Przyjmuje się, że dmuchawy zużywają ok. 50-60% całej energii pobieranej przez oczyszczalnię ścieków. Ceny energii rosną coraz bardziej. Zatem koniecznym jest wybranie właściwego urządzenia dla konkretnego zastosowania.
Dla zasilania sprężonym powietrzem systemów niskociśnieniowych dostępne są różne typy urządzeń. Ich wybór zależy od zastosowania. Najbardziej znane i najpowszechniej używane rozwiązania to dmuchawy:
- walcowe
- śrubowe
- promieniowe
Każda z nich będzie odpowiednim wyborem w przypadku konkretnych zastosowań.
Rodzaje dmuchaw
Istnieją dwie metody sprężania: zewnętrzne i wewnętrzne. Dmuchawy walcowe pracują na zasadzie sprężania zewnętrznego. W tym procesie sprężone powietrze dostarczane jest bez wcześniejszego zmniejszenia objętości w bloku dmuchawy. Objętość powietrza w bloku zostaje ta sama. Tego typu urządzenia posiadają najczęściej rotory trójskrzydełkowe. Dmuchawy te zasysają konkretną objętość powietrza do komory. Następnie obracają się, zamykając ją i dostarczając niezmienną objętość sprężonego powietrza do wylotu. Urządzenia tego typu mogą dostarczyć do 1000 mbar nadciśnienia i wytwarzać między 200 a 9000 m³/h sprężonego powietrza.
Dmuchawy śrubowe pracują na zasadzie sprężania wewnętrznego. Tutaj objętość powietrza jest zmniejszana w bloku. To rodzaj sprężania wykorzystywany od dawna w sprężarkach śrubowych, który zastosowano także w dmuchawach. Urządzenia tego typu wytwarzają ciśnienie do 1100 mbar. Są one bardziej efektywne w porównaniu do dmuchaw walcowych. Przekłada się to na możliwość oszczędności energetycznych rzędu 30%. Dzieje się tak za sprawą wcześniej wspomnianego wewnętrznego sprężania w bloku śrubowym. Najczęściej dmuchawa śrubowa wyposażona jest w silnik o znacznie mniejszej mocy niż dmuchawa walcowa. Jednocześnie zachowuje przy tym te same parametry pracy.
Innowacyjna technologia dmuchaw
Najnowsza konstrukcja dmuchaw śrubowych oparta jest na wielu innowacjach technicznych. Poprawiają one efektywność energetyczną o prawie 10% w porównaniu do poprzednich wersji. Większa wydajność to zasługa konstrukcji bloku śrubowego z opatentowanym profilem SIGMA. To właśnie innowacyjny kształt znacznie redukuje zużycie energii. Wcześniejsze generacje tych urządzeń zazwyczaj wyposażone były w przekładnię pasową. Nowoczesne urządzenia mają system wewnętrznego chłodzenia. Co więcej, wyróżnia je efektywny sposób uszczelniania. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania pompy próżniowej, pompy oleju i chłodnicy oleju stosowanej przez niektórych producentów. Wykluczenie konieczności użycia tego typu urządzeń pomocniczych wydłuża czas eksploatacji urządzenia. Kolejną unikalną cechą najnowszej generacji dmuchaw jest kompletność i gotowość do natychmiastowego podłączenia. To znacznie ułatwia instalację i redukuje koszty inwestycyjne.
Wybór odpowiedniej dmuchawy sprężonego powietrza
Nie w każdej sytuacji zastosowanie dmuchawy śrubowej będzie najlepszym rozwiązaniem. To, jakiego typu urządzenie należy zastosować, zależne jest od różnych czynników. Każdy z nich musi być przeanalizowany dla konkretnego przypadku.
Zarówno objętościowe natężenie przepływu, jak i ciśnienie robocze mają wpływ na zużycie prądu. W każdym przypadku obniżenie ciśnienia pracy urządzenia obniża koszty energii. Jeśli np. zapotrzebowanie na sprężone powietrze jest zmienne, można połączyć kilka urządzeń. Pozwala to najlepiej dostosować produkcję sprężonego powietrza do zapotrzebowania. W zależności od zastosowania inne kryteria również nabierają dużego znaczenia. Jednym z nich jest głębokość czynna reaktora biologicznego, a także stan i rozłożenie dyfuzorów.
