离心式鼓风机喘振原因分析及对策

离心式鼓风机喘振原因分析及对策

摘要：针对武汉市龙王嘴污水处理厂离心式鼓风机在使用过程中发生的喘振现象，对喘振产生的原因和影响喘振的主要因素进行了分析，提出了判断喘振的方法，并总结了几种消喘振的解决方案，如采用变频器启动、采用出风管放气、降低生物池的污泥浓度、保证管路畅通改变鼓风机的“争风”状态、加强人员技能培训、定期维护保养等。

关键词：离心式鼓风机；喘振；对策

Reason Analysis and Countermeasures for Surge of Centrifugal Blower in WWTP

Abstract：In order to solve the surge of the centrifugal blower in Wuhan Longwangzui WWTP，Wuhan City，the reasons and the main influence factors for the surge were analyzed，judging measures were proposed．Several solutions for avoiding the surge were summarized，including using frequency converter for starting，using vent pipe for releasing air，reducing MLSS in biological tank，ensuring piping to be unblocked，changing the state of fighting for air，enhancing personnel training，regular maintenance and so on．

Key words：centrifugal blower；surge；countermeasures

武汉市龙王嘴污水处理厂处理能力为15×104m3／d，采用改良型A2O工艺，生物池采用微孔鼓风曝气，使用4台Spencer Power Mizer5000系列多级离心式鼓风机，2用2备。离心风机风量为10833m3／h，功率为250kW，配套电机功率为300kW。

在使用过程中，Spencer鼓风机可靠性高，集成度好，报警参数设置较全，保护措施完善，全部采用触摸自动控制，报警信号自动提示，操作维护较简单，但也存在运行噪音大和开机、倒机时发生喘振等缺点。尤其是喘振，给鼓风机的机械系统带来很大的损伤，加快了鼓风机的老化，降低了鼓风机的使用寿命，增加了修理、维护和管理成本。

1喘振

1．1喘振产生的原因

在鼓风机运转过程中，当流量不断减少到最小值Qmin(喘振工况)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。当旋转脱离扩散到整个通道，会使鼓风机出口压力突然大幅下降，而管网中压力并未马上减低，于是管网中的气体压力就大于鼓风机出口处的压力，管网中的气体倒流向鼓风机，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，鼓风机开始向管网供气，将倒流的气体压出去，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，以致无法工作，这就产生了喘振。

1．2影响喘振的主要因素

①转速

离心式压缩机转速变化时，其性能曲线也将随之改变。当转速提高时，压缩机叶轮对气体所做的功将增大，在相同的容积流量下，气体的压力也增大，性能曲线上移。反之，转速降低则使性能曲线下移。随着转速的增加，喘振界限向大流量区移动。

②管网特性

离心式鼓风机的工作点是鼓风机性能曲线与管网特性曲线的交点，只要其中一条曲线发生变化(如将鼓风机出口阀关小)，工作点就会改变。管网阻力增大，其特性曲线将变陡，致使工作点向小流量方向移动。

③进气状态

在实际生产中，进气压力过低、背压过高、进(排)气量忽然减少、进气温度过高、鼓风机转速忽然降低、机械故障、进口风道过滤网堵塞、生物池污泥浓度过高、曝气头堵塞、喘振报警装置失灵等都会引起鼓风机喘振[1]。

2喘振的判断及消除

2．1喘振现象的判断

①鼓风机抽出的风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也会发生很大的波动。

②鼓风机机体产生强烈的振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动。

③鼓风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。

④风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化。

2．2喘振的消除措施

在生产过程中，当观察到发生喘振现象时，就不要再增加管网阻力，以免加剧喘振，应立即查找原因，采取相应的措施，及时消除隐患。

①采用变频器启动。4台离心式鼓风机均配备变频器。通过调低鼓风机二级电动机的运行频率，可以消除喘振，在鼓风机启动时比较有效。但这种方法实际上降低了鼓风机的使用能力，只能作为临时性措施。

②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。

③降低生物池的污泥浓度。鼓风机的负荷越大，发生喘振的几率就越大。在满足工艺基本要求的情况下，尽量降低生物池的污泥浓度，减少耗氧量，可以使鼓风机的工作负荷降低，离开喘振区域。

④保证整个管路的通畅。定期检查进口风道过滤网，若发现堵塞则立即更换。由于龙王嘴污水厂的曝气系统已运行三年，不少曝气头堵塞，需尽快更换，以降低整个管路的阻力。此外，鼓风机出口管与总管连接角为90°，气体因流速快而冲击管壁形成爆炸头，大大增加了局部阻力，目前只能通过对管路的改造来解决。

⑤改变鼓风机的“争风”状态。由于鼓风机采用并联形式，在一机正常运行、一机欲停、备机欲开状态下，很容易造成开、停两台机因“争风”而处于小流量状态。高压头鼓风机气体压迫低压头鼓风机气体，致使喘振发生，此时将欲停机迅速关闭，急速启动备用机达正常工况，即可消除喘振。

⑥加强对运行人员的技能培训，杜绝不当操作。在生产运行中，存在开机时因操作不当，出口阀门未能迅速打开，致使机组在小流量状态下运转，发生喘振现象。此时应迅速开启出口阀，加大流量，使机组在正常工况下运行，即可消除喘振。

⑦定期维护保养。检查鼓风机的油温、油压，主电机的温升，鼓风机的振动、电流、电压等，使鼓风机运行在最佳工况，避免喘振的发生。

3结语

离心式鼓风机是污水处理厂的重要机械设备之一，喘振是离心鼓风机固有的特性，具有较大的危害。在实际生产中，只要对喘振现象产生的征兆加以快速准确的预测与判断，并及时处理，就可以有效避免喘振现象的发生。