污水处理厂鼓风机房设计体会

宋汝华
(天津市市政工程设计研究院)

　　目前污水处理厂鼓风机的节能问题已受到人们的普遍重视，本文结合天津市纪庄子污水厂鼓风机房改造、东郊污水厂和无缝钢管厂污水处理工程鼓风机房设计，从保证安全运行和改善工作环境等方面谈几点设计体会。

1 喘振及防止方法

1.1 喘振
　　在风机运转过程中，当流量不断减少到Q_min值时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动，这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道，会使风机出口压力突然大幅度下降，而管网中压力并不马上减低，于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力，管网中的气体倒流向风机，直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着，鼓风机又开始向管网供气，将倒流的气体压出去，这又使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响，机器产生剧烈振动，以至无法工作，这就是喘振。
　　从理论上还不能正确计算出喘振工况点，只能在性能测试时根据经验来判断是否进入喘振工况。
　　① 听测风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时，出气管道中气流发出的噪音时高时低，产生周期性变化。当进入喘振工况时，噪音立即剧增，甚至有爆音出现。
　　② 观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大，当进入喘振区时，二者的变化都很大。
　　③ 观测机体的振动情况。进入喘振区时，机体和轴承都会发生强烈的振动。
1.2 防止方法
　　采用出风管放气。在出风管上设一旁通管，一旦风量降低至Q_min，旁通管上的阀门自动打开放气，此时进口的流量增加，工作点可由喘振区移至稳定工作区，从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时，随着工况变化，导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求，从而避免气流失速，可有效防止风机喘振。

2 噪声控制

　　鼓风机的噪声对污水处理厂的环境影响非常严重，噪声的辐射主要通过风机本体，进、出风管和连接风道。据有关资料介绍，国外有的鼓风机房为减小噪音将鼓风机设在地下，而地上式鼓风机房室内设有吸音板，门、窗全部是密封的，其造价很可观。结合我国实际情况，针对风机组产生的各种噪声源，通常采取的措施有：消声、隔声、隔振和包覆。
　　① 消声
　　装设消声器是控制风机噪声的主要途径，消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置，可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。东郊污水厂在进风廊道内两侧整个截面设有若干2m多长的吸音板块，空气从板块间通过，降低了噪声。而纪庄子污水厂则在进、出风管道上加设消音器。
　　② 隔声和吸声
　　风机进、出风管加设消音器后，其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下，可采取隔音措施，设置隔声室，在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料，以消除机组产生的噪声。
　　③ 隔振
　　振动是噪声的主要起源，风机组的振动会产生低频噪声，故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此，风机的外壳材料宜选用铸铁，以增加设备自重与外壳厚度，减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头，降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声，对于小型鼓风机可在机组的基础下加设减振器。
　　④ 包覆
　　室外出风管道目前大多数设在地面上，实际运行中噪声很大，可将出风管全部设在地面以下，利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。
　　通过综合控制会使整个鼓风系统噪声减弱，达到规范的要求。

3 风机冷却

　　为改善鼓风机房运行管理环境，在选择鼓风机时需考虑鼓风机的冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷(如纪庄子污水厂)和风冷(如东郊污水厂)。通过运行发现，水冷虽然增加了冷却水系统，但运行环境良好；而风冷的鼓风机，热量直接排至室内，夏季室温高达40℃以上，东郊污水厂只好在每台鼓风机上加设通风机及排风管道，影响了机房的环境。因此，鼓风机选型时宜选择水冷式。
　　每座污水厂选择的鼓风机类型有所不同，设计形式多种多样，关键是要综合考虑多方面因素，采用切实可行的方法，设计一套完整的供气系统，保证污水厂的安全运行，同时创造良好的工作环境。

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　　(收稿日期 1998-10-12)