針對鼓風(fēng)機對裝置運行成本的影響，詳細分析了對其節能節水改造的可行性途徑，并進(jìn)行了改造成本與效益的計算，提出并實(shí)施了具體改造方案，對改造后出現的一些問(wèn)題提出解決辦法。對8臺鼓風(fēng)機的節能節水改造，只花了不到10萬(wàn)的改造費用，獲得了每年為企業(yè)節省成本160萬(wàn)余元的成果。
0 引言
生活污水處理廠(chǎng)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備，對整套裝置的處理效果起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
大慶石化公司生活污水處理廠(chǎng)于2007年開(kāi)工建設，2008年10月份開(kāi)工投產(chǎn)。生物濾池分厭氧和好氧兩個(gè)單元。其中好氧單元為曝氣生物濾池，共8個(gè)系列并聯(lián)使用， 8臺鼓風(fēng)機分別向8個(gè)曝氣生物濾池供氧。每臺鼓風(fēng)機冷卻水單獨使用。在調查和研究基礎上，對其進(jìn)行改造供氧結構和水系統供給結構進(jìn)行改造，在保證生產(chǎn)和設備安全運行的前提下，節約大量電能和自來(lái)水，每年節約運行成本上百萬(wàn)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(jìn)口溫度<25℃。
1.2 原設計安裝工藝狀況介紹
原設計安裝中，每臺鼓風(fēng)機對應一個(gè)曝氣生物濾池，一臺風(fēng)機單獨向一個(gè)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(jiàn)每臺鼓風(fēng)機向一個(gè)曝氣生物濾池的供風(fēng)量有極大富余，浪費極大。
原設計安裝中，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(lái)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(shí)間不長(cháng)，用水量不大。8臺鼓風(fēng)機的耗水量為1.8×8=14.4m3/h。
1.3 原設計安裝中存在的問(wèn)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(jiàn)每臺鼓風(fēng)機向一個(gè)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”的結構，如果鼓風(fēng)機因故障停車(chē)，將導致其所對應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(wú)污染，排出口溫度也在7℃左右，利用率不大，水資源浪費嚴重。由于風(fēng)機房耗水平大約15m3/h，水壓下降較大，導致其他廠(chǎng)房用水嚴格受限制。
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(jiàn)8臺鼓風(fēng)機是整套裝置的成本消耗大戶(hù)。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
為了節能節水，同時(shí)要保證裝置運行正常和鼓風(fēng)機運行可靠，可從以下兩個(gè)方面入手進(jìn)行節能節水改造：
1） 節電方面：在兩臺鼓風(fēng)機曝氣風(fēng)線(xiàn)之間加跨線(xiàn)，使2臺風(fēng)機互相備用，運行一臺鼓風(fēng)機同時(shí)向2個(gè)生物濾池供氧，理論上能節約50%的用電量。
2） 節水方面：8臺鼓風(fēng)機加上2臺反洗鼓風(fēng)機，其冷卻水系統改為每5臺串聯(lián)，為了使其中一臺設備發(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(shí)直通管。這樣能節約80%的用水量。
2.2 改造成本計算
1） 節電方面：8臺曝氣風(fēng)線(xiàn)之間增加4條跨線(xiàn)，4只手動(dòng)蝶閥，每條跨線(xiàn)公稱(chēng)直徑為DN200，長(cháng)度為4m。
2） 節水方面：10臺鼓風(fēng)機冷卻水來(lái)水管線(xiàn)增加26m，臨時(shí)直通線(xiàn)新增46m，新增銅球閥25只，三通8件。
節電和節水兩項改造施工成本約11.28萬(wàn)元。
2.3 改造效益計算
8臺鼓風(fēng)機每天24小時(shí)運行，每臺風(fēng)機功率55kW，按每年365天計算，每年耗電約385萬(wàn)kW·h，現在電價(jià)為0.624元/kW·h，電費共計240萬(wàn)元。
每天24小時(shí)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(wàn)m3，現在自來(lái)水價(jià)格3.95元/m3，每年耗水水費約50萬(wàn)元。
按照改造方案，耗電量能節省約50%，耗水量能節省約80%，按此方案，每年能節約耗電量385×50%=192.5萬(wàn)kW·h，節省運行成本240×50%=120萬(wàn)元；每年節省耗水量12.6×80%=10萬(wàn)m3，節省成本50×80%=40萬(wàn)元。
節能和節水兩項每年能直接節約成本計達140余萬(wàn)元，改造費用總計6.78萬(wàn)元，改造后當年就可見(jiàn)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(jiàn)效果很顯著(zhù)。
另外，由于鼓風(fēng)機由全開(kāi)無(wú)備用的運行模式，改為了一開(kāi)一備的模式，對于保持曝氣生物濾池運行連續性、降低設備損耗折舊速率、提高設備可維修性等諸多收益，其經(jīng)濟性更是可觀(guān)。
3 改造后效果及存在的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)論證其可行性和經(jīng)濟性后，我們對裝置8臺鼓風(fēng)機（節水改造還包括2臺反洗鼓風(fēng)機）進(jìn)行了節能節水改造。
1） 節能改造方面，實(shí)現了1臺鼓風(fēng)機同時(shí)向2個(gè)曝氣生物濾池供氧的功能，經(jīng)過(guò)一個(gè)月的觀(guān)察，水中溶解氧含量（DO）與改造前無(wú)異，均滿(mǎn)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(wú)明顯變化，對設備本身無(wú)多大明顯影響。
改造后，由于鼓風(fēng)機出口的曝氣風(fēng)線(xiàn)上所加的跨線(xiàn)及手動(dòng)蝶閥，要向2個(gè)曝氣生物濾池平均分配風(fēng)量時(shí)操作難度較大，每次進(jìn)行調節操作時(shí)均需多次進(jìn)行調節，但是經(jīng)過(guò)調節能達到平均分配風(fēng)量的目的。
2） 節水改造方面，將10臺鼓風(fēng)機分為2個(gè)系列并聯(lián)，每5臺一個(gè)系列進(jìn)行串聯(lián)，這樣的供排水方式。在改造后實(shí)驗中，為了安全起見(jiàn)，供水量由原來(lái)的單臺1.8m3/h改為每系列2.0m3/h，略有提高，進(jìn)行了為期一周的溫度監測，監測樣本選為24小時(shí)運行，且處于來(lái)水系統末端的鼓風(fēng)機。監測數據見(jiàn)表3。
處于來(lái)水系統末端的鼓風(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，但都還處于設備技術(shù)要求以?xún)?，溫度合格。至于同系列?臺鼓風(fēng)機，經(jīng)過(guò)抽樣觀(guān)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(diǎn)水溫雖比改造前有大幅提高，由7℃上升到15℃左右，但還遠低于設備技術(shù)要求的25℃。
實(shí)驗證明，改造成功，達到了預期的改造目的。
4 結論
由于原設計安裝中8臺鼓風(fēng)機選型過(guò)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、設備的技術(shù)要求及技術(shù)配置后，充分發(fā)揮設備生產(chǎn)能力，降低設備運行成本，充分挖掘增效降耗的改造空間。正是做好了這一點(diǎn)，我們對8臺鼓風(fēng)機進(jìn)行了節能節水改造，在保證鼓風(fēng)機安全、平穩運行的前提下，只花了不到10萬(wàn)元的改造費用，就為企業(yè)節省生產(chǎn)成本160余萬(wàn)元/a，并且提高了整體裝置保持連續性的能力，降低了設備損耗折舊速率，提高設備的可維修性等。
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