La elección del modo de control del ventilador en proceso de tratamiento de aguas residuales?
Para reducir aún más el consumo de energía de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, se analizan el principio y las características de la conversión de frecuencia del ventilador centrífugo de alta velocidad de una sola etapa y el volumen de aire de ajuste de la paleta guía. De acuerdo con los requisitos del proceso de tratamiento de aguas residuales sobre la presión del aire y el volumen de aire del ventilador, se propone que el soplador de aire adopte el método de paleta guía importada para ajustar el volumen de aire.
En el proceso de tratamiento de aguas residuales urbanas, el método de lodos activados tiene las características de baja inversión, alta eficiencia de tratamiento y experiencia operativa madura, por lo que es ampliamente utilizado. El sistema de aireación generalmente usa aireación por chorro. En la operación real, la calidad de las aguas residuales, el volumen de agua, el medio ambiente y otros factores siempre están cambiando. El sistema de aireación debe poder ajustar el suministro de aire a tiempo de acuerdo con los cambios en el contenido de oxígeno disuelto del tanque de aireación para garantizar el efecto del tratamiento y no desperdiciar energía. Por lo tanto, en la etapa de diseño del proyecto, tanto el propietario como la unidad de diseño otorgan gran importancia a la selección de los sopladores y la selección de los métodos de control.
En el diseño preliminar del proyecto de la planta de tratamiento de aguas residuales, el equipo de soplado de aire adopta un ventilador centrífugo de alta velocidad de una sola etapa y el esquema de control de conversión de frecuencia para ajustar el volumen de aire. Con el fin de cumplir con los requisitos del proceso de tratamiento de aguas residuales, maximizar la conservación de energía y reducir la inversión en construcción, después de la inspección y la organización de varios expertos para realizar análisis y demostraciones técnicas y económicas, se cree que la paleta guía importada es un soplador para el características del proceso de aireación y voladura de tratamiento de aguas servidas de este proyecto. Método de control razonable.
Análisis y selección del modo de control del ventilador centrífugo
El ventilador centrífugo es actualmente el ventilador más utilizado y el objeto principal del ahorro de energía del ventilador. De la investigación se desprende que el principal problema existente en el funcionamiento de los aerogeneradores es el grave despilfarro energético. De acuerdo con las estadísticas de los departamentos nacionales relevantes, el consumo de electricidad de los ventiladores y bombas representa alrededor de 40% del consumo total de electricidad en el país[1]. La razón principal del gran consumo de energía de los ventiladores es que los ventiladores en funcionamiento adoptan una gran cantidad de métodos de ajuste, como deflectores y válvulas. Aunque este método es simple y fácil de implementar, producirá una gran pérdida de energía durante el proceso de ajuste. Por lo tanto, el soplador que necesita ajustar el volumen de aire con frecuencia en el proyecto de tratamiento de aguas residuales debe elegir el método de ajuste adecuado para reducir el consumo de energía.
El principio de funcionamiento y las características de
1. El principio de funcionamiento y las características del ventilador centrífugo.
El principio de funcionamiento de un ventilador centrífugo de alta velocidad de una sola etapa es: el motor principal impulsa el impulsor para que gire a alta velocidad a través del eje, y el flujo de aire ingresa al impulsor giratorio de alta velocidad desde el eje de entrada y se convierte en un flujo radial que se acelera y luego ingresa a la cavidad del difusor, cambiando la dirección del flujo y desacelerando. Este efecto de desaceleración convierte la energía cinética del flujo de aire giratorio de alta velocidad en energía de presión (energía potencial), de modo que la salida del ventilador mantiene una presión estable.
