​乐鱼,河北金士顿科技有限责任公司 空气悬浮鼓风机 在频繁启停工况下的实际应用 作者：马文龙 职位：售前技术工程师 部门：风机事业部 公司：河北金士顿科技有限责任公司 日期：2024年3月1日

焦点提醒：河北金士顿科技无限义务公司空气悬浮鼓风机在频仍启停工况下的现实利用作者：马文龙职位：售前手艺项目师部分：风机事业部公司：河北金士顿科技无限义务公司日期：2024年3月1日摘要：金士顿空气悬浮鼓风机作为一种新型的鼓风装备，具有高效、节能、低乐音、长命命等长处，在多个范畴获得了普遍利用。在针对切确曝气工艺的污水进程中，鼓风机经常需要面临频仍启停的工况，这对其机能和不变性提出了挑战。本文经由过程对金士顿空气悬浮鼓风机在频仍启停工况下的现实应河北金士顿科技无限义务公司

空气悬浮鼓风机

在频仍启停工况下的现实利用

作者：马文龙

职位：售前手艺项目师

部分：风机事业部

公司：河北金士顿科技无限义务公司

日期：2024年3月1日

摘要：

金士顿空气悬浮鼓风机作为一种新型的鼓风装备，具有高效、节能、低乐音、长命命等长处，在多个范畴获得了普遍利用。在针对切确曝气工艺的污水进程中，鼓风机经常需要面临频仍启停的工况，这对其机能和不变性提出了挑战。本文经由过程对金士顿空气悬浮鼓风机在频仍启停工况下的现实利用进行研究，阐发其机能表示和合用性，以期为项目师和决议计划者供给参考。

要害词：空气悬浮鼓风机；频仍启停；现实利用；机能表示；能效评估。

1、金士顿空气悬浮鼓风机的工作道理和手艺描写

1.1工作道理概述：

金士顿空气悬浮鼓风机采取空气悬浮轴承手艺，已自立研发并利用到第三代箔片式动压空气轴承，操纵高速扭转发生的空气压力实现无接触的悬浮。其首要构成部门包罗高速永磁同步机电、空气悬浮轴承、高精航空级叶轮、智能节制策略等。经由过程中高频变频器闭环节制调剂机电转速，实现对风量和风压的切确节制。

保守鼓风机是容积式或经由过程齿轮加快体例利用的，它需要齿轮，轴承和润滑系统，且机器磨擦发生有极年夜的能量耗费，机房地面污染,乐音等问题。空气悬浮离心鼓风机处理了这些问题，它有4年夜焦点手艺：空气轴承，高速永磁机电、精准变频节制系统，航空铝AL7075材料加概况耐磨抗侵蚀涂层手艺的高精度叶轮。

金士顿空气悬浮离心鼓风机，不需要齿轮箱增速器和联轴器，由高速机电间接驱动，机电由变频器来调速。鼓风机叶轮间接与机电连系，由于无物理接触和无需润滑油系统，所以空气悬浮离心鼓风机具有高效，节能，低乐音，运转靠得住和持久无需维修调养的特点。

空气悬浮离心鼓风机采取一体化紧凑型设想。叶轮，高速机电，变频器，空气轴承和PLC节制系统集在一体，提高了安装，操作的便当性。年夜年夜节流了能源和平常保护费用，供给了洁净的功课情况。具有手艺进步前辈，机能靠得住，布局简单，体积小，节俭能源，保护便利等特点。

1.2风机手艺描写

1、产物劣势

保守鼓风机是容积式或经由过程齿轮加快体例利用的，它需要齿轮，轴承和润滑系统，且机器磨擦发生有极年夜的能量耗费，机房地面污染,乐音等问题。悬浮离心鼓风机处理了这些问题，它有4年夜焦点手艺：空气轴承，高速永磁机电和变频系统，铝合金AL7075（航空铝材）周详制造的高精度叶轮。

ZCJSD空气悬浮离心鼓风机，不需要齿轮箱增速器和联轴器，由高速机电间接驱动，机电采取变频器来进行调速驱动。鼓风机离心叶轮与机电直保持合，由于没有物理接触和无需润滑油系统，所以空气悬浮离心鼓风机具有高效，节能，低乐音，运转靠得住和持久无需维修调养的特点。

空气悬浮离心鼓风机采取一体化紧凑型设想。叶轮，高速机电，变频器，空气轴承和其节制系统配有CPU微处置器的节制面板集在一体，提高了安装，操作的便当性。为客户年夜年夜节流能源和平常保护费用，供给洁净的功课情况。所以具有手艺进步前辈，机能靠得住，布局简单，体积小，节俭能源，保护便利等特点。