Cena dmuchawy śrubowej jest wyższa niż dmuchawy walcowej. Jednak generuje ona niższe koszty energii. Dzięki temu szybko rekompensuje wyższy koszt inwestycji. Częstym zjawiskiem w oczyszczalni ścieków jest praca dmuchawy przez 365 dni w roku. W takim przypadku czas amortyzacji takiego urządzenia będzie jeszcze krótszy.
W zależności od aplikacji i długości pracy dmuchawy najlepiej mogą się sprawdzić różne typy tych urządzeń. Bardzo często oczyszczalnie ścieków potrzebują kilku dmuchaw. W takim przypadku najlepszym rozwiązaniem może być użycie dmuchaw śrubowych do ciągłej pracy. Natomiast dmuchawy walcowe będą pracowały tylko okresowo, w przypadku zwiększonego poboru (tzw. pik poboru).
Planowanie stacji dmuchaw
Projektując stację dmuchaw dla oczyszczalni ścieków, należy przyjrzeć się poszczególnym urządzeniom i ich sprawności. Tak samo należy postąpić, gdy analizujemy istniejący układ. Równie istotne jest przeanalizowanie całego systemu. Najlepsze wyniki dają dobrze dobrane komponenty i ich optymalizacja. To wielokrotnie udowodniony fakt. Pojedyncza dmuchawa powietrza nie może być efektywna, jeśli nie została poprawnie zainstalowana. Nawet jeśli jest to urządzenie o wysokiej efektywności. Nie wystarczy je po prostu podłączyć. Równie istotne jest posiadanie wiedzy, jak je obsługiwać i kontrolować. Kiedy należy włączyć i wyłączyć, by było ono tak efektywne, jak to tylko możliwe. Wymaga to skrupulatnego planowania przed instalacją lub modernizacją. Przeprowadzone we właściwy sposób, zwiększają efektywność energetyczną całego systemu.
Najlepszą drogą do osiągnięcia optymalizacji jest posiadanie aktualnego profilu zakładowego zapotrzebowania na sprężone powietrze. Wskazuje on dokładne zużycie tego medium w ciągu tygodnia. Wykonując pomiary zużycia sprężonego powietrza przez tydzień, możemy dobrać optymalny zestaw urządzeń. Taki, który gwarantuje najniższe zużycie prądu.
Blok, przeniesienie napędu, dodatkowe komponenty, elektronika czy kontrolery. Wszystkie te elementy składają się na kompletną, gotową do działania dmuchawę sprężonego powietrza. Wybranie najlepszego, najbardziej efektywnego systemu z wielu opcji nie jest łatwym zadaniem. W takim przypadku porównanie do standardu takiego jak ISO 1217 załącznik E może być bardzo pomocne. Warto uniknąć błędu przez często wspominaną „moc na wale”. W końcu to, co liczy się najbardziej, to nie pobór energii przez pojedyncze urządzenie. Ważny jest pobór energii elektrycznej przez cały system sprężonego powietrza.
Podsumowanie
Przed wyborem dmuchaw, bardzo ważne jest przeanalizowanie zapotrzebowania na sprężone powietrze. Musi ono zostać przeprowadzone dla konkretnej aplikacji. Dopiero wtedy można wybrać najbardziej oszczędne rozwiązanie, dopasowane do danego zapotrzebowania. Zdarza się, że system z wyższym kosztem inwestycji będzie najbardziej oszczędny i efektywny na dłuższą metę. Zwłaszcza gdy uwzględnimy koszty energii. Różnica w kosztach inwestycyjnych jest zazwyczaj spłacana w ciągu roku lub dwóch lat. Po tym czasie użytkownicy oszczędzają pieniądze w każdym kolejnym roku.