Teóricamente, la curva característica de presión-flujo de un soplador centrífugo es una línea recta, pero debido a pérdidas tales como la resistencia por fricción dentro del ventilador, la curva característica real de presión y flujo disminuye suavemente con el aumento del caudal. La potencia del ventilador centrífugo correspondiente: la curva de flujo aumenta a medida que aumenta el caudal. Cuando el ventilador está funcionando a una velocidad constante, el punto de operación del ventilador se moverá a lo largo de la curva característica de presión-caudal. El punto de funcionamiento del ventilador durante el funcionamiento depende no solo de su propio rendimiento, sino también de las características del sistema. Cuando aumenta la resistencia de la red de tuberías, la curva de rendimiento de la tubería se vuelve más empinada.
El principio básico del ajuste del ventilador es obtener las condiciones de trabajo requeridas cambiando la curva de rendimiento del propio ventilador o la curva característica de la red de tuberías externa.
2. Principio y características del control de conversión de frecuencia
Con el desarrollo continuo de la tecnología, la tecnología de control de velocidad del motor de CA es ampliamente utilizada. A través de una nueva generación de componentes electrónicos totalmente controlados, el uso de un convertidor de frecuencia para cambiar la velocidad del motor de CA para controlar el flujo del ventilador puede reducir en gran medida la pérdida de energía causada por el control mecánico anterior del flujo.
El principio de ahorro de energía del ajuste de conversión de frecuencia: el ajuste de conversión de frecuencia es un método de ajuste eficiente. El soplador adopta un ajuste de conversión de frecuencia, que no producirá una pérdida de presión adicional y tiene un efecto significativo de ahorro de energía. El rango de ajuste del volumen de aire es de 0% a 100%, que es adecuado para ocasiones con un amplio rango de ajuste y, a menudo, con poca carga. Sin embargo, cuando la velocidad del ventilador cae y el volumen de aire disminuye, la presión del viento cambiará mucho. Según la ley de la proporción de ventiladores:
Q1/Q2=(n1/n2), H1/H2=(n1/n2)2, P1/P2=(n1/n2)3
Se puede ver que cuando la velocidad se reduce a la mitad de la velocidad nominal original, el flujo, la presión y la potencia del eje del punto de operación correspondiente se reducirán a 1/2, 1/4 y 1/8 de la original. . Esto es que el método de ajuste de conversión de frecuencia se puede mejorar en gran medida. Razones para el ahorro de energía.
De acuerdo con las características del ajuste de conversión de frecuencia, en el proceso de tratamiento de aguas residuales, el tanque de aireación siempre mantiene el nivel normal de 5 m (ver Figura 1), y se requiere que el soplador realice una amplia gama de ajuste de flujo bajo la condición de constante presión de salida Cuando es más grande, la presión del viento caerá demasiado, lo que no puede cumplir con los requisitos del proceso. Cuando la profundidad de ajuste es pequeña, no se muestra su ventaja de ahorro de energía, pero el dispositivo es complicado y la inversión única aumenta (en este proyecto, el uso del ajuste de conversión de frecuencia para el soplador aumenta la inversión única en 200.000 yuanes en comparación con el ajuste de la paleta guía). Por lo tanto, obviamente es inapropiado adoptar el método de ajuste de conversión de frecuencia bajo las condiciones de trabajo que el tanque de aireación de este proyecto necesita para mantener un nivel de líquido de 5 m.
3. Principio y características de ajuste de la paleta guía de entrada
El dispositivo de ajuste del álabe guía de entrada consiste en instalar un conjunto de álabes guía de ángulo de giro ajustable cerca de la entrada de succión del soplador: el álabe guía de entrada, su función es hacer que el flujo de aire gire antes de ingresar al impulsor, lo que resulta en una velocidad de torsión. La paleta guía puede girar alrededor de su propio eje, y cada ángulo de rotación de la paleta significa que el ángulo de instalación de la paleta guía cambia, de modo que la dirección del flujo de aire que ingresa a la rueda del ventilador cambia en consecuencia.
