폐수 처리 용도의 로터리 스크류 블로워
에너지 효율은 폐수 처리에서 점점 더 중요한 요소가 되고 있습니다. 이 점을 염두에 두고, Lüneburg의 처리 공장에서는 급변하는 기후 조건에서도 정교한 제어 시스템과 결합하여 안정적으로 공기를 공급할 수 있는 솔루션을 원했습니다. 해답은 Kaeser Kompressoren의 로터리 스크류 블로워였습니다. 에너지 비용이 확실히 절감되었을 뿐 아니라 원하는 결과를 정확히 얻을 수 있었기 때문입니다.
독일 니더작센주의 Lüneburg에 있는 폐수 처리 시설은 약 325,000명의 주민들의 수요를 충족시키기 위해 설계되었습니다. 여기에는 최대 7m 깊이의 정화조가 여러개 있으며, 이 정화조로 생물학적 처리 절차에 필요한 공기가 다이어프램 제어 밸브를 통해 공급됩니다.
최근까지는 200kW 모터를 장착한 4개의 일반적인 터보 블로워가 이 통기 시스템에 압축 공기를 공급하는 데 사용되었습니다. 하지만, 작업자는 더 넓은 제어 범위를 가지고 보다 직접적이고 역동적인 방식으로 압축 공기 생산을 제어할 수 있는 솔루션을 찾고 있었습니다. 또한 극한 기후 조건에서도 영향을 받지 않는 더 안정적인 공기 공급을 달성하고자 했습니다.
생성된 공기 흐름량 및 관련된 전력 소비량을 측정하고 문서화하면 새 로터리 스크류 블로워의 설치에 따른 영향이 곧 분명해질 것입니다.
터보 블로워와 완벽한 조화를 이루는 로터리 스크류 블로워
Lüneburg의 로터리 스크류 블로워는 최대 1년의 시험 사용을 거쳤습니다. 시설의 마스터 컨트롤 시스템은 가이드 베인을 조정하여 터보 블로워를 제어하도록 설정되어 있었으므로 속도 제어를 사용하여 로터리 스크류 블로워를 작동할 수 있도록 소프트웨어를 조정해야 했습니다. 블로워는 Profibus DP를 통해 제어 시스템과 통신합니다. Lüneburg의 압력 제어나 속도 제어 옵션과 마찬가지로 Modbus TCP/RTU, Profinet IO, DeviceNet, EtherNet/IP 또는 종래의 하드 배선을 통한 통신 옵션도 모두 사용할 수 있습니다. 로터리 스크류 블로워가 사전 지정된 속도 제한에 도달하면 비효율적인 중복을 방지하기 위해 제어 시스템이 필요에 따라 터보 블로워를 켜거나 끕니다.
조정 가능한 램프 업 시간 덕분에 로터리 스크류 블로워를 켜고 꺼도 터보가 손상될 수 있는 압력 피크는 발생하지 않습니다. 로터리 스크류 블로워가 4000-9000m³/h의 터보를 바로 대체하여 거의 24시간 동안 작동하며 그중 12시간은 독립적으로 작동하므로 직접적인 성능 비교는 간단한 일입니다.
Lüneburg 폐수 처리 공장의 통기 탱크.
최대 15%의 에너지 절감
작업자의 관점에서 잠재적인 에너지 절감보다 더욱 중요한 것은 공기 공급을 보다 정밀하고 안정적으로 만드는 것이었습니다. 이 목표는 훨씬 더 역동적인 제어 동작과 정변위 콤푸레셔에 의해 유량이 다양한 유입구 압력 및 온도에서 터보보다 훨씬 적게 변동한다는 사실 덕분에 달성될 수 있었습니다.
즉, 악천후에도 전자식 컨트롤러는 필요한 공정 값을 준수할 수 있습니다. 또한, 기계의 제어 동작에 대한 압력 변동의 영향을 크게 줄인 것이 매우 빠르게 분명해졌으며, 이는 제어를 단순화하는 데 큰 도움이 되었습니다. 공정 관리의 현저한 개선뿐 아니라, 공기 흐름량과 성능을 지속적으로 측정하여 상당한 양의 에너지를 절감할 수 있습니다.
또한 터보 블로워와 함께 작동하는 로터리 스크류 블로워는 전체 전력 소비의 문제에 대해서도 해결책을 제시합니다. 즉, 연간 총 요구량에 따라 약 10~15%에 해당하는 250,000kWh를 절감할 수 있었습니다. 이 결과는 예상 에너지 절감량과 완벽하게 일치하며 ISO 1217, 부록 E의 엄격한 공차 내에서 로터리 스크류 블로워의 가용 유량 및 총 전력 소비량에 제공된 수치를 사용하여 미리 계산할 수 있습니다.
Kaeser Kompressoren이 공급하는 최대 유량 160m³/min 및 최대 압력차 1,100mbar의 로터리 스크류 블로워.
고유한 효율성
로터리 스크류 블로워, 터보 블로워 또는 둘의 조합 중 어느 것이 특정 응용 분야에 가장 적합한 솔루션을 제공하는지는 공기 수요의 빈도 분포(즉, 최소와 최대 수요 사이에서 유량이 분배되는 시간)에 따라 달라집니다. 마찬가지로 중요한 것은 실제 작동 압력이며, 특히 터보 블로워의 경우 공기 수요의 제어 범위와 적용에 큰 영향을 미칩니다.
올바른 솔루션을 찾으려면 어떤 개별 모델이나 기술이 가장 효과적일 것이라는 선입견을 가지고 접근하기보다는 모든 요소가 평가될 때까지 열린 마음을 유지하는 것이 좋습니다. 공기 수요 프로파일과 필요한 실제 작동 압력을 판단하는 데 우선 순위를 두어야 합니다. 또한, 반드시 향후의 기계 네트워크의 전반적인 운영도 고려해야 합니다. Kaeser Kompressoren은 체적변위형 콤푸레셔와 동적 콤푸레셔의 장점을 잘 알고 있으므로 항상 각 고객의 요구에 맞는 최상의 개별 솔루션을 제공할 수 있습니다.
Lüneburg 폐수 처리 공장은 새로운 기술에 대한 열린 마음 덕분에 큰 승리를 거둘 수 있었습니다. 그 덕분에 이제 압축 공기 수요를 효율적이고 지능적으로 제어할 수 있게 되었습니다.
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