磁悬浮鼓风机工作原理、主要工艺特点及技术优势

压缩机技术 2023-11-03

磁悬浮鼓风机又称磁悬浮单级高速离心式鼓风机，在污水处理主要作用是往水中曝气来提高水中氧气的含量，从而除铁、除锰或促进需氧微生物降解有机物，达到除去可氧化沉淀的物质的目的。

什么是磁悬浮鼓风机？

磁悬浮鼓风机（magnetic levitation blower）是采用磁悬浮轴承的透平设备的一种。其主要结构是鼓风机叶轮直接安装在电机轴延伸端上，而转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上，不需要增速器及联轴器，实现由高速电动机直接驱动。

由变频器来调速的单级高速离心鼓风机，其核心是磁悬浮轴承和永磁电机技术，结构如图所示。

磁悬浮鼓风机主要工艺特点

1、高效叶轮：高效叶轮用三元流设计，且五轴加工技术保证了叶轮制造精度。

2、磁悬浮轴承：无机械磨损，能量低，半永久性寿命。

3、结构设计一体化：风机的进口过滤器、冷却系统、全自动防喘震系统、停电和故障保护系统等都实现了统一集成设计，用户不需要再单独采购其它的部件。风机叶轮直接安装于电动机轴端，与控制系统一体化设计，集装于箱体内，结构简单、简洁。

4、安装维护方便：磁悬浮鼓风机的整体结构属于箱式结构，采用自平衡技术和主动减振设计，使得机体震动极小，因此，设备的安装无需做安装基础，一般的水平地面即可进行安装。设备落地后连接管理即可开机使用，十分便捷。

5、系统模块化设计：根据用户流量不同，允许多台鼓风机并联工作，调节范围广，灵活性强。

磁悬浮鼓风机技术参数

目前，我国自主知识产权的磁悬浮鼓风机系列型号已经逐渐完备，单机功率最大已经达到1MW，充分满足了我国大中小各类污水处理厂的使用需求，参数如下：

功率

覆盖50kW至1MW，系列型号多样，可以满足不同用户的需求，还可以实现多机联动控制，多台设备协同工作，进一步提升效率。

风量

覆盖 30m3/min至660m3/min，风量变频可调，单台设备风量调节范围高达50%，可以针对水质进行风量调节，与现在所推崇的精确曝气系统相匹配相适应。

升压

覆盖40kPa至150kPa，压力变频可调，可以有效应对水位变化带来的压力变化，做到快速响应变化，满足存在压力变化的工艺工况需求。

高速电机

高速永磁同步电机，与叶轮直接耦合驱动，完全消除机械传动损失，转速高达50000RPM，效率达97%以上。

位置传感器

电感式传感器，可同时监控X、Y、Z三个方向，电感传感器发出5~100KHz的交流信号给传感器探头，监测不同位置下的电感值，得到位置偏移量。

噪音

不高于85分贝，属于人类可承受安全噪音范围内，并且由于不存在械摩擦，噪音源自空气高速流动，属于高频噪音，传播距离短，容易消除，通过管道包覆的方式可以有效降低噪音。

磁悬浮鼓风机的技术优势

节能高效

因为其采用的是磁悬浮轴承，无接触、无摩擦、无需润滑，不易造成接触和机械损失，且无需变速调节。同时，该鼓风机还可根据工况需求进行转速调整，为用户节约更多的电能；最主要的是它还能依据外界因素的变化，通过调节转速实现压力和流量的变化，相比传统风机节能30%，节能减排效果显著。

冷却效率高

该风机的冷却系统采用的是风冷和自循环水冷相结合的方式，使冷却效率达到最佳，同时规避了电机发热对电机造成的损害，延长了电机的使用寿命，提高了设备的稳定性。

远程控制

风机采用了 PLC+GPRS 控制技术。它不仅实现了风机运行的整体中心控制，还实现了对风机运行状态全过程的远程监控，一旦风机出现故障，可以立即发现并做出相应的处理措施，进行远程维修调试。同时，它还具有储存、记忆和远程采集控制功能。
与其他鼓风机的性能比较

为了方便大家对比，特地以表格形式做了展示：

总的来说，罗茨风机适用于100m3/min以内较小流量的处理设备，能耗与离心式相差不大，流量调控好，变水位效率高，且价格低，主要用于小型市政污水及工厂污水处理，特别是适合CAST工艺的污水处理厂。

单级高速离心鼓风机无法采用变频调速，在满负荷时效率高，但是当流量减少时候，功耗并不是同比减小，因此部分负载的效率低，能耗大，主要适用于大中型污水厂。

磁悬浮离心鼓风机和空气悬浮离心鼓风机具有效率高，节能，低噪音，无振动等优点，不过一次性投入费用较高，但在长期运行过程中能节约电耗及维护费用，可以作为未来污水处理行业的主要发展方向。

结语

现在污水处理的二级生物处理阶段大多是采用鼓风机底部曝气工艺，所以鼓风机的选择直接会影响投资及长期效益。磁悬浮鼓风机作为未来污水处理的常用设备之一，它不管是在设备运行和节能减排上都能够满足现代社会对污水处理工作的时代需求。因此，加强对磁悬浮鼓风机在污水处理中的研究，进一步提高稳定性并降低成本，这样在未来的应用才会更加广泛！

文章内容来源压缩机技术，责任编辑：胡静，审核人：李峥