El principio de la paleta guía de entrada que regula el volumen de aire es: cuando el ángulo de instalación de la paleta guía θ=0°, la paleta guía básicamente no tiene efecto en el flujo de aire de entrada, y el flujo de aire fluirá hacia la paleta del impulsor en la dirección radial. Cuando θ>0°, la paleta guía de entrada desviará la velocidad absoluta de la entrada de aire a lo largo de la velocidad circunferencial en un ángulo θ y, al mismo tiempo, tendrá un cierto efecto de estrangulamiento en la velocidad de la entrada de aire. Este efecto de rotación previa y estrangulamiento conducirá al rendimiento del ventilador. La curva desciende, de modo que se cambian las condiciones de funcionamiento y se realiza el ajuste del flujo del ventilador. La profundidad del tanque de aireación es fija. El soplador ajusta el flujo bajo la condición de mantener constante la presión de salida, es decir, cuando H=constante y Q=variable, la curva característica de la red de tuberías es similar a una línea recta horizontal. El soplador adopta paletas guía de entrada para ajustarse sin recurrir a Para cambiar la curva característica de la red de tuberías, la curva de rendimiento de presión-flujo del ventilador se puede cambiar cambiando el ángulo de apertura y cierre de la paleta guía. El cambio de flujo se logra moviendo el punto de operación a la nueva curva característica del ventilador modificada. de
El ventilador centrífugo adopta el método de ajuste del álabe guía de entrada, que puede obtener una alta eficiencia y un amplio rango de rendimiento bajo operación de carga parcial. Bajo la condición de mantener constante la presión de salida, el flujo de trabajo se puede cambiar dentro del rango de 50% a 100% del flujo nominal. Cuanto mayor sea la profundidad de ajuste, mayor será el ahorro de energía. Si el flujo se reduce a 601 TP2T del flujo nominal, el método de álabes guía de entrada ahorra energía hasta 171 TP2T en comparación con el método de estrangulamiento de entrada. Además, tiene una estructura relativamente simple, operación confiable, mantenimiento y administración convenientes y baja inversión inicial.
4. Comparación de diferentes métodos de control
Muestra la relación entre el volumen de aire y la potencia del eje en diferentes modos de control. Aunque el soplador centrífugo ajustado por conversión de frecuencia tiene un amplio rango de ajuste y tiene efectos significativos en el ahorro de energía, el sistema de proceso utilizado en este proyecto estará restringido por las condiciones del proceso y el rango de ajuste es solo de 80% a 100%. Cuando el caudal relativo cambia poco, la diferencia de consumo de energía entre la conversión de frecuencia y los métodos de ajuste de la paleta guía no es grande. Por lo tanto, se adopta el método de ajuste de conversión de frecuencia y no se pueden mostrar sus características de ahorro de energía, lo que pierde el significado de elegirlo. El soplador que elige el método de ajuste de la paleta guía puede ajustar el volumen de aire (50% a 100%) en un amplio rango bajo la condición de mantener constante la presión de salida para garantizar el contenido estable de oxígeno disuelto en las aguas residuales y ahorrar relativamente energía. Por lo tanto, se debe seleccionar un ventilador centrífugo de alta velocidad con un método de ajuste de paleta guía como la selección de equipo para este proyecto. Al mismo tiempo, para reflejar mejor el efecto de ahorro de energía, también se debe prestar atención a la selección de motores a juego para los ventiladores centrífugos de alta potencia. Por ejemplo, el uso de motores de alto voltaje de 10 kV también ayudará a reducir el consumo de energía.
Conclusión
A través del análisis de los principios y características de la conversión de frecuencia y los métodos de ajuste de la paleta guía, está claro que en el proceso de tratamiento de aguas residuales que utiliza aireación por chorro, la selección del método de control del soplador no solo debe considerar el ahorro de energía, sino que debe cumplir con los requisitos del proceso de aireación para el volumen de aire, bajo la premisa de los requisitos de presión del viento, considere exhaustivamente el rango de caudal, la potencia del ventilador, la complejidad técnica, la confiabilidad y la inversión del dispositivo de regulación, lleve a cabo un análisis técnico y económico y tome una decisión razonable
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