Dmuchawy AERZEN Turbo Agregaty te przez wiele dekad były wynoszone na technologiczne szczyty. Wypracowany stan wiedzy wyznaczył standardy na całym świecie. Wyraża się on wysoką wydajnością energetyczną, niskimi kosztami eksploatacji, specjalnie zaprojektowanymi komponentami podstawowymi. Krótko mówiąc – jest widoczny w każdym szczególe maszyn przepływowych firmy AERZEN.
Budowa i zasada działania obecnie oferowanej dmuchawy Aerzen Turbo serii AT jest prosta i zarazem efektywna. Ponieważ zaopatrzenie nowoczesnej oczyszczalni ścieków na powietrze musi być zaprojektowane dla zapewnienia maksymalnej dostępności, wysokiej efektywności energetycznej oraz długich okresów międzykonserwacyjnych, AERZEN w swoich turbodmuchawach wykorzystuje wytrzymałe bezolejowe łożyska, nie zawierające również innych środków smarnych a wyłącznie powietrze.
Broszura
Przykład: oczyszczalnia ścieków Emsbüren
Przykład: oczyszczalnia ścieków Wallau
Turbodmuchawy lub turbosprężarki są często stosowane do oczyszczania ścieków. Niezawodność, efektywność energetyczna i zredukowane koszty konserwacji są tutaj szczególnie ważne. Zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków maszyny turbo muszą pracować bez większych przerw serwisowych – tłoczą one powietrze do tak zwanych reaktorów biologicznych. Powietrze służy do dostarczania tlenu mikroorganizmom w osadniku. Im bardziej efektywnie się to odbywa, tym lepiej. Wymaga to dużego zaangażowania. Aby do reaktora biologicznego dostarczyć niezbędny tlen, maszyny przepływowe muszą działać sprawnie w trudnym środowisku przez długi okres. Sprawność ma w tym przypadku kolosalne znaczenie, ponieważ przy wysokich prędkościach obrotowych wytwarzanych przez turbodmuchawę standardowe łożyska kulkowe lub inne mechaniczne rozwiązania łożyskowe, które zawsze będą powodować tarcia, są nieskuteczne. Dlatego w gospodarce wodno-ściekowej maszyny turbo wymagają łożyskowania spełniającego szereg zaawansowanych wymagań, w szczególności eliminacji oporów tarcia oraz zapewnienia bezkontaktowej pracy wirnika podczas procesu sprężania.
W praktyce mamy do czynienia z dwoma rodzajami łożyskowania beztarciowego (i bezstykowego) w turbosprężarkach: magnetycznym i pneumatycznym. Dzięki bezstykowemu łożyskowaniu odpada konserwacja w postaci wymiany środków smarnych, np. oleju. Dlatego nowoczesne, regulowane w zakresie prędkości obrotowej turbosprężarki nazywane są także „bezolejowymi” maszynami wysokiej częstotliwości. Przez długi czas za najbardziej praktyczne rozwiązanie uznawano łożyskowanie magnetyczne. Poprzez wytwarzanie odpowiednich pól magnetycznych wewnątrz dmuchawy całkowicie unika się kontaktu między szybko obracającymi się wałami z innymi podzespołami. Jest to złożone rozwiązanie, a jego wdrożenie bardzo zaawansowane pod względem technicznym, ponieważ w celu zapewnienia sprawnego działania system musi stale określać dokładną pozycję wału. Tylko wówczas zaawansowana elektronika może regulować pola magnetyczne tak precyzyjnie, jak jest to konieczne do sprawnego i trwałego użytkowania.Stosowanie wrażliwych czujników oraz bardzo złożonej elektroniki regulacyjnej także nie jest pozbawione wad. Z jednej strony, zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków, warunki otoczenia nie zawsze są idealne dla delikatnych elementów. Z