富源空氣懸浮鼓風機與傳統離心鼓風機和羅茨風機相比，空氣懸浮離心鼓風機具有節能、低噪音、無油、運行可靠、無需配套輔助系統、占地及維護工作量小等優點；本文結合泰山玻璃纖維有限公司在空氣懸浮風機替代普通離心風機用于玻纖污水處理的實際案例，充分驗證空氣懸浮離心鼓風機具有節能、降噪等優點。

1、污水處理站對于空氣懸浮離心鼓風機需求背景

泰山玻璃纖維有限公司污水處理站三期項目，自2018年投產運行以來，使用一臺90kw的曝氣風機為生化系統曝氣池提供溶解氧。使用過程中風機經常出現喘振，風量低，曝氣不足等問題，并且風機故障多、噪音大、維修不方便。必須選擇一臺適合的風機替代現有風機，以解決目前面臨的問題。

曝氣風機在玻璃纖維污水處理生產過程中占有重要位置，其電耗占據整個污水處理站90%以上。在當前節能減排、新舊動能轉換的背景下，做好風機節能降耗，對玻纖生產的節能降耗起到關鍵作用。空氣懸浮風機為解決這一問題提供了方案，摒棄了傳統鼓風機所必需的增速齒輪、聯軸器、潤滑和冷卻風扇等系統，采用永磁同步高速電機、空氣懸浮軸承、高效壓氣機離心葉輪、變頻控制等先進技術，依據工況需求進行轉速調整，保證設備高效運行從而有效降低能耗，避免噪音、振動以及廢棄潤滑油等對環境造成的二次污染，減少設備維護工作，節約設備維護成本。對玻纖行業高質量發展，提升玻纖企業競爭力具備實際意義。

2、空氣懸浮離心鼓風機優勢原理介紹

2.1工作原理：

空氣懸浮離心鼓風機屬于高速透平設備，一體化緊湊設計，撬裝結構，采用空氣懸浮軸承、永磁同步高速電機、高效壓氣機離心葉輪、變頻控制和遠程檢測監控等核心技術。其基本原理是通過空氣懸浮軸承支撐和變頻器控制的永磁同步高速電機直接驅動同軸離心葉輪做功，空氣從蝸殼的進氣口吸入，在葉輪離心力作用下形成具有一定流速和壓力的壓縮氣，從蝸殼出氣口排出；離心葉輪的連續運轉保證空氣不間斷吸入和排出，從而達到連續鼓風目的。高性能的變頻控制技術，使風機控制策略更簡單、運行更加平穩，可調節工作范圍更寬。

2.2主要結構組成

（1）空氣懸浮軸承

空氣懸浮軸承是一種采用彈性箔片為支承的動壓空氣軸承，鼓風機啟動前，轉子軸頸與軸承之間有物理接觸，啟動時轉子與軸承的作相對運動，轉子轉動時帶動空氣流動產生氣體張力，使空氣軸承的箔片張開與轉子分離，箔片與轉子之間在空氣動力效應下形成一層完整的空氣膜，軸承通過空氣壓力場使轉子懸浮，轉子高速運轉時，回轉軸和軸承之間沒有物理接觸點，無須潤滑油，能量損耗極低。空氣懸浮軸承表面采用了高溫固體涂層，不需要維護，可以實現無故200000次以上啟停，屬于半永久的軸承。

（2）永磁同步高速電機

永磁同步電機采用世界先進的永磁同步電機技術，有高性能的變頻器驅動和調速；轉速一般在20000～45000轉/分范圍內工作45000轉/分范圍內工作，性能優越，電機效率≥97%，調速范圍寬，低速性能好（啟動轉矩大），調速方便（無級調速），運行平穩，噪音低；電機體積小，結構簡單，無轉子損耗，壽命大大高于傳統交流電機。

（3）高效壓氣機離心葉輪

富源空氣懸浮風機設計的每一型葉輪都經過計算機三維模擬，根據不同需要進行葉輪型線設計，可以得到特定需要的工況范圍，使鼓風機的流量可調節范圍更寬；材料選用高強度航空鋁，經五軸加工中心加工成形，抗耐磨、抗變形能力強；葉輪工作點的最高效率可到85%，使用壽命達30年以上。

（4）變頻控制和檢測監控技術

富源空氣懸浮離心鼓風機采用PLC與無矢量變頻調速控制，用調節頻率的方法來控制永磁電機的轉速，進而控制鼓風機的流量和輸出壓力，滿足各種工況的需求。智能控制系統可以預測喘振和實現就地控制，設備安裝了檢測監控系統可以實現遠程監控和數據傳輸。

