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曝氣鼓風(fēng)機的節(jié)能節(jié)水改造

更新時間:2012-11-08 點擊次數(shù):2860
      針對鼓風(fēng)機對裝置運行成本的影響,詳細分析了對其節(jié)能節(jié)水改造的可行性途徑,并進行了改造成本與效益的計算,提出并實施了具體改造方案,對改造后出現(xiàn)的一些問題提出解決辦法。對8臺鼓風(fēng)機的節(jié)能節(jié)水改造,只花了不到10萬的改造費用,獲得了每年為企業(yè)節(jié)省成本160萬余元的成果。 
  0 引言 
    生活污水處理廠8臺鼓風(fēng)機是向該裝置核心單元曝氣生物濾池提供溶解氧的主要設(shè)備,對整套裝置的處理效果起著至關(guān)重要的作用。 
    大慶石化公司生活污水處理廠于2007年開工建設(shè),2008年10月份開工投產(chǎn)。生物濾池分厭氧和好氧兩個單元。其中好氧單元為曝氣生物濾池,共8個系列并聯(lián)使用, 8臺鼓風(fēng)機分別向8個曝氣生物濾池供氧。每臺鼓風(fēng)機冷卻水單獨使用。在調(diào)查和研究基礎(chǔ)上,對其進行改造供氧結(jié)構(gòu)和水系統(tǒng)供給結(jié)構(gòu)進行改造,在保證生產(chǎn)和設(shè)備安全運行的前提下,節(jié)約大量電能和自來水,每年節(jié)約運行成本上百萬元。 
  1  改造前鼓風(fēng)機耗電、耗水介紹 
  1.1 鼓風(fēng)機技術(shù)條件 
    鼓風(fēng)機為三葉羅茨式鼓風(fēng)機,型號為JAS-145,風(fēng)量為834m3/h,,空氣經(jīng)壓縮后壓力由大氣壓升為68.6kPa,功率為55kW,主副油箱及軸承采用水冷卻,每臺耗水量為1.8m3/h,冷卻水要求進口溫度<25℃。 
  1.2 原設(shè)計安裝工藝狀況介紹 
    原設(shè)計安裝中,每臺鼓風(fēng)機對應(yīng)一個曝氣生物濾池,一臺風(fēng)機單獨向一個濾池供氧。  
    
    曝氣生物濾池容積420m3,需曝氣風(fēng)量約120m3/h。每臺鼓風(fēng)機額定風(fēng)量834m3/h,供氣量是需求量的6.95倍,可以看見每臺鼓風(fēng)機向一個曝氣生物濾池的供風(fēng)量有極大富余,浪費極大。 
    原設(shè)計安裝中,8臺風(fēng)機包括2臺反洗鼓風(fēng)機共10臺鼓風(fēng)機主副油箱及軸承箱使用自來水作為冷卻水,10臺鼓風(fēng)機全部并聯(lián)使用。  
    
