曝气节能改造 10 问:进口鼓风机改造前该测哪几组数

曝气节能改造是指在不改变生化工艺的前提下,通过更换或重新配置鼓风机组来降低吨水电耗。改造能不能省钱,取决于改造前测到的那几组数准不准——而不是取决于新机的样本参数有多好看。本文用 10 个问答把进口鼓风机改造前必须测的数、怎么测、以及怎么用这些数算回收期讲清楚。

要点速览

  • 改造前至少要测四组数:实际风量、实际升压、机组耗电、池内溶解氧曲线。
  • 比功率是改造收益的核心指标,必须在同一工作点上比,不能拿各家最优点比。
  • 风量别只看仪表:老厂的孔板与热式流量计常年未校准,要用两种方法交叉核对。
  • 升压要按曝气器后期阻力算,用新器件的阻力算会把升压定低,改造后打不上气。
  • 按 GB 28381-2026 第 7.1 条,规定工况是 101.3 kPa 绝压、20 ℃、50% RH,比能效前先对齐工况。

一、改造前要测什么

1. 改造前最少要测哪几组数?

结论先给:四组——实际风量、实际升压、机组耗电、池内溶解氧。前三组决定能不能算出当前比功率,第四组决定风量是不是真的需要这么大。缺任何一组,改造收益都只能靠估,回收期也就无从谈起。

2. 风量怎么测才算数?

结论先给:用两种方法交叉核对,只信一个仪表容易翻车。老厂常见的孔板流量计长期未校准,热式流量计在含湿气流里也会漂。实际做法是:读机组自带仪表,同时用便携式超声波或皮托管在直管段复测,两者偏差超过 10% 就要找原因,不能直接取平均。

3. 升压怎么定?

结论先给:按曝气器使用后期的阻力算,不按新器件算。升压 = 池深静压 + 曝气器阻力 + 管路与阀门阻力,三项逐段累加。微孔曝气器用到后期阻力会明显上升,若按新器件的阻力定升压,改造后在夏季高负荷时会出现打不进气的情况。

阿尔法鼓风机机房现场
曝气机房 · 现场实拍。改造前的实测要在同一工况下连续记录,不能只取瞬时值

二、怎么把测到的数变成收益

4. 比功率怎么算?

结论先给:比功率 = 机组耗电功率 ÷ 实际风量,单位 kW/(m³/min)。关键在于两个数必须是同一时刻、同一工况下测的。以实测 260 m³/min、机组电功率 234 kW 为例:

  • 当前比功率:234 kW ÷ 260 = 0.90 kW/(m³/min);
  • 若改造后在同一工作点做到 0.72,节省的功率为 260 m³/min × 0.18 kW = 46.8 kW;
  • 按每天 24 h、每年 330 d:46.8 kW × 24 × 330 = 370,656 kWh;
  • 按 0.65 元/kWh:370,656 kWh × 0.65 元 = 240,926 元/年。

5. 回收期怎么算才不糊弄人?

结论先给:分子要含全部改造费用,分母只算可核实的电费节省。接上面的算例,若改造总投资 96 万元(设备 + 管路改造 + 电气 + 调试):

  • 静态回收期:960,000 元 ÷ 240,926 = 3.98 年。

把台数配置、备机策略、检修费用的差异也算进去,回收期还会变。要点是:所有数都要能追到实测或合同,不能用厂家宣传口径里的节电率倒推。

项目 改造前(实测) 改造后(目标) 差值
风量 m³/min 260 260 0
机组电功率 kW 234 187.2 46.8
比功率 kW/(m³/min) 0.90 0.72 0.18
年电耗 kWh 1,853,280 1,482,624 370,656
年电费 元(0.65 元/kWh) 1,204,632 963,706 240,926

数据来源:算例取值,改造前数据须以现场实测为准;电价按项目所在地实际执行电价代入。

三、选型与标准口径

6. 新机按什么口径选?

结论先给:按实测风量与升压定工作点,再去对厂家性能表。以美国阿尔法装备控股集团的磁悬浮样本为例,AFMB 系列给出 16 个机型、额定功率 11 – 400 kW、6 个压力点(0.4 – 1.5 bar)的逐格数据,选型时要落到具体压力点上,而不是看最大风量。

7. 台数怎么配?

