 化，采用式(15)计算出鼓风机的实际供氧量 公式(12)成立。(FOR)，其1年的变化规律见图1;在实际运行过 3 确定鼓风机流且、压力计算举例程中，由于进水水量、水质、水温、MLSS等参数云南某市，海拔高度1985m，大气压力79.01 的变化，系统需氧量(SOR)也会发生变化，见图to kPa，最高气温32℃，相对湿度So=75%，经计算 标准状态下需要空气的容积流量为60m3/min，污2 5 0100 水厂曝气池水深加管路及曝气器的压力损失之和︵ ︶ q 洲 如 \ ， · 2 0 090 为49.05kPa，用上述公式进行选型计算，确定应侧0龚 选用的鼓风机在使用状态下所需的容积流量Qs和气将 1 5 080 标准状态下的升压Poo色①容积流量Qs的确定的-.卜-F口R ~-‘一 1 一 SOR首先计算出来使用状态下空气的含湿量:1 0 0 --占一 一 -习匕 ‘-- 一 习702月 4月 6月 8月 10月 12月 ds=0.622 (PPI 0.622x0.75x4.753 0.0294月份Ps一P(P 79.01一0.75x4.753图 1 SOR，FOR与电机电流(I)随时间的变化那么所应选用的离心鼓风机在标准状态下的 容积流量为:从图1中可以看出，在夏季，水温较高，曝273+32Oc=On玉困里+ds)=60、气池需氧量(SOR)增大，但鼓风机的供氧量(FOR)+20在减少，这是设计时考虑需氧量的最不利工况点，箫 x“+0.0294)=82.45m(3/min) 此时供氧量、需氧量基本相当;在冬季，水温降② 升压P。

的确定低，曝气池需氧量(SOR)减少，但鼓风机的供氧量Po=Po(+ )一Po=101.3x(FOR)增大，此时供氧量较需氧量大出许多。这是Ps由于冬季气温降低，空气密度增加，那么风机所79.01+49.05)一101.3=62.89(kPa) 供给的干空气的质量流量较标准状态大幅度增加，79.01从而引起供氧量增加，同时风机负荷增加，从运设计选型时，应选用标准状态下的容积流量行时的实际测量情况来看，每年冬季时风机的电 为82.45m3/min、升压为62.89kPa的离心鼓风机。流都较夏季时高出5一8A(如果在冬季、夏季温差 4 鼓风机供气流最的变化规律较大的北方地区，有可能导致风机在冬季运行时对于同一台鼓风机，在冬季和夏季，其容积风 机超负荷)，曝气池的溶解氧的质量浓度也高出1一3 流量是不会发生变化的，那么由式(7)可知，mg/L。因此，在生产运行过程中，需要针对这种 所输送至曝气系统的干空气的质量流量Gs，为变化对设备进行及时的调整，使鼓风机的充氧能= GS=PQs( l 4 ) 力与实际运行中的需氧量相适应。1+d, 1+d,将式(14)代人鼓风机向曝气池的供氧量(FOR) 5 结语 的计算公式中，则①为保证鼓风机在使用状态与标准状态所供=0.氧的质量流量相等，必须对2种状态下的容积流FOR(15)1+ds(下转第64页) 60。

工业用水与康水Vol.36 No.6 Dec.,2005 均在100wg/L以下，而且相当稳定。2种超滤组 压式为PS材料，外压式为PVDF材料)以及两者间 件对铁的去除率比较接近，而且当进水中铁的含 运行工艺的差异:外压式过滤膜通量比内压式要 量较高时，超滤组件对铁的去除率会提高。高真人百家家乐app，而TMP则比外压式低，因而使外压式产水透过率比内压式要高1倍以上。虽然外压式出水一， 循环水一 外压式* 内压式比内压式稍高，但从经济性考虑，外压式组件要白 300好于内压式组件。3汞200一_ 广\/②从2种组件运行参数优化效果来看，外压式优化过程比内压式更为有效，内压式组件还需鲁100-/ 一\了/要进一步优化运行时间(减少)和CEB频率(增加)才能减少污染物在膜上的沉积。这样就使得内压1 2 3 4 5 6 7 8式组件的回收率大大降低。测试次数/次③2种超滤组件出水水质均非常稳定，完全图8 2种超滤组件出水总铁对比符合RO进水要求。2种超滤组件对COD,,、总铁 2.2.5 进出水正磷酸根和正磷酸根的去除率基本在同一水平上。

从图9可知:超滤组件进水的正磷酸根的质④综合以上三方面比较可知:外压式超滤组 量浓度在0.5一2mg/L范围内变化，而2种超滤组 件作为火电厂循环冷却排污水反渗透预处理处理 件的出水基本都能维持在0.5mg/L左右，2种组件 要优于内压式组件。 的去除率基本一致。2.5 ︵ 乙参考文献:·2.0 如 日[1」高秀山.火电厂循环冷却水处理M「].北京:中国电力出版社， ︶ ， 气 \ 卫 … ︶2001 ︵ 蟾 ， 0 翻[2l苏金坡，尹连庆，莫莉萍，等.超滤膜技术用于处理电厂循环1 俗 1 1 1 1冷却排污水J【l.河北电力技术，2004,(3):35-37.日 勺 ︶ d仁3」王世昌.海水淡化工程[M].北京:化学工业出版社，2003.0[4]邱运仁，张启修.超滤过程膜污染控制技术研究进展J【l.现代1 2 3 4 5 6 7 8化工，2002,22(2):18-21.

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