离心式风机概述

在污水处理领域，高速涡轮离心式鼓风机和/或涡轮压缩机应用十分广泛。 在这一领域，设备的可靠性、高能效和低维护成本十分重要。 尤其是涡轮风机，必须能够不间断（因维护维修所致）运转 — 将空气送入曝气池。空气为曝气池中的微生物提供必需的氧气。 曝气效率越高越好。 为了完成这项工作，需要付出巨大努力。 为了确保向曝气池中输送足够的氧气，送风设备必须能够在恶劣环境中长期平稳运行。在这种情况下，“无摩擦”已经是众所周知的当前创新要点之一；由于传统滚珠轴承和其他机械轴承始终存在一定程度的摩擦，因此轴承在高速涡轮离心式鼓风机内的高转速条件下是不具有实用价值的。 基于这一点，污水处理领域所用的涡轮机需要使用不存在机械摩擦的轴承，以确保涡轮增压器在压缩过程中平稳运行。

从原理上来看，可用于涡轮增压器的无摩擦、非接触式轴承有两种： 磁轴承和空气轴承。 非接触式轴承同时还能免去不必要的维护工作，比如润滑（ 油润滑）。 因此，现代化转速可控型涡轮产品同样被称作“无油”高频涡轮压缩机。 长期以来，磁轴承一直是最为实用的解决方案。磁轴承通过在鼓风机内部产生磁场来避免快速旋转的转轴与其它部件之间的接触。 这种解决方案非常复杂，技术实施也相当繁琐。 为确保平稳运行，系统需要经常检查转轴的确切位置。 唯有如此，电流才能根据需要对磁场进行精确调整，以实现无故障连续运行。而精确校准传感器的使用和整体上十分复杂的控制电路也存在诸多缺陷。 一方面，对于敏感元件来说，某些环境条件，尤其是污水处理厂的环境条件，通常来说不太理想。 另一方面，复杂的控制电路也需要定期维护。 另外，这类设备在运行过程中对压力波动和峰值十分敏感，且压缩机泵也存在一定的技术问题。而这两种情况都会造成作用于设备转子的动态力。 由于磁轴承控制电路十分复杂，因此其在坚固耐用方面受到了很大限制，而且会在极端条件下迅速停转。 这导致众多系统中的涡轮机频繁出现故障。磁轴承的最显著缺点之一是其可维修性非常有限。 如果其需要修理或更换，这一工作无法在现场完成，必须返厂才能进行。 这意味着，不仅需要安排物流运输，还要浪费三个月的时间等待复工。 在功率平衡方面，磁轴承也非理想之选，由于磁场的产生需要持续电力，这也大大增加了涡轮增压器的运行成本。 此外，还必须为其准备应急备用电池，以在供电中断时使用，即所谓的 UPS（不间断电源），用于保证在供电故障时高频旋转转子不会立即碰撞机械应急轴承。 全速运行时，应急轴承的工作负载相当大，极易造成代价很高的损失。 在转速降低到一个安全可控水平后，可将 UPS 关掉。 由于 UPS 电池必须始终具有足够电力且处于稳定状态，因此也需要对其进行维护。必须制定专门维护计划，对电池组进行定期检查，发现受损或老化/弱化电池单元时，必须予以更换。 总而言之，从长期来看，磁轴承解决方案成本更高、技术过度复杂、能效也低。 这也正是为何 AERZEN 采用另一种系统的原因。

AT 和 TB 系列离心式风机采用空气轴承作为其标配解决方案。 与机械轴承和磁轴承相比，非接触式空气轴承具有巨大优势。 涡轮机内的功能价值和运行特性均基于非常简单的物理原理。 连接至叶轮的电机轴必须能够获得精确的支撑力： 由于高转速，当前轴承行业根本无法满足这一要求。AERZEN 离心式风机的空气悬架法具有构造简单、能效高的显著优势。 驱动轴的两个径向轴承均使用压缩空气，而轴向轴承则利用压缩空气形成气穴。压缩空气并非来自外部，而是由离心式风机本身产生，如同传统压缩机一样。 当风机启动后，转轴会产生一种偏心的圆周转动。 这种转动提高了其与轴承壁最小间隙中的空气压力，而这一压力又会将转轴压向相反方向。 高速旋转确保转轴在轴承中自动对中，并且能够将气穴中的运行压力提高至 30 bars (435 psi) 以上。 产生的高压导致轴的自由浮动操作，以轴承为中心。 这种轴承也是为太空旅行研发的。与磁轴承不同，空气轴承气穴的形成无需额外能源输入，可通过正常功能运转自动形成。 另外，由于空气轴承完全无需维护，运行成本也得以降低。 由系统简单、耐用的设计而带来的抗干扰性也是空气轴承的一项明显技术特性。 即便是在运转过程中出现问题，例如过载和压力波动等，也可以通过其物理特性来进行补偿。即使需要进行维修，您也可以在几个小时之内将所有相关部件更换完毕，而且可在现场更换。 只有在涡轮增压器启停或气穴积聚过程中，轴承内摩擦部件之间才会接触。 为避免出现过早磨损的问题，AERZEN 开创性地采用了一种空气箔片轴承。这种轴承和对应转轴上均涂有石墨与特氟龙复合涂层，这种涂层可耐受高温，对磨损也有很高的耐性。 这种复合“防磨涂层”大幅降低了设备启动期间的机械过载和磨损现象。

AERZEN 涡轮压缩机在日常保养、定期维护和能效方面树立了新标准。 现代化涡轮压缩机产品非常耐用，能够轻松满足污水处理厂和其他污水处理领域的 24 小时运行要求。 与其他厂家的 FLW 设备不同，TB 和 AT 系列鼓风机产品得益于其控制范围和空转模式，同样能够用于 SBR 系统（序批式反应器）。 与不断启停整个系统相比，空转模式的能效更高。当然，离心式风机的所有相关参数均可实时测量。 其中最为突出的一项优势是实时风量测量，这一测量方法是从其他供应商的功耗数据中间接推导得出的。 AERZEN 系统采用“ Venturi 原理”， 通过测量压力差来判断吸入的空气流量。通过这一测量方法，能够随时查看实时泵送风量。 根据这一测量数据，可以显著提高污水处理厂的运行性能。 从长期来看，服务效率的提升对于能耗具有积极影响。 压缩机的购置成本能够通过节省能耗成本快速收回；因此，购买压缩机不会对长期财务规划构成负担。 在污水处理厂，一半以上的能源需求来自供水池的曝气需求。因此，转用现代化系统是一个更为可行的选择。 例如： 高速涡轮离心式鼓风机、旋转式活塞鼓风机与旋转式活塞压缩机组合，即所谓的“组合风机” 这套组合具有生命周期成本低、物流适应性强、运行性能高等优势，使 AERZEN 系统特别具有吸引力。 这一系列的范围和尺寸决定了相应设备安装所需的基本条件。 凭借这一系统，AERZEN 有能力提供定制化产品和解决方案 — 尤其是在改造旧系统时，这对我们的工作非常重要。 无论您选择 AERZEN 的何种产品，您都会获得品质最佳、使用寿命长且高效的产品。