我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)著城市的快速發(fā)展，也給城市帶來(lái)了一些污染。因此越來(lái)越多的污水處理部門開始建立起來(lái)，在污水處理工藝中，鼓風(fēng)機(jī)是整個(gè)污水處理最主要的運(yùn)行設(shè)備之一，因其具有極大的節(jié)能效果，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，將會(huì)極大地減少污水處理裝置的能源消耗。

一、羅茨鼓風(fēng)機(jī)的原理與特點(diǎn)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)在工作時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是具有很大的氣壓選擇范圍，能夠強(qiáng)行將氣體進(jìn)行抽送，而且能夠保持氣體的品質(zhì)，不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修和保養(yǎng)都很方便。同時(shí)它也具有一系列的問題，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)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(shí)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(fēng)機(jī)用于原水池和生化池的配風(fēng)需要，由于生產(chǎn)需要，鼓風(fēng)機(jī)需要24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此采用了兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)輪流工作的方法進(jìn)行輪流使用較好。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，羅茨風(fēng)機(jī)中部分風(fēng)量經(jīng)旁路放空，而且鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部的密封性能不夠良好，經(jīng)常會(huì)發(fā)生風(fēng)量流走的現(xiàn)象，因此在能源上造成了極大的浪費(fèi)，該現(xiàn)象帶來(lái)的直接后果是風(fēng)量不穩(wěn)定的突變，并伴隨著大量的噪聲，根據(jù)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量只能達(dá)到額定的80%-90%,而消耗的電能比額定量多出20%-30%，因此對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造勢(shì)在必行。

圖1 污水處理廠（圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)）

二、羅茨鼓風(fēng)機(jī)的變頻改造與原理

根據(jù)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作原理，調(diào)節(jié)其輸運(yùn)氣體的壓力時(shí)，轉(zhuǎn)速保持不變，其實(shí)際的鼓風(fēng)流量改變并不明顯，效果并不好，由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的流量與其轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，因此在調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的氣體流量時(shí)，最好的方法就是改變鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于轉(zhuǎn)速的改變會(huì)帶來(lái)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(shí)際的鼓風(fēng)機(jī)工作中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載恒定，因此在眾多的轉(zhuǎn)速改變方法中，變頻方法最為有效，具體優(yōu)點(diǎn)為機(jī)械特性最好，功率因素最優(yōu)，節(jié)電效果最顯著，調(diào)節(jié)平滑，啟動(dòng)電流小，因此最適宜采用。

對(duì)于實(shí)際的羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)來(lái)講，其氣體流量的值并不能夠達(dá)到理論預(yù)期，但是與理論流量成正比關(guān)系，因此可以認(rèn)為，羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)其流量與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是成正比的。

由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率成正比，因此其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩均保持不變。

在使用變頻來(lái)對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，具體的做法是將工業(yè)的交流電源經(jīng)過(guò)一系列的整流電路變成直流電源，然后再通過(guò)一系列的正弦波脈寬調(diào)制方法將直流電再變?yōu)轭l率可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)振幅也可以隨之產(chǎn)生變化的交流電源，因此通過(guò)該可變電源為羅茨鼓風(fēng)機(jī)供電，將會(huì)靈活調(diào)節(jié)使用電源的頻率，繼而靈活改變鼓風(fēng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。

圖2 污水處理羅茨鼓風(fēng)機(jī)

三、羅茨鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際變頻調(diào)速表現(xiàn)

為了便于對(duì)比，我們首先對(duì)其中一臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻調(diào)速的測(cè)試，在對(duì)其進(jìn)行了一段時(shí)間的工作測(cè)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(guò)去的444 千瓦時(shí)下降到現(xiàn)在的400千瓦時(shí)，實(shí)際節(jié)約了10%左右，這樣下來(lái)每年可以為分廠節(jié)約上萬(wàn)元的經(jīng)費(fèi)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(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的反饋觀察可以隨時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也更加穩(wěn)定，同時(shí)帶來(lái)的結(jié)果就是設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)，使用壽命也隨之延長(zhǎng)，同時(shí)保養(yǎng)與維修的費(fèi)用也隨之降低,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)都帶來(lái)了眾多益處。

在污水處理裝置的羅茨鼓風(fēng)機(jī)中引入變頻器，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，能夠?yàn)槲鬯幚韽S帶來(lái)節(jié)能方面的改善，提高鼓風(fēng)機(jī)的使用壽命，提高了自動(dòng)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(cái)力物力都較小，而且能夠在短期內(nèi)迅速收到成效，因此該方法值得在同類的工廠設(shè)備節(jié)能改造工作中使用。

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