Atlas Copco-Gebläsetechnologie für industrielle ETPs

Die Anforderungen an die Wasserdiffusionsbelüftung und Filterrückspülung in industriellen Abwasseraufbereitungsanlagen sind besonders streng. Bei der Reinigung von Prozessabfällen oder kontaminiertem Wasser, um es wiederverwendbar und recycelbar zu machen, ist die Auswahl der richtigen Niederdruckgebläsetechnologie eine entscheidende Entscheidung.

Abwasseraufbereitungsanlagen (ETP) sind in den Prozessabläufen einer Vielzahl von Branchen zu finden, beispielsweise in der Lebensmittelherstellung und der Produktion von Pharmazeutika, Textilien, Glas, Zement, Papier und Zellstoff. Sie spielen auch eine wesentliche Rolle bei der Produktion von Gerbereien, der chemischen Industrie und allgemeinen Fertigungsaktivitäten.

Der Wirkungsgrad und die Betriebseigenschaften des Gebläses sind wichtige Faktoren für die Leistung der Abwasserbehandlung. Diese Prozesse müssen nicht nur den gesetzlichen und ökologischen Standards entsprechen, sondern auch die Einhaltung strenger Vorschriften für den ETP-Betrieb trägt dazu bei, die Wasserverschmutzung zu reduzieren und den Wasserschutz zu fördern.

Verschiedene Typen Dem Betreiber von Industrieanlagen stehen eine Reihe verschiedener Arten von Niederdruckgebläsetechnologien zur Verfügung, die in Drehkolben-, Schrauben-, Zentrifugal- und mehrstufige Optionen unterteilt sind. Die Zentrifugaltechnologien (Hochgeschwindigkeits-Turbogebläse, mehrstufige Gebläse und mehrstufige Zentrifugalgebläse) sind in erster Linie für Niederdruckanwendungen konzipiert, die höhere Durchflussraten von über 5.000 m3/h erfordern, und eignen sich am besten für größere und spezialisierte Anwendungen.

Im Gegensatz dazu bevorzugen die meisten ETP-Gebläseanwendungen die Verdrängungsoptionen von Versionen mit fester Drehzahl und VSD-Antrieb der Tri-Lobe-Technologie oder die direkt angetriebenen, ölfreien Rotationsschraubengebläse, die eine Niederdruck-Durchflussrate von bis zu 9.100 liefern m³/h.

Bei Drehkolbengebläsen bieten Hersteller wie Atlas Copco wahlweise rein mechanische Grundgeräte mit Messuhren zur Druckablesung oder High-End-Lösungen mit integriertem VSD-Wechselrichter und intelligenter Steuerung an. Bei ETP-Anwendungen mit Gegendrücken von mehr als 0,5 bar(g) sind Schraubengebläse mit einer durchschnittlich 30 % höheren Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Technologien führend. Sie benötigen weniger Energie, da das Innenkompressionskonzept aufgrund der Konstruktion der Rotorelemente einen höheren Wirkungsgrad bietet.

Gebläsetechnik Ausgangspunkt ist eine gründliche Analyse einer Installation und die Erkenntnis, dass die Anwendungsmerkmale für die Auswahl der richtigen Technologie von entscheidender Bedeutung sind. Im Entscheidungsprozess wird es zweifellos einen oder mehrere Aspekte geben, die Vorrang vor anderen haben könnten. Neben der Suche nach einer Gebläsetechnologie, die den Luftstrom- und Druckanforderungen eines bestimmten ETP-Prozesses entspricht, wirken sich auch andere Faktoren wie die anfänglichen Investitionskosten oder die Kapitalrendite auf die Suche nach der richtigen Luftgebläsetechnologie aus.

Zu den wichtigsten Faktoren, die berücksichtigt werden sollten, gehören:

Durchfluss und Druck: Eine richtig dimensionierte Gebläseinstallation trägt zu einem energieeffizienteren Prozess bei. Wenn beispielsweise ein Kompressor-Regular als Niederdruckquelle verwendet wird, führt der Austausch des Kompressors durch ein Luftgebläse zur Lieferung von Luft mit 0,3 und 1,5 bar(g) zu erheblichen Einsparungen. Für jedes 1 bar(g), das die Luft über den tatsächlichen Bedarf hinaus komprimiert, werden 7 % der Energie verschwendet.

Betriebskosten und Gesamtbetriebskosten: Die Kapitalkosten eines Niederdruck-Belüftungsdrehkolbengebläses können weniger als 5 % der gesamten ETP-Investition ausmachen. Dies mag zwar verlockend erscheinen, aber die laufenden Kosten für das Gebläse sind ein weitaus wichtigerer Faktor und machen wahrscheinlich bis zu 80 % der Energiekosten für ein gesamtes ETP aus. Dies liegt daran, dass die Belüftungsgebläse rund um die Uhr Energie benötigen, um die biologischen Prozesse zu unterstützen. Sie versorgen Mikroorganismen mit der richtigen Menge Sauerstoff, um ihre konstante, ausgeglichene Leistung innerhalb der Pflanze aufrechtzuerhalten. Daraus folgt, dass bei der Betrachtung der Gesamtbetriebskosten einer Gebläseanlage die Suche nach einer energieeffizienten Lösung ganz oben auf der Liste stehen sollte.

