Тема: Воздуходувные станции

В целях создания аэробных условий при биологической очистке или химическом окислении органических и минеральных компонентов, содер­жащихся в сточных водах, а также удаления летучих компонентов из сточ­ных вод, проводится насыщение их кислородом воздуха.

Сточные воды аэрируются посредством продувки их воздухом в очи­стных сооружениях.

Пневматическая аэрация сточных вод - насыщение последних кисло­родом воздуха, забираемого из атмосферы и под давлением подаваемого в аэрационный бассейн по магистральным и распределительным трубопро­водом и каналам.

Воздуходувные станции предназначены для подачи сжатого воздуха к основным потребителям станции аэрации: аэротенкам, преаэраторам, сме­сителям, аэробным минерализаторам ила, реагентному хозяйству, вакуум -фильтрам, аэрируемым прудам и другим объектам.

Комплекс сооружений воздуходувной станции включает:

- главное здание;

- водоохлаждающие сооружения (градирня, бассейн) для оборотной во­ды от охлаждения оборудования;

- воздушные магистрали и основные ответвления.

В главном здании размещается основное оборудование (воздуходув­ные машины), насосы для подачи технической воды, устройства для очист­ки воздуха от пыли, насосы для перекачки циркулирующего активного ила или для опорожнения емкостных сооружений, центральный диспетчерский пункт, электрораспределительные устройства, трансформаторная, вспомо­гательные и бытовые помещения.

Воздухоочистительные устройства, а также насосные станции могут располагаться вне главного здания. В случае применения на станции аэра­ции флотационного илоразделения в главном здании дополнительно уста­навливаются компрессоры и напорные емкости рабочей жидкости.

Для подачи воздуха используются, в основном, воздуходувки, т.е. аэ­родинамические машины, предназначенные для создания высокого давле­ния (или разрежения) в составе пневматического транспорта используются воздуходувки различных типов.Атмосферный воздух перед поступлением в воздуходувки подвергает­ся очистке на стационарных или вращающихся фильтрах.

Воздухоприемники для забора атмосферного воздуха располагают на высоте 4м от поверхности земли.

На станциях аэрации и на сооружениях, где требуются большие расхо­ды сжатого воздуха с напором до 10 м применяются турбовоздуходувки (ТВ) и нагнетатели.

При напорах свыше 10 м применяют многоступенчатые турбовоздухо­дувки (до 30 м) или турбокомпрессоры (30-100 м).

Турбовоздуходувки, турбокомпрессоры и нагнетатели работают по тому же принципу, что и центробежные насосы. Сжатие и нагнетание воз­духа в них происходит под действием центробежной силы, которая возни­кает при вращении рабочего колеса. Воздух из рабочего колеса попадает в неподвижный кольцевой диффузор, который служит для превращения ки­нетической энергии воздуха, полученной им в рабочем колесе в потенци­альную энергию (напор). Для этого диффузор снабжен лопатками, обра­зующими вместе с диффузором направляющий аппарат. Турбовоздуходувки бывают одно- и многоступенчатыми. Одноступен­чатые турбовоздуходувки развивают напор 3-6 м, многоступенчатые -6-30 м. Многоступенчатые турбовоздуходувки изготавливают с числом ступеней не более четырех, с односторонним и двусторонним всасыва­нием.

Турбовоздуходувки работают без охлаждения сжижаемого воздуха, так как при развиваемых давлениях температура воздуха повышается толь­ко до 170-200°С. Для турбокомпрессоров применение охлаждения являет­ся обязательным. В системах воздухоподачи может возникнуть неустойчивая работа (явление помпажа), так как характеристика турбовоздуходувки имеет запа­дающий участок - зону неустойчивой работы.

Явление помпажа обусловлено рядом причин и крайне нежелательно при параллельной работе нескольких турбовоздуходувок. Нарушение по­стоянства рабочего режима системы особенно опасно ввиду резкого скач­кообразного повышения давления в потоке и как следствие увеличения давления в воздухопроводе и в рабочих узлах установки. Для защиты установок от помпажа заводы-изготовители поставляют противопомпажные устройства, обеспечивающие автоматический сброс избыточного количества воздуха при достижении нагнетателем критиче­ской подачи. Опыт эксплуатации турбовоздуходувок и нагнетателей показывает, что при постоянстве режима работы установок - потребителей воздуха помпаж не наблюдается. Например, уровень воды в аэротенках, куда пода­ется воздух, сравнительно постоянный, и поэтому объем и давление пода­ваемого воздуха не изменяются в больших пределах. Это дает для турбо­воздуходувки или нагнетателя постоянный режим работы системы и при надлежащем выборе режимной точки работы исключает возможность воз­никновения помпажа. Отечественная промышленность изготавливает турбовоздуходувки с подачей 6 000-30 000 м³/ч при напоре 1-3 м и нагнетатели с подачей 1 500-69 000 м³/ч при напоре 1,3-23,5 м; мощность электродвигателя 15-2350 кВт.

Выбор воздуходувных машин определяется количеством воздуха, по­требляемого на станции аэрации и давлением нагнетания воздуха, которое устанавливается при расчете системы воздуховодов. Установленная мощ­ность электродвигателя воздуходувных машин кВт:

Для крупных и средних воздуходувных станций рекомендуется прове­рять работу воздуходувок и воздухопровода, для чего используют характе­ристики 0-Н и определяют рабочую точку подачи воздуха аналогично ее определения для насосов.

При определении габаритов машинного зала проходы между высту­пающими частями агрегатов и расстояние от воздуходувки до продольной стены принимают не менее 1,5 м (со стороны электродвигателя это рас­стояние должно обеспечивать возможность демонтажа его ротора).

Расчетное давление воздуха Н_общ, необходимое при подаче его в воз­духопроводную станцию, равно:

Турбовоздуходувки монтируют на бетонных фундаментах в отапли­ваемых помещениях. Их электродвигатели имеют закрытое исполнение, чтобы исключить попадание в них пыли.