宋汝華
(天津市市政工程設(shè)計研究院)

　　目前污水處理廠鼓風(fēng)機(jī)的節(jié)能問題已受到人們的普遍重視，本文結(jié)合天津市紀(jì)莊子污水廠鼓風(fēng)機(jī)房改造、東郊污水廠和無縫鋼管廠污水處理工程鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)計，從保證安全運(yùn)行和改善工作環(huán)境等方面談幾點(diǎn)設(shè)計體會。

1 喘振及防止方法

1.1 喘振
　　在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)流量不斷減少到Q_min值時，進(jìn)入葉柵的氣流發(fā)生分離，在分離區(qū)沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向并以比葉輪旋轉(zhuǎn)角速度小的速度移動，這就是旋轉(zhuǎn)脫離。當(dāng)旋轉(zhuǎn)脫離擴(kuò)散到整個通道，會使風(fēng)機(jī)出口壓力突然大幅度下降，而管網(wǎng)中壓力并不馬上減低，于是管網(wǎng)中的氣體壓力就大于風(fēng)機(jī)出口處的壓力，管網(wǎng)中的氣體倒流向風(fēng)機(jī)，直到管網(wǎng)中的壓力下降至低于鼓風(fēng)機(jī)出口壓力才停止。接著，鼓風(fēng)機(jī)又開始向管網(wǎng)供氣，將倒流的氣體壓出去，這又使機(jī)內(nèi)流量減少，壓力再次突然下降，管網(wǎng)中的氣體重新倒流至風(fēng)機(jī)內(nèi)，如此周而復(fù)始，在整個系統(tǒng)中產(chǎn)生周期性的低頻高振幅的壓力脈動及氣流振蕩現(xiàn)象，并發(fā)出很大的聲響，機(jī)器產(chǎn)生劇烈振動，以至無法工作，這就是喘振。
　　從理論上還不能正確計算出喘振工況點(diǎn)，只能在性能測試時根據(jù)經(jīng)驗來判斷是否進(jìn)入喘振工況。
　　① 聽測風(fēng)機(jī)出氣管道的氣流噪音。接近喘振工況時，出氣管道中氣流發(fā)出的噪音時高時低，產(chǎn)生周期性變化。當(dāng)進(jìn)入喘振工況時，噪音立即劇增，甚至有爆音出現(xiàn)。
　　② 觀測風(fēng)機(jī)出口壓力和進(jìn)口流量變化。正常工作時其出口壓力和進(jìn)口流量變化不大，當(dāng)進(jìn)入喘振區(qū)時，二者的變化都很大。
　　③ 觀測機(jī)體的振動情況。進(jìn)入喘振區(qū)時，機(jī)體和軸承都會發(fā)生強(qiáng)烈的振動。
1.2 防止方法
　　采用出風(fēng)管放氣。在出風(fēng)管上設(shè)一旁通管，一旦風(fēng)量降低至Q_min，旁通管上的閥門自動打開放氣，此時進(jìn)口的流量增加，工作點(diǎn)可由喘振區(qū)移至穩(wěn)定工作區(qū)，從而消除了進(jìn)氣流量小、沖角過大引起失速和發(fā)生喘振的可能性。在采用進(jìn)口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量時，隨著工況變化，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)改變通道面積適應(yīng)新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風(fēng)機(jī)喘振。

2 噪聲控制

　　鼓風(fēng)機(jī)的噪聲對污水處理廠的環(huán)境影響非常嚴(yán)重，噪聲的輻射主要通過風(fēng)機(jī)本體，進(jìn)、出風(fēng)管和連接風(fēng)道。據(jù)有關(guān)資料介紹，國外有的鼓風(fēng)機(jī)房為減小噪音將鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在地下，而地上式鼓風(fēng)機(jī)房室內(nèi)設(shè)有吸音板，門、窗全部是密封的，其造價很可觀。結(jié)合我國實(shí)際情況，針對風(fēng)機(jī)組產(chǎn)生的各種噪聲源，通常采取的措施有：消聲、隔聲、隔振和包覆。
　　① 消聲
　　裝設(shè)消聲器是控制風(fēng)機(jī)噪聲的主要途徑，消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置，可以大大減弱進(jìn)、出風(fēng)口輻射出來的噪聲。東郊污水廠在進(jìn)風(fēng)廊道內(nèi)兩側(cè)整個截面設(shè)有若干2m多長的吸音板塊，空氣從板塊間通過，降低了噪聲。而紀(jì)莊子污水廠則在進(jìn)、出風(fēng)管道上加設(shè)消音器。
　　② 隔聲和吸聲
　　風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)管加設(shè)消音器后，其風(fēng)機(jī)殼體的輻射噪聲仍對周圍環(huán)境有較大干擾。在條件允許的情況下，可采取隔音措施，設(shè)置隔聲室，在室內(nèi)壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料，以消除機(jī)組產(chǎn)生的噪聲。
　　③ 隔振
　　振動是噪聲的主要起源，風(fēng)機(jī)組的振動會產(chǎn)生低頻噪聲，故減輕機(jī)器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，風(fēng)機(jī)的外殼材料宜選用鑄鐵，以增加設(shè)備自重與外殼厚度，減小自振。在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口處設(shè)置柔性波紋管減振接頭，降低風(fēng)機(jī)振動傳遞到風(fēng)道上產(chǎn)生的輻射噪聲，對于小型鼓風(fēng)機(jī)可在機(jī)組的基礎(chǔ)下加設(shè)減振器。
　　④ 包覆
　　室外出風(fēng)管道目前大多數(shù)設(shè)在地面上，實(shí)際運(yùn)行中噪聲很大，可將出風(fēng)管全部設(shè)在地面以下，利用土層吸音或用隔音材料包覆管道。
　　通過綜合控制會使整個鼓風(fēng)系統(tǒng)噪聲減弱，達(dá)到規(guī)范的要求。

3 風(fēng)機(jī)冷卻

　　為改善鼓風(fēng)機(jī)房運(yùn)行管理環(huán)境，在選擇鼓風(fēng)機(jī)時需考慮鼓風(fēng)機(jī)的冷卻形式。目前常采用的冷卻方式有水冷(如紀(jì)莊子污水廠)和風(fēng)冷(如東郊污水廠)。通過運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，水冷雖然增加了冷卻水系統(tǒng)，但運(yùn)行環(huán)境良好；而風(fēng)冷的鼓風(fēng)機(jī)，熱量直接排至室內(nèi)，夏季室溫高達(dá)40℃以上，東郊污水廠只好在每臺鼓風(fēng)機(jī)上加設(shè)通風(fēng)機(jī)及排風(fēng)管道，影響了機(jī)房的環(huán)境。因此，鼓風(fēng)機(jī)選型時宜選擇水冷式。
　　每座污水廠選擇的鼓風(fēng)機(jī)類型有所不同，設(shè)計形式多種多樣，關(guān)鍵是要綜合考慮多方面因素，采用切實(shí)可行的方法，設(shè)計一套完整的供氣系統(tǒng)，保證污水廠的安全運(yùn)行，同時創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

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　　(收稿日期 1998-10-12)