Dekantáló: Energiahatékonysági tippek

Miért csak egy kis része az energiaproblémának a nagy motor

Menjen el egy működő szakítócentrifuga mellett, és a főmotor zaja dominálja a benyomást. Természetesnek tűnik feltételezni, hogy a motor hatásfoka az energiafelhasználással kapcsolatos beszélgetés kezdete és vége. Valójában a feldolgozott száraz szilárd anyag tonnánként fogyasztott kilowattóra-mennyiség egy olyan döntéshálózat eredménye, amely semmi köze a motor névplakettjéhez. A folyadékkuplung veszteségei, a szállítócsavar-hajtás konfigurációja, a folyadékmedence mélységének beállítása, sőt még a polimer keverés minősége is a feldolgozás előtt – mindegyik több százalékponttal is befolyásolhatja a specifikus energiafogyasztást. Amikor egy gép évente nyolcezer órát üzemel, ezek a százalékpontok összeadódnak, és valós pénzt, valamint valós szén-dioxid-kibocsátást jelentenek.

Két azonos, egymás mellett álló dekantáló edény ugyanabban az épületben akár tizenöt százalékos eltérést is mutathat a fogyasztásban tonnánként. Ez a különbség ritkán gyártási hibából adódik. Inkább a kis konfigurációs döntések és karbantartási szokások halmozódása okozza, amelyek csendesen energiát vonnak el anélkül, hogy bármilyen riasztást aktiválnának.

A folyadékcsatlakozók csendes energiavesztesége

A régebbi dekantáló berendezések gyakran folyadékcsatlakozót tartalmaznak a motor és a fő hajtórúd között. A csatlakozó lehetővé teszi a lágy indítást és a ütközési terhelés elleni védelmet, amelyek tulajdonságok miatt népszerűek voltak a változó frekvenciájú meghajtók (VFD) megfizethető árának megjelenése előtt. A hátrány a folyamatos csúszási veszteség, amely akkor is fellép, amikor a rendszer állandósult állapotban működik: a kimeneti tengely 2–3 százalékkal lassabban forog, mint a motor tengelye, és ez a különbség hőként disszipálódik a hidraulikus olajban. Egy 90 kW-os motor esetében a 3 százalékos csúszás azt jelenti, hogy kb. 2,7 kW teljesítmény folyamatosan elvész az olajhűtőben. Nyolcezer üzemóra alatt ez több mint huszonegyezer kilowattóra, amely soha nem jut el a centrifugális tálca forgórészéhez. A folyadékcsatlakozó lecserélésével egy közvetlen rugalmas csatlakozóra, valamint egy VFD hozzáadásával a lágy indításhoz megszüntethető ez a folyamatos veszteség. A VFD saját kis hatásfok-veszteséget okoz, általában kb. 2 százalékot, de a nettó nyereség továbbra is jelentős.

Visszahajtási rendszerek és a visszanyerhető fékezési energia

A szállítócsiga hajtása csak a főmotor teljesítményének egy tört részét használja fel, de folyamatosan működik, és konfigurációja dönti el, hogy a differenciális sebesség szabályozásához szükséges energiát elpazarolják-e vagy visszanyerik-e. A hagyományos hidraulikus szállítócsiga-hajtás egy szivattyút és egy motort használ a szállítócsiga fékezésére a dobhoz képest, így a mechanikai energiát hővé alakítja, amelyet egy hűtő egység ezután elvezet. Egy visszahajtási rendszer alapvetően más megközelítést alkalmaz: nem disszipálja a fékezési energiát, hanem a szállítócsiga fogaskerék-hajtóművét egy generátorhoz vagy egy visszatápláló frekvenciaváltóhoz (VFD) kapcsolja, amely az áramot visszatáplálja az üzem hálózatába, illetve csökkenti a főhajtás energiafelhasználását. A visszahajtási rendszert alkalmazó szennyvíztisztító berendezések esetében dokumentált energia-megtakarítás 10–15 százalék között mozog ugyanazon a centrifugális szűrőnél, ha hidraulikus szállítócsiga-hajtást használnak. A megtérülési idő a helyi áramáraktól függ, de olyan régiókban, ahol a ipari áramárak magasak, a visszahajtási rendszer gyakran már két-három év alatt megtérül.