    由于2臺反洗鼓風(fēng)機間斷運行,運行時間不長,用水量不大。8臺鼓風(fēng)機的耗水量為1.8×8=14.4m3/h。 
  1.3 原設(shè)計安裝中存在的問題 
    曝氣生物濾池容積420m3,需曝氣風(fēng)量約120m3/h。每臺鼓風(fēng)機額定風(fēng)量834m3/h,供氣量是需求量的6.95倍,可以看見每臺鼓風(fēng)機向一個曝氣生物濾池的供風(fēng)量有極大富余,浪費極大。另外,由于鼓風(fēng)機與曝氣生物濾池“一對一”的結(jié)構(gòu),如果鼓風(fēng)機因故障停車,將導(dǎo)致其所對應(yīng)的曝氣生物濾池停產(chǎn),整體裝置的總處理量將降低1/8。 
    8臺風(fēng)機冷卻水使用后從排水孔排走,水質(zhì)無污染,排出口溫度也在7℃左右,利用率不大,水資源浪費嚴(yán)重。由于風(fēng)機房耗水平大約15m3/h,水壓下降較大,導(dǎo)致其他廠房用水嚴(yán)格受限制。 
    改造前裝置處理能力按照520m3/h計算,運行成本為1.51元/m3,其中8臺鼓風(fēng)機耗電耗水成本為331.44元/h,水處理成本約為0.64元/t,占總成本的42.3%,可見8臺鼓風(fēng)機是整套裝置的成本消耗大戶。如果能降低8臺鼓風(fēng)機的耗電耗水,對降低整套裝置的運行成本將起到至關(guān)重要的作用。 
  2 改造方案及效益計算 
  2.1 改造方案 
    為了節(jié)能節(jié)水,同時要保證裝置運行正常和鼓風(fēng)機運行可靠,可從以下兩個方面入手進行節(jié)能節(jié)水改造: 
    1) 節(jié)電方面:在兩臺鼓風(fēng)機曝氣風(fēng)線之間加跨線,使2臺風(fēng)機互相備用,運行一臺鼓風(fēng)機同時向2個生物濾池供氧,理論上能節(jié)約50%的用電量。 
    2) 節(jié)水方面:8臺鼓風(fēng)機加上2臺反洗鼓風(fēng)機,其冷卻水系統(tǒng)改為每5臺串聯(lián),為了使其中一臺設(shè)備發(fā)生故障不影響其余4臺鼓風(fēng)機正常使用冷卻水,每臺鼓風(fēng)機還增加臨時直通管。這樣能節(jié)約80%的用水量。 
  2.2 改造成本計算 
    1) 節(jié)電方面:8臺曝氣風(fēng)線之間增加4條跨線,4只手動蝶閥,每條跨線公稱直徑為DN200,長度為4m。 
    2) 節(jié)水方面:10臺鼓風(fēng)機冷卻水來水管線增加26m,臨時直通線新增46m,新增銅球閥25只,三通8件。 
    節(jié)電和節(jié)水兩項改造施工成本約11.28萬元。 
  2.3  改造效益計算 
    8臺鼓風(fēng)機每天24小時運行,每臺風(fēng)機功率55kW,按每年365天計算,每年耗電約385萬kW·h,現(xiàn)在電價為0.624元/kW·h,電費共計240萬元。 
    每天24小時運行,每臺鼓風(fēng)機冷卻水用量為1.8m3/h,按每年365天計算,每年耗水總量約12.6萬m3,現(xiàn)在自來水價格3.95元/m3,每年耗水水費約50萬元。 
    按照改造方案,耗電量能節(jié)省約50%,耗水量能節(jié)省約80%,按此方案,每年能節(jié)約耗電量385×50%=192.5萬kW·h,節(jié)省運行成本240×50%=120萬元;每年節(jié)省耗水量12.6×80%=10萬m3,節(jié)省成本50×80%=40萬元。 
    節(jié)能和節(jié)水兩項每年能直接節(jié)約成本計達140余萬元,改造費用總計6.78萬元,改造后當(dāng)年就可見到效益。 
    改造后,鼓風(fēng)機運行成本為151元/h,按裝置處理能力為520m3/h計算,處理每噸水8臺鼓風(fēng)機約為0.29元,較之改造前的0.64元下降了0.35元,整套裝置運行成本由改造前的1.51元/m3降為1.16元/m3,總體下降約為23.2%,可見效果很顯著。 
    另外,由于鼓風(fēng)機由全開無備用的運行模式,改為了一開一備的模式,對于保持曝氣生物濾池運行連續(xù)性、降低設(shè)備損耗折舊速率、提高設(shè)備可維修性等諸多收益,其經(jīng)濟性更是可觀。 
  3  改造后效果及存在的問題 
    經(jīng)過論證其可行性和經(jīng)濟性后,我們對裝置8臺鼓風(fēng)機(節(jié)水改造還包括2臺反洗鼓風(fēng)機)進行了節(jié)能節(jié)水改造。 
    1) 節(jié)能改造方面,實現(xiàn)了1臺鼓風(fēng)機同時向2個曝氣生物濾池供氧的功能,經(jīng)過一個月的觀察,水中溶解氧含量(DO)與改造前無異,均滿足水質(zhì)要求,而且風(fēng)量仍有少量富余。鼓風(fēng)機方面,其出口風(fēng)量、壓力均無明顯變化,對設(shè)備本身無多大明顯影響。 
    改造后,由于鼓風(fēng)機出口的曝氣風(fēng)線上所加的跨線及手動蝶閥,要向2個曝氣生物濾池平均分配風(fēng)量時操作難度較大,每次進行調(diào)節(jié)操作時均需多次進行調(diào)節(jié),但是經(jīng)過調(diào)節(jié)能達到平均分配風(fēng)量的目的。 
    2) 節(jié)水改造方面,將10臺鼓風(fēng)機分為2個系列并聯(lián),每5臺一個系列進行串聯(lián),這樣的供排水方式。在改造后實驗中,為了安全起見,供水量由原來的單臺1.8m3/h改為每系列2.0m3/h,略有提高,進行了為期一周的溫度監(jiān)測,監(jiān)測樣本選為24小時運行,且處于來水系統(tǒng)末端的鼓風(fēng)機。監(jiān)測數(shù)據(jù)見表3。  
處于來水系統(tǒng)末端的鼓風(fēng)機主油箱溫度改造后上升了1℃左右,副油箱上升了5℃左右,但都還處于設(shè)備技術(shù)要求以內(nèi),溫度合格。至于同系列前3臺鼓風(fēng)機,經(jīng)過抽樣觀察,其主副油箱溫度與此鼓風(fēng)機溫度相比,略低,但不明顯。排水點水溫雖比改造前有大幅提高,由7℃上升到15℃左右,但還遠低于設(shè)備技術(shù)要求的25℃。 
   
    實驗證明,改造成功,達到了預(yù)期的改造目的。 
  4 結(jié)論 
    由于原設(shè)計安裝中8臺鼓風(fēng)機選型過大,生產(chǎn)能力由極大富余,致使該風(fēng)機耗電、耗水太大,并且存在較大程度的浪費。在認真考察和研究裝置、設(shè)備的技術(shù)要求及技術(shù)配置后,充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力,降低設(shè)備運行成本,充分挖掘增效降耗的改造空間。正是做好了這一點,我們對8臺鼓風(fēng)機進行了節(jié)能節(jié)水改造,在保證鼓風(fēng)機安全、平穩(wěn)運行的前提下,只花了不到10萬元的改造費用,就為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本160余萬元/a,并且提高了整體裝置保持連續(xù)性的能力,降低了設(shè)備損耗折舊速率,提高設(shè)備的可維修性等。

 

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