我國經濟的發展帶動著城市的快速發展，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，因其具有極大的節能效果，通過對其進行節能改造，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，經常會發生風量流走的現象，因此在能源上造成了極大的浪費，該現象帶來的直接后果是風量不穩定的突變，并伴隨著大量的噪聲，根據實際的統計數據顯示，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

根據羅茨鼓風機的工作原理，調節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，具體優點為機械特性最好，功率因素最優，節電效果最顯著，調節平滑，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時，具體的做法是將工業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為頻率可以進行調節，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

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 千瓦時下降到現在的400千瓦時，實際節約了10%左右，這樣下來每年可以為分廠節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，系統控制的穩定性也得到了提高，通 過電機運轉的反饋觀察可以隨時了解系統的運行狀況，鼓風機的轉速也更加穩定，同時帶來的結果就是設備運行更加平穩，使用壽命也隨之延長，同時保養與維修的費用也隨之降低,對整個系統都帶來了眾多益處。

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，能夠為污水處理廠帶來節能方面的改善，提高鼓風機的使用壽命，提高了自動化程度，節省了大量維修和保養的開支。另外，使用變頻器的節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能改造工作中使用。

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