Medence mélysége és az energiatárgyalás, amiről senki sem beszél

A tálca belső folyadéktócsájának mélysége közvetlen, gyakran alábecsült hatással van az energiafogyasztásra. Egy mélyebb tócsa növeli a folyadék tömegét, amelyet a motornak a működési centrifugális erő eléréséhez fel kell gyorsítania. Háromezer percenkénti fordulatszámon minden további liter tócsatérfogat mérhető energianövekedést igényel. A tócsamélység tíz százalékkal történő csökkentése a főmotor terhelését hasonló arányban csökkentheti, de ez általában enyhén nedvesebb szűrőtorta kialakításához vezet. A megfelelő döntés teljes mértékben attól függ, mi található a folyamat következő szakaszában. Ha a szűrőtorta hőmérsékletre érzékeny szárítóba kerül, akkor egy kis plusz kilowattóra felhasználása a centrifugánál egy további százalékpontnyi nedvesség eltávolításáért sokszorosan megtérülhet a szárító földgáz- vagy gőzfogyasztásának csökkenésével. Az a gyártóegység, amely a centrifugát és a szárítót egyetlen integrált energiarendszerként kezeli, okosabb döntéseket hoz a tócsamélységről, mint az a rendszer, amely minden egységet külön-külön optimalizál.

A befolyó anyag előfeldolgozása mint a folyamat következő szakaszának energiakontrollja

A szilárd anyagok dekantálóba történő bejutásának módja nagyobb hatással van az energiafogyasztásra, mint ahogy sok üzemeltető gondolná. Jól koagulált szilárd anyagok erős, sűrű aggregátumokat alkotnak, amelyek viszonylag alacsony centrifugális erőhatás mellett gyorsan felszabadítják a vizet. A rosszul koagulált tápanyag esetében magasabb dobsebességre és hosszabb tartózkodási időre van szükség ugyanolyan szétválasztás eléréséhez. Az energia, amelyet a megfelelő polimerkeverés és elegendő floc-érést biztosító idő befektetésébe fektetnek, elhanyagolható a centrifugánál megtakarítható energiához képest. Egy szennyvíziszap-feldolgozó létesítmény dokumentálta, hogy egy egyszerű statikus keverőről egy automatizált polimer-előkészítő rendszerre történő áttérés után a dekantáló teljesítményfelvétele tizenkét százalékkal csökkent; az új rendszer pontosan szabályozta a polimer koncentrációját és érési idejét. A polimerrendszer keverőjének és adagolószivattyúinak fogyasztása három kilowatttal nőtt, miközben a centrifuga főhajtásának fogyasztása tizenegy kilowatttal csökkent. A nettó nyolc kilowattos megtakarítás – folyamatos üzem mellett – jelentős éves csökkenést eredményezett.

Karbantartási szokások, amelyek energiavesztést eredményeznek

Az energiahatékonyság csendesen romlik, ha a karbantartás elhanyagolásra kerül. A kopott spirálmozgató lapátok növelik a szilárd anyagok szállításához szükséges nyomatékot. A fáradni kezdő csapágyak havi bontásban egyre növekvő súrlódási ellenállást okoznak. Egy megnyúlt és feszültséget vesztett V-ékszíj-csomag észrevétlenül csúszhat, és több százalékkal csökkentheti a hajtás hatékonyságát, mielőtt bárki észrevenné. A rendszeres rezgésmérés és a csapágyházak időszakos termográfiai vizsgálata lehetővé teszi ezeknek az irányzatoknak a korai felismerését, így a javító intézkedés még egyszerű alkatrészcsere formájában megvalósítható, nem pedig vészhelyzeti javításként. Azok a gyártók, amelyek a centrifugák specifikus energiafogyasztását kulcsfontosságú teljesítménymutatóként nyomon követik, gyakran észreveszik a fokozatos növekedést, még mielőtt az látható folyamatproblémává válna.

Hatékonyság – rendszerszintű gyakorlat, nem alkatrész-vásárlás

A legjobb energiatakarékosságot egy centrifugális szétválasztó gépből kinyerni kevésbé függ egy prémiumhatásfokú motor megvásárlásától, és inkább attól, hogy az egész hajtáslánc, a folyamatbeállítások és az előtérben lévő rendszerek hogyan vannak konfigurálva és karbantartva. A folyadékkuplungok, a csavarhajtások, a medence mélysége, a polimer előkészítése és a csapágyak állapota mind olyan beállítási lehetőségek, amelyek befolyásolják a kilowattóra/tonna értéket. Az a szállító, aki érti ezeket az összefüggéseket, és tanácsokat nyújt a berendezés fizikai méretén túl is, értéket teremt, amely a havi villanyszámlán is megmutatkozik. A HuaDa centrifugális szétválasztó gép műszaki szakemberei együttműködnek az üzemeltetőkkel a hajtáskonfigurációk és a folyamatbeállítások értékelésében, amelyeket a tényleges üzemeltetési körülményekhez igazítottak, és támogatják a gép teljes élettartama alatt a fajlagos energiafogyasztás csökkentésére irányuló erőfeszítéseket. Azokban az üzemekben, ahol az energia költsége egyre nagyobb részét képezi az üzemeltetési költségvetésnek, ilyen alkalmazásszintű támogatás jelentős, mérhető különbséget tud tenni.