Краткий ответ: Аэрация сточных вод требует больших объёмов воздуха при низком давлении — обычно от 0,3 до 1,0 бар над атмосферным, — и этот диапазон давления решает выбор машины. Винтовая воздуходувка создана именно для этой работы и превосходит винтовой компрессор по эффективности на ней, потому что компрессор, рассчитанный на 7 бар и задросселированный до давления аэрации, тратит впустую большую часть своей энергии. Винтовой компрессор заслуживает места только там, где заводу также нужен воздух более высокого давления или где глубина диффузоров выводит давление за эффективный диапазон воздуходувки. Подбирайте мощность по глубине диффузоров и потребности в кислороде, а не по размеру завода.
Аэрация обычно является крупнейшим потребителем энергии очистных сооружений, часто половиной или более всего электричества, поэтому выбор аэрационного оборудования — самое важное энергетическое решение завода. Однако покупатели иногда специфицируют знакомый винтовой компрессор для аэрационной работы, потому что это машина, которую они знают, а затем платят за это знакомство по каждому счёту за электричество в течение десятилетия.
QiAir, китайский производитель и поставщик винтовых воздушных компрессоров и воздуходувок, поставляет аэрационное оборудование муниципальным и промышленным очистным сооружениям на экспортных рынках, и совет ниже намеренно прямолинеен: для большинства аэрационной работы выигрывает воздуходувка, а компрессор должен обосновать себя. Цифры объясняют, почему.
Давление решает выбор машины
Давление аэрации определяется главным образом глубиной погружения диффузоров: примерно 0,1 бар на метр глубины воды, плюс потери на диффузорах и в трубопроводах, поэтому бассейн с диффузорами на глубине 5 метров требует около 0,5–0,7 бар, а даже глубокие бассейны редко превышают 1,0 бар. Винтовая воздуходувка эффективно подаёт воздух во всём диапазоне 0,3–1,0 бар, со степенью сжатия, соответствующей работе. Винтовой компрессор, рассчитанный на 7–13 бар, работая при 0,7 бар, функционирует далеко за пределами своей эффективной полосы: он по-прежнему потребляет большую часть мощности полной нагрузки, подавая воздух при доле проектного давления, и его управление не может вернуть эти потери.
Точка пересечения — там, где глубина диффузоров или технологическое давление поднимаются за пределы диапазона воздуходувки, или где заводу нужна одна машина и для аэрации, и для работы с более высоким давлением, например обратной промывки фильтров или пневмотранспорта. В этих случаях винтовой компрессор или гибридная схема с воздуходувками для аэрации и компрессором для работ с высоким давлением — рациональный ответ. Проверка проста: если ни одна работа на машине не превышает примерно 1,5 бар, воздуходувка почти наверняка является эффективным выбором.
Эффективность, регулирование и счёт за электричество
Спрос на аэрацию меняется в течение дня вместе с нагрузкой стоков и целевыми значениями растворённого кислорода, поэтому регулирование важно не меньше, чем эффективность при полной нагрузке. Современные винтовые воздуходувки с частотным регулированием плавно снижают производительность до 40 процентов номинального расхода или ниже, сохраняя эффективность гораздо лучше, чем задросселированный компрессор, и делают это без потерь холостого хода, наказывающих машины с фиксированной скоростью при частичной нагрузке. На заводе, работающем на аэрации круглосуточно, разрыв в эффективности в 10–20 процентов превращается в десятки тысяч киловатт-часов в год, поэтому аэрационное оборудование следует сравнивать по удельной мощности при давлении аэрации, а не по размеру двигателя или каталожным заявлениям при несвязанных давлениях.
Обслуживание следует тому же сравнению. Воздуходувки для аэрационной работы функционируют при более низких температурах и давлениях, чем компрессоры, с более простыми масляными системами и без сепаратора высокого давления для обслуживания, и их интервалы сервиса отражают эту более лёгкую жизнь. Однако во влажной, коррозионной атмосфере очистных сооружений обе машины нуждаются в защищённом всасывании, коррозионно-стойких покрытиях, где они заданы, и режиме сервиса, учитывающем воздействие сероводорода в крытых зонах. Более простое обслуживание воздуходувки — преимущество только если завод его действительно выполняет.
- Подбирайте давление аэрации по глубине диффузоров: около 0,1 бар на метр плюс потери.
- Сравнивайте машины по удельной мощности при давлении аэрации, а не по размеру двигателя.
- Цените регулирование с частотным приводом: спрос на аэрацию меняется с нагрузкой стоков весь день.
Подбор: потребность в кислороде, а не площадь завода
Подбирайте воздух аэрации по потребности в кислороде: биологический процесс нуждается в массе кислорода в день, определяемой нагрузкой стоков и целями очистки, и воздушная система должна доставлять этот кислород через диффузоры с их эффективностью. Распространённая ошибка подбора — подбор по объёму бассейна или по паспортной табличке прежней воздуходувки, и то и другое игнорирует состояние диффузоров: загрязнённые или состарившиеся диффузоры требуют большего давления и расхода воздуха для той же передачи кислорода, поэтому упражнение по подбору должно включать осмотр диффузоров и, где возможно, испытание на передачу кислорода.
Предусматривайте резервирование для процесса, который нельзя остановить: отказ аэрации быстро приводит к нарушениям разрешений и сбоям процесса, поэтому заводы обычно устанавливают рабочую плюс резервную мощность или несколько меньших воздуходувок, способных покрыть основную потребность, если одна установка вышла из строя. QiAir подбирает мощность аэрационных заказов с этим резервированием в расчёте, потому что аэрационная система, подобранная точно под средний спрос, без резерва, — это система, отказывающая в первый день пиковой нагрузки или при первом визите сервиса.
Часто задаваемые вопросы
Может ли винтовой компрессор выполнять аэрацию?
Может, но неэффективно: компрессор, рассчитанный на 7 бар и работающий при 0,7 бар, тратит впустую большую часть энергии. Используйте воздуходувку, если заводу не нужен также воздух более высокого давления.
Какое давление нужно для аэрации?
Обычно от 0,3 до 1,0 бар, определяемое глубиной диффузоров примерно в 0,1 бар на метр плюс потери на диффузорах и в трубопроводах.
Как подбирать воздух аэрации?
По потребности в кислороде и состоянию диффузоров, с рабочей плюс резервной мощностью, а не по объёму бассейна или паспортной табличке старой машины.
Похожие статьи
- Обслуживание винтового компрессора: чек-лист, который продлевает жизнь машине
- Расчёт производительности винтового компрессора: сколько воздуха на самом деле нужно заводу
QiAir — китайский производитель и поставщик винтовых компрессоров. Если вы закупаете винтовой компрессор из Китая — для завода, текстильной фабрики, строительной площадки или новой производственной линии — обратитесь в QiAir за расчётом под вашу нагрузку, документально подтверждёнными характеристиками и экспортной поддержкой.