（1）节能高效

空气悬浮离心鼓风机利用了动压空气轴承，直联手艺，高效叶轮，高速永磁机电，无额外的磨擦。风机按照输出的（风量最年夜可调规模50-100%）主动调剂机电功率的耗损，连结装备运转的高效力。

（2）无振动，低乐音

采取空气轴承和直联手艺，无振动发生，风机不需要别的设置隔音装配；装备分量轻，不需设置特殊根本，安装安插简单矫捷。

（3）无润滑油

风机采取了空气悬浮轴承手艺，系统不需要润滑油系统，油性轴承系统的所有短处已成功处理。

(4）无调养

没有保守风机所必须齿轮箱和油性轴承，我们所采取叶轮与机电间接毗连，经由过程智能节制系统，包管了装备无需调养，下降了用户的保护本钱。

（5）运转节制便当

可在小我PC和上位系统中对风机转数，压力，温度，流量等进行自检并定压运转，负荷/无负荷运转，超负荷节制，经由过程防喘振节制等实现无人操作。风机经由过程调剂叶轮的转数调理流量。按照吸入空气的温度和压力转变，调剂转数能够等闲的调理流量。能够主动和手动调剂流量。

（6）装备安装空间小

ZCJSD空气悬浮鼓风机装备分量轻，装备尺寸小，安装简洁，能够年夜量地节流用户的建筑和辅助电气节制系统投资。节流空间，最小的风机房面积；装备分量轻，根本施工简单，安装时不需起吊装配；同时，能够按照需要选用便利的安插体例，好比能够间接在曝气池上设鼓风机房，可节流管道投资，削减管道阻力丧失。

（7）可长途监控

主节制柜（调和柜）能够选配各类通信和谈，供给通信口，可实现与工场自控系统并网运转，操控装备投入出产，共同工场自控系统完成上位机画面法式编写，供给响应的法式数据或数据。

别的，ZCJSD空气悬浮鼓风机含有更多特征：

1）操作简洁

风机自己对转速、压力、温度、流量等进行自检，有避免喘振功能等，可实现无人操作；在风机的工作区域内，按照外部节制旌旗灯号自在调理风机风量、风压的输出。

风机房不需要零丁配备当场节制柜、软启动柜，风机自己集成了当场节制系统；风机房设立的主节制盘经由过程电脑CPU能够主动持续调剂压力、流量、节制开启、问题报警等，实现单台、多台同时联动主动节制功课。同时也可由长途中心节制室节制。

相干的手艺人员颠末简单培训，按照操作手册的法式设置，风机便可主动投入运转并实现无人操作。

2)装备靠得住性高

采取两年夜领先科技手艺，动压空气轴承和高速永磁机电手艺（去除因为变速箱、油路润滑系统、复杂的节制系统毛病）；高速永磁机电，要害部件选用钛合金的材料；经由过程尺度出产出厂检测，确保装备的高效机能、靠得住性高。

2、各部件引见

空气悬浮离心鼓风机是利用动压空气轴承，叶轮，永磁高速机电，变频器，节制器，冷却系统等多项手艺的紧缩空气出产系统，是一种单级离心式鼓风机，与由变频器驱动的永磁同步电念头相连的产物。以下是各部件的具体引见。

（1）主机

箔片式动压空气轴承支持的高效高速永磁机电与叶轮采取直连的型式，变频调速，侧向程度进风，蜗壳上出风，机电采取箱体外散热的风冷布局，设置装备摆设完全，每台鼓风机风量可由50%~100%规模内进行调理。

（2）叶轮

叶轮为半开式后弯布局，并采取三元流理论设想而成，有用的按捺了鸿沟层分手和活动丧失，紧缩效力可达92%，工作可调规模为50%-100%，同时叶轮选材为航空级高强度铝合金AL7075，由五轴加工中间周详加工而成，设想利用寿命20年。

（3）电念头

空气悬浮离心鼓风机配有高速永磁同步机电（PMSM），高速永磁机电与保守电励磁机电比拟布局简单，体积小，分量轻，消耗少。机电功率年夜在全部设想工况规模内的最年夜负荷值的10%，以包管鼓风机工作的任何工况点均不会过载。机电合适电源为3相380V/5����APP0Hz，绝缘品级为H级，防护品级为IP55，实测效力到达97%。高速永磁机电转子采取实心钐钴磁钢避免高温退磁。钛合金护套，下降转子分量。

