Turbodúchadlá

Kompaktný výkon v aktivačných nádržiach.

AERZEN turbodúchadlá V priebehu desaťročí sme doviedli tieto balené jednotky k technickej dokonalosti. Pritom sme získali skúsenosti, ktoré stanovujú štandardy pre celý svet. To sa odráža vozvýšenej energetickej účinnosti, nízkych nákladochna životný cyklus a špeciálne vyvinutých základných súčastiach. Aby sme to zhrnuli: je možné sa o tom presvedčiť v každom detailestrojov s kontinuálnym prúdením od spoločnostiAERZEN

Magnetické vs. vzduchové fóliové ložisko – Vzduchové fóliové ložisko AERZEN: viac ako o krok vpred!

Magnetické vs. vzduchové ložisko

JEDNODUCHÉ A ÚČINNÉ: VZDUCH AKO LOŽISKOVÝ SYSTÉM

Konštrukcia a funkčný princíp turbodúchadiel od spoločnosti AERZEN sú jednoduché a zároveň veľmi účinné. Keďže je zdroj vzduchu moderných čistiarní odpadových vôd nepochybne navrhnutý pre maximálnu dostupnosť, vysokú energetickú účinnosť a dlhé intervaly údržby, AERZEN nepoužíva pre náročný ložiskový systém v turbodúchadlách olej ani iné mazivá – ale jednoducho vzduch.


AERZEN Turbo Generation 5

Typ konštrukcie
Turbodúchadlá
Dizajn
Pretlak
Objemový prietok
1.200 do 16.200 m3/h
Médium
vzduch , neutrálne plyny
Kompresia
bezolejová

AERZEN Turbo blower Generation 5plus

Typ konštrukcie
Turbodúchadlá
Dizajn
Pretlak
Objemový prietok
360 do 8.400 m3/h
Médium
vzduch , neutrálne plyny
Kompresia
bezolejová

Turbodúchadlo AERZEN pre aplikácie v oblasti čistenia odpadových vôd

Turbodúchadlá a/alebo turbokompresory sa vo významnej miere využívajú pri čistení odpadových vôd. Spoľahlivosť, energetická účinnosť a znížené náklady na údržbu sú mimoriadne dôležité. Turbostroje musia vykonávať svoju prácu hlavne bez závažných prerušení z dôvodu údržby a opráv – privádzajú vzduch do prevzdušňovacích nádrží.

Vzduch zásobuje mikroorganizmy v nádrži kyslíkom. Čím je prevzdušňovanie účinnejšie, tým lepšie. Vykonanie tejto úlohy si vyžaduje obrovské úsilie. Aby sa mohol potrebný kyslík dostať do nádrže, stroje zabezpečujúce jeho prúdenie musia v drsnom prostredí fungovať hladko počas veľmi dlhého obdobia.

V tomto prípade je absencia trenia známa v kontexte súčasných inovácií – keďže konvenčné guľôčkové ložiská alebo iné mechanické ložiská, ktoré vždy spôsobujú nejakú úroveň trenia, nie sú prakticky pri vysokých otáčkach vznikajúcich vo vnútri turbodúchadla použiteľné. Preto turbostroje používané pri čistení odpadových vôd vyžadujú ložiská, ktoré pracujú bez mechanického trenia a ktoré zaručujú hladkú prevádzku turbodúchadla počas procesu kompresie.

Riešenia pre hladký ložiskový systém turbokompresorov – magnetické ložiská alebo vzduchové ložiská

V podstate existujú dva prístupy k použitiu ložísk pre turbodúchadlá, ktoré pracujú bez trenia a bezkontaktne: Magnetické ložisko a vzduchové ložisko. Bezkontaktné ložisko eliminuje aj zbytočnú údržbu ako napríklad mazanie (napr.: olejom). Preto sa na moderné turbodúchadlá s reguláciou otáčok nazerá ako na bezolejové vysokofrekvenčné turbokompresory. Pred nedávnom a nadlho boli magnetické ložiská najpraktickejším riešením.

Tento typ ložiska vytvára príslušné magnetické polia vo vnútornej časti dúchadla, čím sa úplne zabráni kontaktu medzi rýchlootáčavými hriadeľmi a inými konštrukčnými dielmi. Toto riešenie je veľmi zložité a aj implementácia je dosť technicky náročná. Aby sa zabezpečilo hladké fungovanie, systém musí neustále kontrolovať presnú polohu hriadeľa. Len vtedy môžu elektrické prúdy čo najpresnejšie upraviť magnetické polia tak, aby bola zabezpečená bezproblémová a nepretržitá prevádzka.

