面向污水处理应用的螺杆式鼓风机

在污水处理中，能效正成为一个日益重要的因素。在牢记这一点的同时，鲁纳堡的处理厂还希望有一种能够在多变的天气条件下提供稳定空气供应的解决方案，并与复杂的控制系统相结合。来自 Kaeser Kompressoren 的螺杆式鼓风机便是这样一种解决方案，除了明显降低能源成本之外，它还精确地提供了他们想要的结果。

这家位于德国下萨克森州鲁纳堡的污水处理厂旨在满足约 325,000 名居民的需求。该处理厂设有许多深达 7 米的沉淀池，通过隔膜控制阀将生物处理程序所需的空气输送到这些沉淀池中。

直到最近，四台经典型涡轮鼓风机（每台都配备一个 200 kW 电机）才被用来为这个曝气系统提供压缩空气。然而，经营者正在寻找这样一种解决方案 — 既能以更直接、更动态的方式控制压缩空气生产，同时又具有更广泛的控制范围。他们还希望空气输送能够更加稳定，不受极端天气条件的影响。
通过测量和记录所产生的空气质量流量以及相关的功耗，安装新型螺杆式鼓风机的效果立竿见影。

鲁纳堡的螺杆式鼓风机经过了一年的充分试用。由于该处理厂的主控制系统被设置为通过调整导向叶片来控制涡轮鼓风机，因此必须调整软件，才能使用速度控制装置来操作螺杆式鼓风机。鼓风机通过 Profibus DP 与控制系统进行通信；还可以通过 Modbus TCP/RTU、Profinet IO、DeviceNet、EtherNet/IP 或传统的硬接线进行通信，也可以选装压力控制装置或速度控制装置（就像鲁纳堡的系统一样）。当螺杆式鼓风机达到预定的速度限值时，控制系统将根据需要打开或关闭涡轮鼓风机，以防止效率低下的重复作业。

得益于可调节的上升时间，螺杆式鼓风机的通电和断电不会导致可能损坏涡轮鼓风机的压力峰值。螺杆式鼓风机以 4000 - 9000 m³/h 的大范围流量直接取代了涡轮鼓风机，并且几乎可以 24 小时运行（其中 12 小时是独立运行的），因此直接的性能比较结果显而易见。

鲁纳堡污水处理厂的曝气池。

在运营者看来，比潜在节能更重要的挑战是使空气输送更加精确和更加稳定；这一目标的实现要归功于动态控制性能的显著提高，以及使用容积式压缩机后在入口压力和温度变化时的流量波动远小于使用涡轮鼓风机时的情况这一事实。

这意味着，即使在极端天气条件下，电子控制器也能遵守要求的过程值。此外，很快就可以看到压力波动对机器控制性能的影响明显减少，这也大大简化了控制。除了对流程管理的显著改进之外，现在还可以节省大量的能源，这要得益于对空气质量流量和机器性能的持续测量。

螺杆式鼓风机在与涡轮鼓风机配合运行时，总功耗也另人刮目相看：据了解，每年可节省约 250,000 kWh，相当于节省了约 10% 至 15%，具体取决于每年的空气总需求。这一结果与预测的节能效果完全吻合，该结果可使用关于螺杆式鼓风机可用流量和总功耗的、符合 ISO 1217 附录 E 中严格公差的数据预先计算得出。

Kaeser Kompressoren 的螺杆式鼓风机具有 160 m³/min 最大流量和 1100 mbar 的最大压差。

对于任何指定的应用，螺杆式鼓风机、涡轮鼓风机或两者的组合能否提供最佳解决方案，取决于空气需求的频率分布（即流量在最小需求和最大需求之间分配的时间）。实际工作压力也同样重要，它对空气需求的控制范围和覆盖范围有很大影响，特别是在使用涡轮鼓风机时。 

在确定合适的解决方案时，最好不要先入为主地认为哪些型号或技术最有效，而是应保持开放的态度，直到评估完所有因素为止。应当优先确定空气需求曲线和所需的实际工作压力。还要考虑未来机器网络的整体运行情况。Kaeser Kompressoren 精通容积式压缩机和动力压缩机的优势，因此始终能为每位客户的需求提供最佳的个性化解决方案。 

由于对新技术持开放态度，鲁纳堡污水处理厂取得了巨大的胜利。现在，通过以高效和智能受控的方式满足其压缩空气需求，该处理厂正在获得回报。

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