drugiej strony, złożony system regulacji wymaga cyklicznych konserwacji. Ponadto dochodzi wysoka wrażliwość na wahania ciśnienia roboczego i procesowego, jak i na obciążenia szczytowe, a także aspekty technologiczne, jak pompy sprężarkowe. W obu tych sytuacjach powstają siły dynamiczne, które oddziałują na wirnik maszyny. Łożyskowania magnetyczne, ze względu na ich złożoną regulację, mają ścisłe ograniczenia i w takich sytuacjach są szybko wyłączane w celu zapewnienia im ochrony. Przez to w wielu instalacjach często dochodzi do usterek maszyn Turbo. Jedną z najgorszych wad są bardzo ograniczone możliwości serwisowania, ponieważ w przypadku naprawy lub wymiany łożysk nie można tego zrobić na miejscu instalacji, lecz u producenta. Oznacza to dodatkowe koszty logistyczne i dłuższy czas przestoju maszyny przez mniej więcej 3 miesiące. Łożyskowanie magnetyczne także nie jest idealne w odniesieniu do zużycia energii, ponieważ do wytwarzania pola magnetycznego potrzebne jest stałe zasilanie, co zwiększa koszty eksploatacji turbosprężarki. W przypadku przerwy w zasilaniu konieczne jest posiadanie baterii rezerwowej. Zadaniem UPS jest stałe i nieprzerwane zasilanie elektryczne, które w razie przerwy w zasilaniu nie pozwoli wirnikowi o wysokiej częstotliwości obrotów wejść natychmiast w kontakt z mechanicznym łożyskiem zapasowym. Obciążenie łożyska zapasowego przy pełnej prędkości obrotowej byłoby tak wysokie, że prawdopodobnie doszłoby do uszkodzeń. Dopiero po zmniejszeniu prędkości obrotowej do bezpiecznego poziomu UPS może zostać wyłączony. Ponieważ zamontowane akumulatory muszą być zawsze całkowicie naładowane i stabilne, UPS wymaga odpowiedniej konserwacji. Zasobniki energii muszą być regularnie kontrolowane zgodnie ze specjalnym planem konserwacji, a uszkodzone lub słabe ogniwa baterii muszą zostać wymienione. Rozwiązanie z zastosowaniem łożysk magnetycznych jest bardzo kosztowne, skomplikowane i mało wydajne. Dlatego AERZEN opiera się na innym systemie.
Łożyska powietrzne są standardowo montowane w turbodmuchawach serii AT i TB. Łożyska powietrzne mają liczne zalety w porównaniu z łożyskami mechanicznymi czy magnetycznymi. Zasada działania i właściwości eksploatacyjne maszyn Turbo opierają się na bardzo prostych zasadach fizyki. Wał silnika połączony z wirnikiem musi być dokładnie ustawiony, czego nie da się osiągnąć w przypadku standardowych łożysk tocznych ze względu na wysokie prędkości obrotowe.Opracowane przez AERZEN łożyska powietrzne do turbodmuchaw niosą ze sobą liczne korzyści, ponieważ są proste i oszczędne. Sprężone powietrze jest stosowane zarówno w obu łożyskach promieniowych wału napędowego, jak i w łożysku osiowym jako poduszka powietrzna. To powietrze nie pochodzi przypadkowo z zewnętrznego generatora ciśnienia, ale jest wytwarzane przez turbodmuchawę, tak jak w standardowych sprężarkach. Po uruchomieniu dmuchawy następuje ruch obrotowy wału mimośrodowego. Zwiększa to ciśnienie w minimalnej szczelinie przy ściance łożyska, które wał ponownie dociska w przeciwnym kierunku. Wysokie prędkości obrotowe zapewniają automatyczne centrowanie wału w łożysku i wytwarzają ciśnienie robocze w szczelinie powietrznej powyżej 30 barów. Wreszcie wytworzone wysokie ciśnienie powoduje płynną pracę wału. Ta technologia łożyskowania