结论先给:台数决定装机容量,也决定低负荷时的效率。同样的总风量,用少数大机还是多台中机,装机容量与低负荷表现完全不同;夜间与冬季低负荷时段占全年比例越高,多台配置的优势越明显。配置方案要连同变频调节范围一起向厂家索取。

8. 能效等级怎么写进招标文件?

结论先给:写到标准号 + 年份 + 等级,并注明工况。GB 28381-2026 第 4 章按结构给出分类,磁悬浮与空气悬浮同属悬浮支撑离心鼓风机;第 5 章把能效等级分为 3 级,1 级为最高能效等级;第 7.1 条规定工况为进口压力 101.3 kPa(绝压)、吸入温度 20 ℃、相对湿度 50%。不写工况的能效条款,验收时容易出分歧。

口径 厂家样本常见条件 GB 28381-2026 第 7.1 条
进口压力 1 atm 101.3 kPa(绝压)
吸入温度 20 ℃ 20 ℃
相对湿度 65% 50%
流量口径 按样本注明 产品技术文件规定的性能保证工况输送量

数据来源:GB 28381-2026 第 7.1 条;样本条件以厂家书面样本为准,不同厂家可能不同。

实测四组数风量/升压/电耗/DO算当前比功率kW ÷ m³/min定工作点选型落到压力点上算回收期投资 ÷ 年省示意图 · 北京川青清绘制

四、适用与不适用

9. 哪些厂适合做曝气节能改造?

结论先给:老机组比功率明显偏高、且负荷稳定的厂最划算。

  • 适用:连续运行、年运行小时数高、实测比功率高于同工作点新机 15% 以上;
  • 适用:机组已到大修周期,改造与大修费用可以合并比较;
  • 适用:有低负荷时段、可以靠变频与台数配置吃下波动的厂。

10. 哪些情况不适合现在改?

  • 不适用:进水水量水质即将大幅变化(如正在提标或扩建),工作点定不下来,改了也要再改;
  • 不适用:曝气器已严重堵塞、池内布气不均——这类问题要先修曝气系统,换风机解决不了;
  • 不适用:年运行小时数很低的备用机位,电费节省摊不回投资。
阿尔法离心鼓风机车间
机组本体 · 现场实拍。改造前要确认基础、管口标高与电气容量能否沿用

常见问题

改造前的实测要测多久?
至少覆盖一个完整的日负荷周期,并分别记录高峰与低谷时段。只取一个瞬时值会把工作点定偏,尤其是夜间低负荷时段的风量常被高估。有条件的话,夏季与冬季各测一轮,因为水温变化会改变需氧量。
没有电表怎么测机组耗电?
用钳形功率计在机组进线侧测,记录电压、电流与功率因数,注意要测机组总耗电(含变频柜与辅机),不能只测电机。若只有总配电房的电表,要先把其他负荷扣除,否则比功率会算高。
比功率多少算好?
没有脱离工作点的标准答案。比功率与升压直接相关:升压越高,同样风量下的比功率必然越高。正确做法是把自己的工作点告诉厂家,索取该点的保证比功率,再与实测值比较。
改造能不能只换电机或加变频?
可以做,但收益量级不同。加变频解决的是低负荷时的节流损失,换高效机组解决的是本体效率。两者都要以实测比功率为基准来估算,改造前先把当前的节流损失与本体损失分开看。
台数配置对电费影响有多大?
影响主要体现在低负荷时段。同样总风量,台数少的方案在低负荷时被迫让大机降频运行,容易偏离高效区;台数多的方案可以停机组合。方案比选时要按全年负荷分布加权计算,不能只算满负荷点。
样本上的比功率能直接用吗?
不能直接拿来做验收依据。样本值对应的是样本试验条件,与现场的进气温度、湿度和大气压不一定相同。写进技术协议时要注明保证点的工况,以及验收时的测量方法与允许偏差。
改造后怎么验证真的省了?
在同一工作点、同一测量方法下复测比功率,并连续记录一段时间的电耗。验收方案要在合同阶段就约定:测点位置、仪表精度、记录时长与判定口径,事后再谈容易各说各话。

把实测的风量、升压、机组电耗与池深发我们,出一份带工作点比功率与回收期测算的改造方案。查看阿尔法鼓风机与阿尔法磁悬浮鼓风机产品页;品牌口径对照见主流进口品牌参数对照。

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