Einsatzbedingungen: Die Standorteigenschaften haben Einfluss auf die Wahl des Gebläses. Beispielsweise könnte die begrenzte Platzverfügbarkeit für eine Gebläseinstallation die Wahl einer Technologie erfordern, die eine geringere Stellfläche und einen geringeren Geräuschpegel bietet. Andererseits kann das Anwendungskriterium niedrigerer Energiekosten möglicherweise am besten durch eine energieeffizientere Technologie erfüllt werden, die mit höheren Kapitalkosten verbunden ist.

Betriebsgeräuschpegel: Ein Merkmal der neuesten Generation von Niederdruckgebläsen ist das intelligente Leitblech- und Haubendesign, das den Geräuschpegel auf bis zu 72 dB(a) reduziert und so für eine verbesserte Arbeitsumgebung sorgt. Dadurch sinken die Installationskosten, da keine schallgedämmten Räume und Türen vorgesehen werden müssen.

Service und lebenslanger Support: Wenn es um routinemäßige Wartung und Service-Support geht, kann es bei einigen älteren Gebläsetechnologien erforderlich sein, dass die Einheiten außerhalb des Standorts gewartet, repariert oder überholt werden müssen. Fortschrittliche Designentwicklungen bei den neuesten ölfreien Niederdruckgebläsen umfassen jetzt die Einbeziehung wartungsarmer Komponenten, verlängerte Wartungsintervalle vor Ort und die Vorteile lebenslanger Kundensupportpläne.

Vergleichsleistungen: Es lohnt sich, die wichtigen Statistiken zu prüfen. Beispielsweise sind die dreiflügeligen Rotoren der neuesten Generation geräuscharmer, vibrationsarmer und pulsationsarmer Gebläse in der Lage, in einer einzigen Umdrehung fast das Sechsfache des Luftvolumens zu spülen, verglichen mit ihren riemengetriebenen Zwillingsrotoren -Lappen-Vorgänger. Im Durchschnitt weist diese ältere Technologie 5–7 % mehr Übertragungsverluste auf.

Ein wichtiger Vorteil der ölfreien Schraubengebläse mit Direktantrieb ist der große Regelbereich, insbesondere bei Modellen mit integriertem Wechselrichterantrieb. Dadurch können die Geräte die Luftströme an die täglichen und saisonalen Schwankungen des Abwasserzuflusses anpassen, was zu zusätzlichen Energieeinsparungen führt. Um Schwankungen im Luftbedarf zu bewältigen, kann die Schraubengebläsetechnologie von 100 % bis 25 % der Kapazität betrieben werden, ohne dass sich der spezifische Leistungsbedarf nur geringfügig ändert.

Niedrigere EnergiekostenAls praktisches Beispiel für die überlegene Leistung des Schraubengebläses in der Industrie stärkte Frito Lay, eine Tochtergesellschaft von PepsiCo Foods in der Türkei, seine führende Position im Umweltbewusstsein, indem es eine durchschnittliche Energieeffizienz von 30 %, niedrigere Betriebskosten und einen minimalen Geräuschpegel erreichte Installation der ZS-Schraubengebläsetechnologie von Atlas Copco in seiner Wasseraufbereitungsanlage.

Seit der Installation im Jahr 2010 gab es seit dem ersten Betrieb der Gebläse, die je nach Bedarf der Anlage mindestens 18 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche in Betrieb sind, keine unerwarteten Ausfälle aufgrund von Ausfällen. Derzeit ist im Gebläseraum der Behandlungseinrichtung kein Schutz erforderlich, wo früher das Tragen von Gehörschutz erforderlich war. Der Geräuschpegel in 1 m Entfernung beträgt nur 70 dB(A).

Das Herzstück des ZS-Schraubengebläsesystems von Atlas Copco sind die neuesten, eng tolerierten Schraubenelemente, in die jahrelange Erfahrung und Entwicklung eingeflossen ist, um 100 % ölfreie, pulsationsfreie Luft zu liefern und eine fünfjährige Zuverlässigkeitsgarantie zu bieten.

Als zusätzlichen Vorteil sind alle ZS+-Gebläse mit einem Elektronikon-Betriebssystem ausgestattet, das die Steuerung und intelligente Fernüberwachung des gesamten Systemleistungsstatus ermöglicht und die Effizienz und Zuverlässigkeit der Gebläse erhöht. Darüber hinaus unterstützt die rückkopplungsbasierte Gebläsesteuerung des Messgeräts für gelösten Sauerstoff (DO) nicht nur den effektiven biologischen Prozess in ETPs, sondern spart auch Energie.

AbschlussDas Gesamtbild der Gebläsetechnologie ist ein Katalog vergleichender technischer Merkmale und Vorteile, die bei Entscheidungen über den Austausch von Geräten oder Standorterweiterungen ernsthaft berücksichtigt werden sollten.

Die beste Lösung wird eine sein, die alle Kriterien hinsichtlich der Art der Gebläsetechnologie, ihrer physischen Größe und Kapazität, ihrer Energieeffizienz und den Gesamtbetriebskosten erfüllt. Auch zu Themen wie der Auslegung auf ölfreien Betrieb, minimalem Wartungsaufwand und verlängerten Wartungsintervallen sollte es positive Rückmeldungen geben. Das ultimative Ziel ist ein Gebläsesystem, das absolute Zuverlässigkeit und garantierte Kontinuität des Prozessbetriebs bietet und optimale Leistung mit dem Schutz des Prozesses, der Umwelt und der betrieblichen Energiekosten kombiniert.

Über den AutorDieser Artikel wurde von Mark Ranger, Business Line Manager, Oil-free Air bei Atlas Copco, bereitgestellt und verfasst.