鼓风机房设计.docx

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鼓风机房设计

第1章鼓风机房的设计

1.1设计目的与任务

1.1.1设计目的

本次设计是“水污染控制工程”课程教学的一个重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解废水处理工程设计的一般程序和基本步骤，在设计中学习、巩固和提高工程设计理论与解决实际问题的能力；熟悉城市污水原始资料（废水的水质、水量资料和处理要求）确定处理方案、选择工艺流程的基本原则；深化对本课程中基本概念、基本原理和基本设计计算方法的理解和掌握；掌握各种处理工艺和方法在处理流程中的作用、相互联系和关系以及适用条件、处理效果的分析比较；了解设计计算说明书基本内容和编制方法，初步训练学生查阅技术文献、资料、手册、进行工程基本计算、工艺设计和制图能力。

通过本课程设计的训练，使学生具备独立进行城市污水处理厂的工艺优选和技术设计基本能力，初步具备编制工程设计文件，加强学生对水污染控制工程的综合理解和实际应用能力。

1.1.2设计任务

根据工艺流程和设备参数进行鼓风机房的设计，包括风量计算、空压机选择以及各种因素分析等。

1.2工艺流程概述

需要鼓风部分：

A2O池中的好氧池。

1.3设计计算及选型

1.3.1好氧池供气量计算

（1）平均时需氧量:

设计中取微生物代谢有机物需氧率

=0.5，微生物自氧需氧率

=0.15，

（2）最大时需氧量：

计算方法同上，只需将污水的平均流量换为最大流量，即

（3）供气量：

设计采用WM-180型空气扩散器，每个扩散器的服务面积为0.49㎡，敷设与池底0.2m处，淹没深为H=4.0m。

查表知20℃，30℃时溶解氧饱和度分别为

，

空气扩散器出口处的绝对压力Pb：

空气离开曝气池时，氧的百分比为

曝气池中溶解氧平均饱和度为：

（按最不利温度条件计算）

30℃下：

换算为在水温20℃时曝气池中溶解氧平均饱和度为：

。

20℃时脱氧清水充氧量为：

设计中取系数α=0.8，β=0.9，压力修正系数ρ=1.0，曝气池出口处溶解氧浓度C=2.0mg/L则计算得：

平时需氧量为：

最大时需氧量为：

曝气池的供气量：

平时供气量：

最大时供气量：

1.3.2风机选型

空压机的选择：

空气扩散装置安装在距离池底0.2m处，曝气池有效水深为4.2m，空气管路内的水头损失按1.0m计，则空压机所需压力为：

P=（4.2-0.2+1.0）×9.8=49kP

根据所需压力及空气量，选择L73WD型鼓风机，共8台，该鼓风机风压49kP，风量980r/min。

正常条件下，6台工作，2台备用；高负荷时，7台工作，1台备用。

1.3.3鼓风机房设计

设计原则：

1、设计应遵守排水规范有关规定、机组间距应不小于1.5m。

2、采取必要的防噪声措施。

3、每台风机设单独基础。

4、风管最低点应有油、水的排泄口。

5、机房应设双电源。

6、鼓风机房一般应包括配电房、值班室等。

7、在同一供气系统中，应采用同一类型风机。

8、设有工作风机和备用风机。

9、风管管路应设置回风管和相应阀门、止回阀、防止回风。

10、风机进风口应有净风装置，进风口应高出地面2m左右。

1.4常见问题及处理方法

1.4.1喘振

在风机运转过程中，当流量不断减少到Qmin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。

1.4.2喘振的处理方法

采用出风管放气。

在出风管上设一旁通管，一旦风量降低至Qmin，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。

1.4.3噪声

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。

1.4.4噪声的处理方法

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。

1.4.4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，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。

第2章心得体会

这次的课程设计，使我们能有把课本上学的理论知识真正运用到实际工程设计中的契机，我们把理论联系实际，既用知识支持了实际，也用实际工程应用弥补了课本知识的空缺。

再次做课程设计的时候，我们没有了上一次设计时头脑中的空缺，可是在设计过程中还是遇到了很多困难，但我们没有就此被困难阻挡，反而大家更加积极和团结的一起来探讨商议，所谓人多力量大。

经过大家几份努力的合力，问题也就迎刃而解了，大家仿佛看到了一丝暖暖的微光……

接下来，大家根据自己工程特点和数据开始着手自己的设计，在不到一周的时间，大家基本完成了风量计算和风机选型。

接下来考虑的是鼓风机房的各种问题和解决方法，合理、便捷、清洁是每个人追求的目标，在常见问题中大家也同样进行了热烈的讨论。

谁的设计有新意，谁的仍然存在问题，大家都踊跃积极的帮助彼此出谋划策。

在课程设计中，我们不仅将知识体系完善，同时了锻炼了实际工程问题的思维，为我们在今后的工作奠定了基础。

使我们面对工程问题不再束手无策和不知所从，给我们时间经验。

希望今后还有机会进行更多实践项目！

最后，真诚地感谢老师的指导！

参考文献

[1].韩洪军．水处理工程设计计算．北京，中国建筑工业出版社，2005

[2]中国市政工程西北设计研究院主编，给水排水设计手册第十一册，常用设备，北京，中国建筑工业出版社，2002

[3]李金根主编给水排水工程快速设计手册，第四册，给水排水设备，北京，中国建筑工业出版社，2002

[4]张自杰主编排水工程第二版，下册，排水，北京，中国建筑工业出版社，2000

[5]李亚峰尹士君主编，给水排水工程专业毕业设计指南，北京，化学工业出版社环境科学与工程出版中心，2003

[6]李金根主编给水排水工程快速设计手册，第四册，给水排水设备，北京，中国建筑工业出版社，1996

[7]排水工程（第四版）下册张自杰主编中国建筑工程出版社2000年6月版