2.3主要性能優點：

（1）高效率、高節能

空氣懸浮離心鼓風機采用了高效離心葉輪，空氣懸浮軸承，永磁同步高速電機直驅和無接觸式空氣動壓軸承等先進技術，工作時可根據需求的風量自動調整電機轉速，保證了設備運行的高效率。與傳統羅茨風機相比，可節能 20%-30%。

（2）無振動，低噪音

空氣動壓軸承技術使轉動部件和機械系統無接觸，無機械摩擦，運行平穩，無振動，距離設備1m處的整機噪音小于80dB，不需要設置隔音裝置。

（3）無潤滑油、無機械保養、易維護

空氣動壓軸承技術和直驅結構，省去了傳統風機所必需復雜齒輪箱及油性軸承系統，系統不需要潤滑油系統，做到了完全不需要潤滑油，不需要機械保養，日常維護僅僅是更換空氣過濾器，有效降低了用戶的維護成本。

（4）系統集成性高

      就地控制和變頻系統集成于一體，通過控制面板就可以實現各種功能的設定和對設備轉速、溫度、壓力、流量、消耗功率等數據的查詢。高效過濾器、冷卻系統、防喘振系統、意外停電和故障保護模式、實時觸摸屏等，提高了操作的便利性的同時減少操作事故的發生。

（5）易安裝

整機布置采用一體化緊湊設計，撬裝結構，體積小，安裝操作簡便。

3、玻璃纖維污水處理用空氣懸浮鼓風機使用情況和性能分析

3.1風機選型：

根據該公司現場污水站工藝標準，我們選擇國家工業和信息化部2021年度《國家工業節能技術裝備推薦目錄》的節能之星產品富源空氣懸浮風機，風機參數前后對比如下表1：

在相同工藝參數下，普通離心風機裝機功率90kw，而富源空氣懸浮風機裝機功率75kw，富源空氣懸浮風機比普通離心風機裝機功率少15kw，減幅17%。富源空氣懸浮風機的體型比原來離心風機小，新增的空氣懸浮風機直接安裝在有風機基礎之上，占地面積少1/3。空氣懸浮風機完全實現網上自動監控，而普通離心風機的軸承需要循環水冷卻降溫、軸承加注潤滑脂等定期作業，需要專人值守維護。見下圖1：

3.2對比普通離心鼓風機于富源空氣懸浮風機，參數差異如下表2：

3.3運行效果驗證分析：

鼓風機改造前后的數據對比，如下表3：

(1) 原離心風機在滿負荷運行狀態下，運行流量只能達到28.2m3/min，實際運行功率67kw，曝氣池溶解氧濃度1.5mg/l，不能滿足我們2-4mg/l的曝氣工藝要求。該風機存在出工不出力的現象。

(2) 新增富源空氣懸浮風機在76%運行負荷下，運行流量為34.5m3/min，實際運行功率68kw，曝氣池溶解氧濃度2.4mg/l，滿足我們曝氣工藝要求。

(3) 原離心風機受曝氣頭阻力、污泥濃度等指標變化影響，其空氣流量變動比較大，對穩定溶解氧非常不利，而富源空氣懸浮風機直接設定空氣運行流量，自如調節風量大小，對穩定曝氣池溶解氧工藝大有裨益；

(4) 原離心風機運行噪音在110dB，風機室噪音非常尖銳；富源空氣懸浮風機運行噪音在85dB，現場環境明顯改善；

(5) 經測算，原離心風機每輸出一立方空氣電耗為2.38kwh，而富源空氣懸浮風機為1.97kwh。富源空氣懸浮風機比原離心風機單位用電節約0.41kwh，節能率17%。

(6) 本項目雖然沒有實現絕對的節電，但是在相同的用電基礎上，輸出空氣流量增加，滿足了該客戶公司曝氣工藝要求。

4、結論

（1）富源空氣懸浮離心鼓風機具有節能環保、低噪音、低振動、無潤滑油、免維護保養等優點；同時設備體積小、自動化程度高、便于安裝和操作，非常適合在玻纖行業的污水處理工藝中應用或節能降耗改造；

（2）富源空氣懸浮離心鼓風機的購置費用較比傳統風機價格稍微高些，但每年節約能耗足以抵消該費用攤銷，其節約的電耗成本在2-3年內足以收回設備投資