高速永磁机电定子采取超薄低消耗硅钢片、C级耐电晕变频机电公用电磁线加工而成。定子两头设置端板一方面构成冷却通道，别的一方面包管定子构成较短的端部。公道设想定子各部位磁通密度和电流密度，包管高速永磁机电低温升低乐音不变运转。

（4）箔片式动压空气轴承

箔片式动压空气轴承包罗径向轴承和止推轴承组件，作为一种以柔性概况为支持的自感化式动压气体轴承，操纵动压空气的粘度和楔形效应，在转子和轴承之间主动发生不变的气膜，具有运转速度高、抗冲击能力强、承载能力高、运转寿命长、不变性好等特点。箔片布局具有的杰出弹性使得轴承概况可以或许按照施加在箔片概况上的载荷做出响应的调剂，构成响应的润滑气膜，对轴系不合错误中有很强的顺应能力，表现出气体箔片轴承较强的自顺应性。因为气体润滑具有极小的磨擦力矩，使得气体箔片轴承工作时转子反转展转轻便；气体介质特征不变，耐寒耐热，合适在卑劣的情况下工作，具有零污染的特点；布局简单、没有额外的附加装备、分量轻等诸多长处。另外，箔片布局中波纹箔片与平箔片和轴承座之间的阻尼可以或许耗损失落部门振动能量，有用地按捺了轴承-转子系统涡动，对连结系统不变性起到了主要感化。对外界的干扰具有足够的反抗力，无需经由过程自动节制的体例来调理和均衡外界负载，也无需经由过程振动传感器监测轴系不变性来包管装备一般运转。

（5）变频器

本系统鼓风机启动采取变频启动体例，采取变频节制体例调理和节制运转参数，变频器品牌为国际出名品牌。

（6）冷却装配

鼓风机配备自动式外轮回风冷布局，风冷叶轮安装在机电转子上，风机在一般运转进程中，便可实现对风机定、转子部位的降温，无需额外动力，并经由过程管道将高温空气排放到箱体外部，避免了风机进口温渡过高，提高了风机效力。该风冷布局具有布局紧凑、平安系数高、降温结果显著等特点，出口温度≤90℃（20℃进口温度）。

（7）空气过滤装配

鼓风机设置装备摆设内置式空气过滤器。外层滤棉选材为合成纤维，过滤精度100微米，具有阻燃、抗氧化等特征，能够水洗并屡次利用；内层初效过滤器为框架势布局，过滤精度10微米，过滤效力≥95%，具有透风量高、初阻力低、容尘量年夜、利用周期长、改换简洁等长处。

（8）气动放空阀

每台鼓风机相设置装备摆设气动放空阀，放空阀所要求的驱动气压低在0.3kgf/cm2，能操纵鼓风机本身具有的高在0.3kgf/cm2 风压驱动该气动放空阀。放空系统的设想为：停机-平安、掉电-平安。每台鼓风机出口旁通管上的放空阀配有消音器 （风云系列消音器在隔音罩内） ，其外壳由碳钢制造，内部装有吸音材料。

（9）出口弹性接收

每台鼓风机出口配有不锈钢出口弹性接收，弹性接收与风机出口采取法兰毗连，可对管道安装进行必然的尺寸抵偿，并下降由热膨胀引发的管道力和蔼流引发的管道振动，弹性接收所能承受的极限压力≥1.0Mpa，所能承受的极限温度≥250℃。

（10）逆止阀

在出风管路供给一个法兰对夹式蝶形逆止阀，其组织合适在空气流体的利用和操作， 逆止阀的毗连合适ISO尺度， 压力品级不低在1.0Mpa，在鼓风机额定流量出风时其压损不年夜在1000Pa。止回阀阀体、阀板和搭钮材质为不锈钢，阀密封为金属密封，阀板以搭钮来支持。阀体采取夹式且阀两侧为平面装在两法兰间，阀可承受鼓风机出口压力和高达150℃的温度。

（11）节制系统机能

1.当场节制面板HMI

为利用者操作简洁，操作面板显示风机工作的一切运转数据，具有手动操作功能、并设有报警装配。为了连结最好的运转状况，在风机内部设有风量和压力主动、手动调理系统，并设防喘振功能等庇护功能。

2.变频智能调速节制系统

风机内部集成的高精度压力传感器与PID调理系总共同感化，经由过程恍惚节制的体例，使风机运转在最经济的运转状况，而且经由过程主控柜系统的共同，实现单台最多台风机的组合节制。

