cgp7854's blog

一直以来，在看到的一些曝气设备标准里面，都有两个技术参数：充氧能力和理论动力效率，在引用标准中都会列入“ 曝气器清水充氧性能测定（CJ/T 3015.2）”这一标准。最近在网上找到了这个标准的电子版。仔细阅读之后，发现以前对这两个技术参数的认识是很不够的。以前总以为根据这两个技术参数就可以进行曝气设备的选型，并且可以估算整个曝气过程的耗电水平了。现在才知道其实并没有这么简单，这两个技术参数不能直接用于设计计算。还是来看看作为引用标准的“ 曝气器清水充氧性能测定（CJ/T 3015.2）”里面是怎么描述的吧：
对于充氧能力qc(kg/h)，标准里写得很清楚：是指曝气器在标准状态、测试条件下，单位时间向溶解氧浓度为零的水中传递的氧量。充氧能力与氧亏成正比，当水中溶解氧浓度为零时，氧亏等于相应条件下的饱和溶解氧浓度，从而达到最大值，而实际运行过程中，溶解氧浓度并不总是等于零，就是说在测试条件下得到的充氧能力在实际运行时往往无法重现。进行设计计算时需要根据运行过程中可能达到的溶解氧浓度加以调整。例如，当曝气产品的充氧能力为5.0kg/h，水中溶解氧浓度为2.0mg/L，则实际上能达到的充氧能力可能只有3.9kg/h（=5.0*(9.08-2.0)/9.08）。
对于理论动力效率E[kg/(kWh)]，要注意里面的“理论”这个定语以及“有用功”这个词的含义：曝气器在标准状态、测试条件下，消耗1kWh有用功所传递到水中的氧量。这里所说的“消耗1kWh有用功”可不是从电度表上读出的数据，它只是一个理论计算值，不同的曝气器具各有不同的计算公式。举一个例子，在标准“中、微孔曝气器（HJ/T252-2006）”中，规定了各种技术指标（当然包括充氧能力和理论动力效率），对于“陶瓷刚玉板型曝气器”：充氧能力≥0.13kg/h，理论动力效率≥5.0kg/kWh，阻力损失≤5.0kPa，还注明了测试条件：服务面积为0.5m2，曝气深度为4.0m，标准通气量为2.0m3/h，水温为20℃。在附录A中也对充氧能力和理论动力效率做了解释，不过与CJ/T 3015.2标准中的解释有所出入：
qc—标准状态测试条件下曝气器充氧能力，kg/h；（这里没有水中溶解氧为零的说明）
NT—曝气器充氧时所耗理论功率，即不计管路、风机、电机损失，只考虑曝气器充氧单位时间所消耗的有用功，kW。
现在就以前面提到的内容试着进行计算，曝气器内的风压与大气压的差值大概只能算45kPa了（=4.0*10+5.0），理论功率NT按简化算法（=(P2-P1)*Q/3600）等于0.025kW，结果理论动力效率Ep=qc/NT=0.13/0.025=5.2kg/kWh，与“理论动力效率≥5.0kg/kWh”大致接近，计算方法应该就是这样的了。
在实际曝气过程中的情况会是怎么样的呢？最近有人拿了一个河道水体曝气方案让我提意见，现在就作为例子加以说明：50个曝气盘组成一个曝气单元，曝气深度为2.0m，配一台离心风机（风压为23kPa、风量为100m3/h、电机额定功率为3.0kW），假定工作时电机运行在额定状态下，额定效率为82%，则输入功率为3.66kW；由于曝气深度只有测试条件的0.5倍，在曝气过程中，曝气盘附近水体中的溶解氧浓度可能达到3.0mg/L，那么单个曝气盘的充氧能力大概只有0.044kg/h了（=0.13*(9.08-3.0)/9.08*0.5）；那么最后动力效率就只有0.60kg/kWh了，当然这里计算的是实际动力效率，而不是什么“理论”值。
经过这么一算，不知道大家在看到曝气器具厂商提供的充氧能力和理论动力效率这两个技术参数的时候，会有什么样的感想？！