zaistniała wraz z rozwojem podróży kosmicznych.W odróżnieniu od łożysk magnetycznych nie jest konieczny dodatkowy pobór energii do wytworzenia poduszki powietrznej, ponieważ tworzy się ona automatycznie podczas pracy. Oprócz tego maleją koszty eksploatacji, ponieważ łożyskowanie jest w pełni bezobsługowe. Także odporność na zakłócenia, wynikająca z prostej i wytrzymałej budowy systemu, jest charakterystyczną cechą tej technologii. Trudne warunki eksploatacji, takie jak obciążenie czy wahania ciśnienia, są równoważone w prosty sposób dzięki właściwościom fizycznym. W przypadku naprawy wszystkie istotne podzespoły zostaną wymienione w ciągu kilku godzin i, co najistotniejsze, na miejscu. Kontakt elementów ciernych w łożysku zachodzi jedynie podczas rozruchu lub wyłączenia turbosprężarki, do czasu utworzenia się poduszki powietrznej. Aby zapobiec przedwczesnemu zużyciu, AERZEN wykorzystuje innowacyjne powietrzne łożyska foliowe. Dla łożysk i wału używa się podwójnego pokrycia materiałowego z grafitu i teflonu o wysokiej odporności na temperaturę i tarcie. Dzięki podwójnej „powłoce antyadhezyjnej” znacznie ogranicza się obciążenia mechaniczne oraz zużycie podczas uruchamiania maszyny.
Generacja AERZEN Turbo wykorzystująca łożyskowanie powietrzne wyznacza nowe standardy prostej obsługi, przeglądów i wydajności energetycznej. Nowoczesne turbosprężarki są wysoce niezawodne i bez problemu mogą pracować non stop w oczyszczalniach ścieków lub w gospodarce odpadami. W odróżnieniu od maszyn przepływowych innych producentów dmuchawy serii TB i AT, ze względu na szeroki zakres regulacji i możliwość eksploatacji na biegu jałowym, nadają się także do pracy w reaktorach sekwencyjnych (SBR). Eksploatacja na biegu jałowym daje znacznie większe oszczędności niż ciągłe włączanie i wyłączanie instalacji. Wszystkie istotne parametry turbodmuchawy są dostępne w czasie rzeczywistym. Należy wyróżnić tutaj rzeczywisty pomiar ilości powietrza, który u większości innych producentów wymaga konsumpcji energii elektrycznej. Systemy AERZEN wykorzystują tzw. zasadę Venturiego, która odtwarza zassaną masę powietrza przez pomiar różnicy ciśnienia. Dzięki tej technice w każdej chwili można sprawdzić aktualny przepływ powietrza. Na podstawie określonych wartości można zoptymalizować właściwości funkcjonalne oczyszczalni ścieków. Dzięki wydajnej mocy wyjściowej istnieje ogromny potencjał oszczędności energii w dłuższym okresie. Ze względu na oszczędności energii cena zakupu sprężarki stosunkowo szybko się amortyzuje. W oczyszczalniach ścieków dostarczanie tlenu do reaktora biologicznego pochłania ponad połowę całkowitego zapotrzebowania na energię. Dlatego przejście na zintegrowany system, np. kombinację turbodmuchawy, dmuchawy rotacyjnej i sprężarki rotacyjnej, ma uzasadnienie. Niskie koszty cyklu użytkowania i elastyczna praca czynią systemy AERZEN szczególnie atrakcyjnymi. Zakres i wielkość systemu określają uwarunkowania danej instalacji. AERZEN oferuje produkty i rozwiązania dopasowane do potrzeb klienta – zwłaszcza w przypadku modernizacji starszych jednostek jest to istotnym czynnikiem naszej działalności. Niezależnie od tego, jaki produkt AERZEN zostanie wybrany: Wysokiej jakości komponenty są ciągle ulepszane pod względem trwałości i wydajniejszej eksploatacji.