3.机体内置气动放空阀

风机采取机体内置气动放空阀，无需附加紧缩空气，可确保风机在断电或非一般环境下平安停机，美妙风雅。可以使风机在无负载环境下实现一键启动。

4.变频器

全球领先的变频调速手艺，本体采取数码显示面板，面版能够输入数码消息。

（1）当场节制

当场节制柜与装备为一体化安装，为利用者操作简单。当场操作面板显示工作的一切运转数据，具有手动操作功能，并设有报警装配。为了连结最好的运转状况，在风机内部设有风量和压力主动，手动调理系统，并设防喘振功能等庇护功能。扩大长途节制接口，便利接入中心节制器。Modbus为利用最普遍的通信和谈，通信介质为 5类双绞线（CAT5）。Modbus和谈撑持典型的RS232/RS485/RS422装配和比来开辟的以太网装配。所以，此刻年夜部门财产用装配(PLC,DCS, HMI,仪器等)利用Modbus作为通讯尺度。本装备也撑持利用RS485(2线式)的ModbusRTU和谈，还撑持利用以太网链接的ModbusTCP和谈。装备的IP地址，能够按照收集来设定，并且能够确认电气毗连状况。

节制电盘安装装备电控箱内，合适 GB T 25295-2010《电气装备平安设想导则》、GB50054-2011《低压配电设想规范》、GB52261-2008《机器平安机器电气装备》的相干规范。节制盘布局简单紧凑，全数采取模块化设想，便在调养与维修。所用部件全数经由过程CE、UL认证。

（2）首要由以下几个部门构成：

CPU 模块 -(西门子S7 自带1个以太网通信口，对外一个 485 接口模块)

AI/AO 模块 - (西门子S7 撑持4路摹拟输入，2 路摹拟电流旌旗灯号输出)

RTD 模块 -(西门子S7撑持4路PT100接入)

摩莎以太网互换机(5口百兆互换机)

IOLINK 继电器模组(4 路继电器模组)

HUBA 差压传感器(瑞士富巴高精度差压变送器)

NAP 滤波器

DC24V 开关电源

德力西或划一档次国内品牌隔离变压器(AC380V-AC220V)

霍尼韦尔或划一档次品牌 2P 断路器

装备当场节制面板采取繁易-7寸真彩HMI ，全中文图型显示界面，界面友爱，能及时的显示当前的风量、风压、进出口温度、机电温度和一切风机运转参数，及时毛病显示提示和记实功能有用帮忙客户发觉并处理问题，且供给多种可选节制模式，包罗：恒定风量、恒定风压、恒定转速等节制模式；喘振庇护；机电过载庇护；机电温度显示；出口放空阀节制；毛病旌旗灯号显示；毛病旌旗灯号输出；报警功能；毛病停机等；对低液位（水位小在1m）运转庇护节制；装备当地节制柜供给PLC工业以太网接口；装备采取三相、AC380V、50HZ工频供电，装备上、下均留有进线孔便利上、下进出电源线。装备变频器采取国际出名品牌高速年夜功率变频器，能知足分歧地域的各类利用情况。合适相干EC、UL、RCM、EMC认证。节制盘供电采取隔离变压器加开关电源的体例，AC380V先颠末隔离变压器耦合为AC220V，供给开关电源转换为DC24V。节制盘所有的PLC、按钮、开关、节制均为DC24V供电，而且凹凸压隔离、动力与旌旗灯号线隔离，能有用保障人身和装备平安。告急住手按钮用在装备呈现告急环境需要马上停机时利用，一般断电不会对装备形成任何影响，停电再来电以后装备处在待机状况，不会本身从头启动。装备本体所有的柜门均采取优良密封条密封，能有用的避免尘埃和异物进入,所有电缆接头均浸锡处置和绝缘处置，有用避免电缆接头产生氧化。

5.主节制柜（调和柜）

柜体外不雅美妙，布局公道。配以西门子S7系列或划一品牌节制器对风电机控柜进行集中联动节制。所供给的主控柜（调和柜）能主动节制鼓风机的启动、泊车，并能按照鼓风机供气总管的压力节制进行主动调理节制。在实现无人值守节制的同时，主动分派能源需求，到达工艺要求的同时，知足节能需求。

