我國經濟的發(fā)展帶動著城市的快速發(fā)展，也給城市帶來了一些污染。因此越來越多的污水處理部門開始建立起來，在污水處理工藝中，鼓風機是整個污水處理最主要的運行設備之一，因其具有極大的節(jié)能效果，通過對其進行節(jié)能改造，將會極大地減少污水處理裝置的能源消耗。

一、羅茨鼓風機的原理與特點

羅茨鼓風機在工作時的優(yōu)點是具有很大的氣壓選擇范圍，能夠強行將氣體進行抽送，而且能夠保持氣體的品質，不會對其產生污染，結構簡單，維修和保養(yǎng)都很方便。同時它也具有一系列的問題，因為工作時伴隨著氣體的壓縮和排放，因此其具有很大的工作噪音，同時由于其氣體密封性不夠良好，能源利用率低，所以其耗電量非常龐大。

羅茨鼓風機用于原水池和生化池的配風需要，由于生產需要，鼓風機需要24小時運轉，因此采用了兩臺鼓風機輪流工作的方法進行輪流使用較好。在實際運行過程中，羅茨風機中部分風量經旁路放空，而且鼓風機內部的密封性能不夠良好，經常會發(fā)生風量流走的現(xiàn)象，因此在能源上造成了極大的浪費，該現(xiàn)象帶來的直接后果是風量不穩(wěn)定的突變，并伴隨著大量的噪聲，根據(jù)實際的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，羅茨鼓風機的風量只能達到額定的80%-90%,而消耗的電能比額定量多出20%-30%，因此對羅茨鼓風機進行節(jié)能改造勢在必行。

圖1 污水處理廠（圖片來源網絡）

二、羅茨鼓風機的變頻改造與原理

根據(jù)羅茨鼓風機的工作原理，調節(jié)其輸運氣體的壓力時，轉速保持不變，其實際的鼓風流量改變并不明顯，效果并不好，由于羅茨鼓風機的流量與其轉速成正比關系，因此在調節(jié)鼓風機的氣體流量時，最好的方法就是改變鼓風機的轉速，由于轉速的改變會帶來能量消耗的變化，因此可以明顯節(jié)省消耗的電能。然而在實際的鼓風機工作中轉子的轉動負載恒定，因此在眾多的轉速改變方法中，變頻方法最為有效，具體優(yōu)點為機械特性最好，功率因素最優(yōu)，節(jié)電效果最顯著，調節(jié)平滑，啟動電流小，因此最適宜采用。

對于實際的羅茨鼓風機工作時來講，其氣體流量的值并不能夠達到理論預期，但是與理論流量成正比關系，因此可以認為，羅茨鼓風機工作時其流量與轉子的轉動速度是成正比的。

由于羅茨鼓風機的轉速與功率成正比，因此其運轉時轉矩均保持不變。

在使用變頻來對羅茨鼓風機的轉速進行調節(jié)時，具體的做法是將工業(yè)的交流電源經過一系列的整流電路變成直流電源，然后再通過一系列的正弦波脈寬調制方法將直流電再變?yōu)轭l率可以進行調節(jié)，同時振幅也可以隨之產生變化的交流電源，因此通過該可變電源為羅茨鼓風機供電，將會靈活調節(jié)使用電源的頻率，繼而靈活改變鼓風機的工作轉速。

圖2 污水處理羅茨鼓風機

三、羅茨鼓風機的實際變頻調速表現(xiàn)

為了便于對比，我們首先對其中一臺羅茨鼓風機進行了變頻調速的測試，在對其進行了一段時間的工作測試后，具有明顯的改變，一方面是在電能的消耗上，日耗電量大約從過去的444 千瓦時下降到現(xiàn)在的400千瓦時，實際節(jié)約了10%左右，這樣下來每年可以為分廠節(jié)約上萬元的經費開支，效果十分明顯，另一方面是引人了變頻器以后，系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性也得到了提高，通 過電機運轉的反饋觀察可以隨時了解系統(tǒng)的運行狀況，鼓風機的轉速也更加穩(wěn)定，同時帶來的結果就是設備運行更加平穩(wěn)，使用壽命也隨之延長，同時保養(yǎng)與維修的費用也隨之降低,對整個系統(tǒng)都帶來了眾多益處。

在污水處理裝置的羅茨鼓風機中引入變頻器，對鼓風機的轉速進行變頻調節(jié)，能夠為污水處理廠帶來節(jié)能方面的改善，提高鼓風機的使用壽命，提高了自動化程度，節(jié)省了大量維修和保養(yǎng)的開支。另外，使用變頻器的節(jié)能改造消耗的財力物力都較小，而且能夠在短期內迅速收到成效，因此該方法值得在同類的工廠設備節(jié)能改造工作中使用。

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