Dmuchawa śrubowa w procesie oczyszczania ścieków

Wysoko wydajny energetycznie system oczyszczania ścieków zyskuje coraz bardziej na znaczeniu. Z tego powodu oczyszczalni ścieków w Lüneburg zależało na sprawdzonym rozwiązaniu. Nowe urządzenie miało wytwarzać stabilnie sprężone powietrze przy zmianach pogodowych i być łatwo sterowalne. Dmuchawa śrubowa firmy KAESER KOMPRESSOREN spełniła te wymagania. A nawet więcej, bo dodatkowo znacznie ograniczyła koszty energii elektrycznej oczyszczalni.

Oczyszczalnia ścieków w Lüneburg jest zlokalizowana w Dolnej Saksonii. Jej zadaniem jest umożliwić oczyszczanie ścieków dla około 325 000 mieszkańców. Oczyszczalnia ścieków posiada kilka zbiorników sedymentacyjnych. Sprężone powietrze potrzebne do biologicznego oczyszczania ścieków rozprowadzane jest poprzez zasuwy regulacyjne do głębokości 7 m.

Dotychczas w oczyszczalni pracowały cztery klasyczne turbo sprężarki o mocy 200 kW. Szukano jednak rozwiązania, które umożliwi dynamiczne i szerokopasmowe sterowanie wytwarzaniem sprężonego powietrza. Dodatkowo ważne było zagwarantowanie stałego dopływu sprężonego powietrza niezależnie od warunków pogodowych. Odpowiedzią na te wymagania okazała się dmuchawa śrubowa. Potwierdziło to rejestrowanie przepływu sprężonego powietrza i poboru mocy.

W oczyszczalni ścieków w Lüneburg dmuchawę śrubową testowano przy maksymalnej wydajności przez okres jednego roku. Nadrzędny system sterowania został dostosowany do turbo sprężarki z regulacją łopatek. Z tego powodu konieczne było dopasowanie oprogramowania do sterowania dmuchawą śrubową za pomocą zadanej prędkości obrotowej. Dmuchawa komunikuje się z systemem sterowania za pomocą magistrali Profibus DP. Inne opcjonalnie dostępne moduły komunikacyjne to Modbus TCP/RTU, Profinet IO, DeviceNet, Ethernet/IP. Dmuchawa śrubowa pełni funkcje urządzenia szczytowego. Dzięki regulacji prędkości obrotowej dostosowuje swoją wydajność do aktualnego zapotrzebowania oczyszczalni. Jeżeli dmuchawa osiąga określone graniczne wartości prędkości obrotowej, wtedy włącza lub wyłącza się turbo sprężarka. Celem jest uniknięcie nieefektywnego nakładania się pracy urządzeń.

W takim rozwiązaniu wyeliminowano niekorzystne dla turbo sprężarek wartości szczytowe ciśnienia. Było to możliwe dzięki nastawnym czasom liniowo rosnącym dmuchawy śrubowej. Załączanie i wyłączanie dmuchawy śrubowej nie generowało wartości szczytowych ciśnienia. Analiza porównawcza wykazuje, że dmuchawa zastępuje pracę turbo sprężarki o wydajności 4000–9000 m³/h. Pracuje prawie 24 godziny, z czego 12 godzin samodzielnie.

Zbiorniki napowietrzania oczyszczalni ścieków w Lüneburg.

Najważniejszym celem oczyszczalni był dokładniejszy i bardziej stabilny dopływ sprężonego powietrza. Cel ten został osiągnięty dzięki bardziej dynamicznej regulacji. W przypadku sprężarek wyporowych wydajność zależy w mniejszym stopniu od zmiennych wartości ciśnienia i temperatury na ssaniu. To również miało wpływ na stabilny dopływ sprężonego powietrza.

Nawet w ekstremalnych warunkach pogodowych można teraz dokładnie utrzymać wymagane wartości procesowe. Na regulację maszyny pozytywnie wpłynęło również zmniejszenie wahań ciśnienia. Ułatwiło to także sterowanie. Poza poprawą przebiegu procesu uzyskano znaczną oszczędność energii elektrycznej.

Dmuchawa śrubowa połączona z turbo sprężarkami jest pod względem energetycznym bardziej oszczędna. W skali roku pozwala zaoszczędzić około 250 000 kWh. Odpowiada to w przybliżeniu 10–15% całkowitego rocznego zapotrzebowania oczyszczalni. Potwierdziło to zakładane oszczędności energii. Pomiary zostały przeprowadzone w wąskich tolerancjach ISO 1217 załącznik E. Dzięki temu uzyskano wiarygodne wyniki pomiarów.

Dmuchawy śrubowe KAESER KOMPRESSOREN o maksymalnej wydajności 160 m³/min i maksymalnej różnicy ciśnienia 1100 mbar.

Decyzję, czy wybrać dmuchawę śrubową, czy turbo sprężarkę, można podjąć jedynie na podstawie rozkładu zapotrzebowania na sprężone powietrze. A więc na podstawie rozłożonej w czasie zależności między minimalnym a maksymalnym zapotrzebowaniem danej oczyszczalni. Również istotne jest rzeczywiste ciśnienie robocze. Szczególnie w przypadku turbo sprężarek ciśnienie ma duży wpływ na zakres regulacji i pokrycie zapotrzebowania na sprężone powietrze. 

Szukając nowej koncepcji stacji dmuchaw, należy brać pod uwagę poszczególne urządzenia lub technologie. Ale warto być również otwartym na różne nowości. Na pierwszym planie priorytetem jest analiza profilu zapotrzebowania na sprężone powietrze. Chodzi o to, aby pracę późniejszego zespołu dmuchaw ostatecznie traktować jako całość. Firma KAESER KOMPRESSOREN zna zalety obu technologii, zarówno sprężarek wyporowych, jak i dynamicznych. Zawsze oferuje rozwiązanie indywidualnie dopasowane do potrzeb klienta. 

Oczyszczalnia ścieków Lüneburg dzięki swojej otwartości na różne rozwiązania technologiczne trafiła w dziesiątkę. Dlatego skutecznie zaspokaja zapotrzebowanie na sprężone powietrze.

Tu można przejść do produktu:

• Dmuchawa śrubowa HBS