主节制柜（调和柜）上设有每台鼓风机的启动法式选择开关、节制设定值调理和当场/远距离转换开关，所有这些装配均安装在节制柜面板上，节制柜面板上的显示屏为中文显示。

主节制柜（调和柜）上设有反应每台鼓风机运转状况的唆使灯：鼓风机远距离控\鼓风机运转\报警等唆使灯。

主节制柜（调和柜）经由过程内部可编法式节制器接管来自立供气管的4~20mA压力旌旗灯号，以确认是要增添仍是削减空气量。节制器将按照制造商的尺度节制逻辑来节制鼓风机运转数目的增减和调理鼓风机的空气流量。节制成果是使得在全部风量规模内使总供气量得以慢慢增添或削减。假如一台鼓风机因毛病而泊车，另外一台处在豫备状况的鼓风机遇主动投入运转。以确保出产的一般进行。

主节制柜（调和柜）能够选配各类通信和谈，供给通信口，可实现与工场自控系统并网运转，操控装备投入出产，共同工场自控系统完成上位机画面法式编写，供给响应的法式数据或数据。

可供给包罗但不但限在以下旌旗灯号给客户端：

每台鼓风机主机电的运转旌旗灯号；

每台鼓风机主机电的电流旌旗灯号；

每套鼓风机的各类毛病旌旗灯号；

每套鼓风机的当场手动/主动状况旌旗灯号；

每套鼓风机的开/停号令。

2、金士顿空气悬浮鼓风机在频仍启停工况的手艺冲破

2.1总述

杰出的污水处置工艺主动节制系统，既能保障污水处置厂装备持续不变运转，又可实现节能降耗，在工艺进级革新中获得存眷和利用。

切确曝气节制系统是最近几年成长起来的一套较好节制鼓风曝气的节能手艺。

我国污水处置厂的能耗首要是电耗，处置每吨污水耗电约0.2-0.3度，电费约占污水处置本钱的50%-70%。

在我国污水处置厂扶植根本上，经由过程现有举措措施的优化运营，具有提超出跨越水水质、下降能耗物耗的庞大空间。

截至2024年1月底，全国设市城市、县累计建成污水处置厂5000座，污水处置能力2.5亿立方米/日。按我国污水处置厂每一年处置1000亿吨污水来计较，假如可以或许节流20%的能耗，这就可以够为国度节俭约60亿度电。

在国度鼎力倡导节能降耗的布景下，污水处置厂的节能降耗具有严重意义。

我国约有一半的污水处置厂采取氧化沟和AAO工艺，愈来愈多的AAO变形的工艺显现上升的趋向。鼓风曝气的能耗占污水厂总能耗的51%摆布。是以，实现曝气系统的节能运转是污水厂节能的要害。曝气过量间接形成电能华侈，而且消融氧经由过程内回流被带到缺氧区影响反硝化的结果，消融氧经由过程外回流被带到厌氧区影响厌氧释磷的进程。曝气量不足，影响生化池中微生物活性，可能影响出水水质。还可能形成二沉池中产生反硝化，污泥上浮，影响出水。

比来，愈来愈多的污水厂采纳了基在前馈-串级反馈的节制手艺，到达了污水厂不变达标，节能的目标。

曝气进程触及两个步调：

一是氧气的分散和消融。在鼓风曝气系统中首要表现为空气从曝气池底部的曝气头释放后，空气中的氧气从气相向液相直达移。

二是消融氧的操纵和耗损。这个进程分析了好氧处置进程的无机碳去除进程、生物脱氮、生物除磷等，是由多个进程分析感化的成果。

活性污泥法的曝气进程是为去除无机碳、硝化、吸磷等进程供给适合的消融氧，以增进三种生化反映的一般进行。

曝气流量节制的方针就是是构成不变的消融氧前提，为微生物发展与污染物降解成立一个动态均衡和靠得住的保存情况。这一动态均衡进程的本色，就是使总氧转移速度近似等在总耗氧速度。

因为污水厂的进水水质和水量是转变的，在特定的时候段内其耗氧量也是转变的，只要使该时段内的供氧量和耗氧量相平衡，才能包管处置情况的不变，包管出水水质。

而切确曝气工艺常常需要鼓风机频仍的启动和住手，这对鼓风机的机能提出了更高的要求。今朝污水处置厂曝气鼓风机遍及利用罗茨风机，但罗茨风机因乐音年夜、能耗高、效力低、易磨损、保护调养麻烦等问题慢慢被悬浮类风机所代替，但悬浮类风机非论是空气悬浮仍是磁悬浮均具有对情况和工况不变性要求较高，对变工况、频仍启停工艺顺应性较差。

河北金士顿科技无限公司经由过程对动压空气轴承、高速永磁机电、高效气动系统、智能节制策略等方面进行了深切研究和手艺冲破，年夜年夜提高了空气悬浮风机对情况和变工况环境例如频仍启停工艺的顺应性，并在现实利用的进程中取得了极高的评价。