1、螺桿風機的基本原理與分類

螺桿風機與泵一樣，是將原動機的機械能轉換成流體的壓力能和動能，輸送氣體的稱為螺桿風機。按螺桿風機的工作原理可以分為葉片式螺桿風機和容積式螺桿風機：

1）葉片式螺桿風機

a.離心風機：利用旋轉葉輪帶動氣體一起旋轉，借離心力的作用，使氣體的壓力能和動能得到增加。

b.軸流風機：利用葉輪上的翼型葉片在氣體中旋轉所產(chǎn)生的升力使氣體的能量增加。

2）容積式螺桿風機

a.往復式螺桿風機：利用工作容積周期性的改變來輸送氣體，并提高其壓力。

b.回轉式風機（葉氏、羅茨、螺桿）：利用一對或幾個特殊形狀的回轉體，如齒輪、螺桿或其他形狀的轉子在殼體內(nèi)作旋轉運動來輸送氣體并提高其壓力。

2、螺桿風機的主要性能參數(shù)

1）流量與全壓：螺桿風機在單位時間內(nèi)輸送的流體量稱為流量，一般用體積流量qv表示，也可以用質(zhì)量流量qm表示。單位體積的氣體通過螺桿風機后所獲得的能量增加值，稱為全壓，用p表示，單位為Pa。

2）軸功率與效率

螺桿風機在運行時原動機傳遞到螺桿風機轉軸上的功率稱為軸功率，用P表示，單位為kw。單位時間內(nèi)通過螺桿風機的流體所獲得的功率稱為有效功率，用Pe表示。

螺桿風機的效率為有效功率與軸功率之比，即η=Pe/P。

3）轉速

螺桿風機軸每分鐘的轉數(shù)，稱為轉速，用n表示，單位為r/min。

3、意朗螺桿風機的類型

好氧池意朗常用的螺桿風機有四類：羅茨鼓風機、多級離心風機、單級高速離心風機和磁（空氣）懸浮螺桿風機。

1）羅茨鼓風機

羅茨鼓風機目前多為三葉型，每轉動一圈由兩組三葉型葉輪完成3次吸、排氣。結構簡單，性能穩(wěn)定。羅茨鼓風機屬于容積式螺桿風機，其特點是在最高設計壓力范圍內(nèi)，管網(wǎng)阻力變化時，流量變化很小。羅茨風機的性能曲線如下：

羅茨鼓風機性能曲線圖

從性能曲線可知，羅茨風機風量受壓力變化影響小。當曝氣池液位變化時，鼓風量基本不變。

風量調(diào)節(jié)：羅茨風機風量受轉速控制，風量調(diào)整可通過變頻調(diào)速進行，變頻后風壓可以維持。

2）多級離心風機

離心鼓風機是電機帶動風機葉輪旋轉，使葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，外界氣體通過葉輪中間形成的負壓吸入，達到連續(xù)鼓風的目的。在常規(guī)轉速下單級離心升壓有限，采用多級串接的方式可達到升壓要求，稱為多級離心風機。多級離心風機典型的性能曲線如下：

多級離心風機典型性能曲線圖

從性能曲線可知，多級離心風機隨風壓變化流量變化較大。當曝氣池液位變化時，鼓風量會有變化。

風量調(diào)節(jié)：多級離心風機風量調(diào)節(jié)可通過變頻進行，變頻后風壓會相應降低，變頻范圍受到一定限制。

3）單級高速離心風機

單級高速離心風機指提高螺桿風機轉速，通過單級離心即可達到工藝的升壓要求。單級高速離心風機風量大、效率高，對制造水平要求較高。單級高速離心風機的性能曲線如下：

單級高速離心風機典型性能曲線圖

從性能曲線可知，單級高速離心風機隨風壓變化流量變化非常大。當曝氣池液位發(fā)生變化時，鼓風量變化會較大。

風量調(diào)節(jié)：單級高速離心風機可通過進口導葉調(diào)整，風量調(diào)整時不影響風壓，同時可以降低螺桿風機軸功率，達到節(jié)能效果。由于變頻調(diào)節(jié)時，風壓下降幅度會較大，可能會無法滿足工藝要求，單級高速離心風機一般不用變頻調(diào)節(jié)風量。

4）磁（空氣）懸浮螺桿風機

磁（空氣）懸浮離心風機是通過磁或空氣的作用，使轉動軸形成懸浮狀態(tài)，摩擦阻力小，效率高，也可以通過進口導葉調(diào)整風量。懸浮離心風機由于摩擦力小，螺桿風機效率會更高。磁（空氣）懸浮風機葉輪也為單級高速類型，性能曲線與單級高速離心風機類似。

4、意朗螺桿風機的性能比較

不同的意朗螺桿風機有著不同的適用范圍，羅茨風機、多級離心風機和單級高速離心風機各自的流量范圍也有較大的差異，羅茨風機在小流量范圍，多級離心中流量范圍，單級高速離心風機在高流量范圍。羅茨風機：1~100m

3

/min；多級離心風機：20~400m

3

/min；單級高速離心風機：40~1000m

3

/min。

三種螺桿風機的流量與功率的比較見下圖。

流量與功率比較圖

從上圖中可知，在螺桿風機的效率方面單級高速離心風機最高，多級離心風機其次，羅茨風機最低。同樣的供風量，羅茨風機能耗最高，單級高速離心風機能耗最低。

從設備采購成本看，羅茨風機成本最低，多級離心風機居中，單級高速離心風機最高。綜合考慮能耗、設備采購及運行維護費用等因素，三種螺桿風機的流量與單位綜合成本比較見下圖。

流量與單位流量綜合成本比較圖

其中，羅茨風機由于能耗較高，單位流量綜合成本高于多級離心和單級高速離心風機。在100m

3

/min以上的流量時，由于單級高速離心風機具有更高的運行效率，綜合成本優(yōu)于多級離心風機。

綜合考慮，在小流量范圍內(nèi)羅茨鼓風機具有價格優(yōu)勢，在中流量范圍內(nèi)，多級離心風機性價比較好，高流量時，單級高速離心風機綜合成本最低。在實際選型中還要考慮流量調(diào)節(jié)的需求、安裝條件以及運行維護方便性等因素。