Holzkirchen

借助 AERZEN 生产的 AERsmart 控制系统,Holzkirchen 污水处理厂每年节约了 50,000 kWh 电量

Holzkirchen 污水处理厂有一项明确目标: “我们以最佳方式净化污水。” 这家市政企业位于慕尼黑以南 40 km,其污水处理厂设计可满足相当于 50,000 人口的需求。该企业不仅在追求这一目标,也在贯彻着“尽可能节约资源”这一主张。 他们委托 AERZEN 开发了一种鼓风机技术。从能源效率的角度来看,该技术为整个行业树立了一座新的里程碑。

部分负载会降低效率并损害能源效率,从而增加运行成本。 这种情况适用于所有行业,对污水处理厂(主要是生物工艺处理厂)的影响尤为显著。 鼓风机消耗的电能约占污水净化成本的 80%。 因此,效率的提高和根据日常需求对鼓风机进行量身定制的设计都会带来相应的快速回报。 问题仍然在于,如何以最佳方式满足曝气池中不断变化的空气需求,同时避免超标和低效的部分负载等代价。

不只是级联

每一台鼓风机只有在明确规定的性能范围内才能达到最佳运行状态,从而以最高效率工作。 生物处理工艺的空气消耗量变化很大。 为曝气池提供所需氧气的重要方法包括利用成排的整机进行性能级联,以及对鼓风机驱动装置进行变速控制。 新型 AERsmart 控制系统帮助 AERZEN 又向前迈进了一步。

根据所需空气量,新型 AERsmart 解决方案能够在部分负载运行时协调不同类型的鼓风机,从而在很大程度上避免单台整机的部分负载情况。 AERsmart 可对多达 12 台压缩机进行全面控制和调节管理,堪称自动驾驶仪。 新的解决方案不仅仅是简单的级联或关机。 这种技术的意义在于,它能将工作原理各不相同的鼓风机设备进行分组。 例如, “Gemeindliche Einrichtungen und Abwasser Holzkirchen -GEA”(Holzkirchen 市政设施和污水处理机构)使用 AERZEN 空气悬浮离心风机就能满足基本负载需求。 TB75-0.8S 型压缩机的电机额定功率为 60 kW,无油流量为每小时 2,900 立方米,压差为 0.8 bar。 顾名思义,“基本负载”一词说明空气悬浮离心风机只能满足中等需求。 在峰值负载情况下,设备无法满足需求;而在低负载情况下,设备的效率会大大降低。 

为了应对这种情况,GEA 将空气悬浮离心风机与 AERZEN Delta Hybrid 螺杆鼓风机系列产品以及两台生产日期较早的 Delta Blower 组合在一起。 这些设备在改造前就已安装,现在主要作为冗余设备,用于确保运行的可靠性。 AERsmart 可确保 Delta Hybrid 在低负载耗氧量达到一定水平时启动曝气池的供气。此时空气悬浮离心风机的负载不足,无法达到最佳运行范围。 与之相反,Delta Hybrid 和 Delta Blower 可在峰值负载下提供帮助。 工厂经理 Markus Spallek 表示:“这种情况尤其容易发生在炎热的夏天,因为氧气消耗很大。” 

每年节约 10,000 欧元

在 Holzkirchen,AERsmart 从一开始就运行良好 — 具体表现为能耗显著降低约 10%。 节能潜力的最终挖掘比率主要取决于工厂之前的运行状况。 “我们此前已经优化了流程。 所以,10% 对我们来说已经很高了。” 用数据说话: 在 Holzkirchen,曝气池每年耗电约 500,000 kWh。 因此,节能 50,000 kW 相当于减少了 10,000 欧元的支出,进而大幅节省了城市的预算。 如此一来,由空气悬浮离心风机 AERsmart 组成的解决方案将在大约三年后获得回报。 

AERsmart 相当于自动驾驶仪

正常运行时,空气悬浮离心风机在“最佳运行状态”下运行,用户可以在 AERsmart 显示屏上看到指针在绿色区域。 通过 AERsmart 的可视化界面,用户可以看到输送量为每分钟 34 立方米。 如果需求在 28 至 16 立方米之间,Delta Hybrid 就能派上用场。 Spallek 指出:“从 24 立方米开始,AERsmart 就会关闭空气悬浮离心风机。” 根据工厂经理的经验,按需调节供气量只是设计特点的一部分,所需的进气压力对于决定哪一种技术最有效也很重要。 “如果曝气池较平、压力较低,那么正排量鼓风机是一种有效的解决方案。”

在所有技术创新和“我们始终关注能源效率”的口号之上,Holzkirchen 首先关注的是水质。 “以最好的方式净化污水是我们的大前提。 而且价格也要尽可能实现成本效益。 这种做法与行业背道而驰。 但污水处理厂希望尽量经济高效地净化污水,同时取得良好的效果。” 南部郊区如此重视效率的原因在于,节约使用资源是 Andreas Spallek 的业余爱好之一。 该厂依靠“合理的解决方案来提高效率,而不是在技术上玩花样”。 专家很清楚,必须注入一定的能量才能可靠地净化污水。 “有了良好的机械设备,我们就能经济地实现产生所需空气量的目标。” 因此,工厂得到了长期优化,能源利用率也得到了提高。 

污水处理厂未来将成为能源中心?

Spallek 坚信,未来的趋势是将不同类型的鼓风机组合在一起,最终通过整体的相互作用,以最佳的效率和最高的能效产生所需的空气量。 在他看来,污水处理厂只有两次机会可以改善自身的可持续性: 利用智能技术降低能耗,以及增加自身的能源产量。 因此,Holzkirchen 还利用一座区块式热电站,用于将消化塔产生的沼气转化为电能,并利用热量加热生物反应器。 对 Spallek 而言,还有一个潜在的解决方案: 在当地热网内分散焚烧污水污泥。 “干污水污泥的热值与褐煤相当。” 由于污水处理行业今后的任务将日益倾向于从残留物中回收磷酸盐,这种解决方案必定将得到采用。 污水处理厂未来将成为分散式能源中心 — 在发电的同时满足基本载荷需求? 

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