Použitie jemne nakalibrovaných snímačov a celkovo zložitého riadiaceho obvodu má tiež nevýhody. Na jednej strane, určité podmienky prostredia nie sú často ideálne pre citlivé konštrukčné diely, hlavne v čistiarňach odpadových vôd. Na druhej strane, zložité riadiace prvky vyžadujú pravidelnú údržbu. Okrem toho, vzniká pri tejto technológii vysoká citlivosť na fluktuáciu prevádzkového tlaku a jeho rázov, ako aj na tzv. pumpáž kompresora.

V oboch prípadoch vznikajú dynamické sily, ktoré pôsobia na rotor stroja. Pre ich zložitý riadiaci obvod sú magnetické ložiská z pohľadu odolnosti skôr limitujúce pre prevádzku stroja, ktorý sa tak v extrémnych situáciách rýchlo odstaví. Dôsledkom čoho je častokrát sa vyskytujúca porucha turbo zariadení.

Jedným z najvýznamnejších nedostatkov sú veľmi limitované možnosti pre servis. Ak je potrebné niečo opraviť alebo vymeniť, nie je možné to urobiť na mieste inštalácie, ale len u výrobcu. To znamená, že okrem plánovania prepravy stroja je potrebné počítať aj s kritickou a v niektorých prípadoch až s 3-mesačnou čakacou lehotou. Pokiaľ ide o spotrebu energie, magnetické ložisko nie je ideálnym riešením, pretože na vytvorenie magnetického poľa sa vyžaduje neustála dodávka elektrickej energie, čo zvyšuje prevádzkové náklady turbodúchadla. Okrem toho je potrebné zabezpečiť záložnú batériu pre prípad pohotovosti, ak by došlo napr. k náhlemu prerušeniu dodávky elektrickej energie.

Tzv. neprerušiteľný zdroj energie (UPS, t. j. Uninterruptible Power Supply) zaručuje, že v prípade poruchy dodávky energie sa vysokofrekvenčný rotor nedotočí pomocou mechanického núdzového ložiska. Pracovné zaťaženie na núdzovom ložisku by bolo pri plnej rýchlosti také vysoké, že by pravdepodobne došlo k nákladným škodám. UPS je tiež možné vypnúť, ale len po poklese rýchlosti na bezpečnejšiu a zvládnuteľnú úroveň. Keďže nainštalované batérie musia byť plne nabité a stabilizované, UPS tiež vyžaduje svoju vlastnú údržbu.

Súbory batérií je potrebné pravidelne kontrolovať podľa osobitného plánu údržby a meniť ich, ak sú niektoré články batérií poškodené alebo staršie/slabšie. Celkovo je riešenie pomocou magnetických ložísk z dlhodobého hľadiska drahšie, technicky príliš komplikované a energeticky neúčinné. Preto sa AERZEN spolieha na iný systém.

AERZEN používa pre bezkontaktný ložiskový systém vzduch

Ako štandardné riešenie pre turbodúchadlá série AT a TB sa používa vzduchové ložisko. V porovnaní s mechanickými a magnetickými riešeniami má bezkontaktné vzduchové ložisko obrovský význam a nesporné výhody. Princíp fungovania a prevádzkové vlastnosti turbodúchadiel sú založené na veľmi jednoduchých fyzikálnych zákonoch. Hriadeľ motora, ktorý je priamo pripojený k obežnému kolesu, musí byť veľmi presne podopieraný: úloha, ktorú nemožno splniť z dôvodu vysokých otáčok, aplikovaním súčasných priemyselných noriem pre priemyselné ložiská.

Vzduchová opora od spoločnosti AERZEN, určená pre turbodúchadlá, ponúka významné výhody jednoduchosti a energetickej účinnosti. Stlačený vzduch sa používa ako v radiálnych, tak aj v axiálnom ložisku hnacieho hriadeľa.

Vzduch nepochádza z externého zdroja, produkuje ho samotné turbodúchadlo, tak ako to je aj pri konvenčných kompresoroch. Keď sa dúchadlo zapne, hriadeľ začne vytvárať rotačný pohyb. Tlak v minimálnej medzere k stene ložiska sa zvyšuje, čo tlačí hriadeľ v opačnom smere. Vysoké rýchlosti zaručujú automatické centrovanie hriadeľa v ložisku a zvyšujú prevádzkový tlak vo vzduchovej medzere na viac ako 30 bar. Výsledkom vysokých tlakov, ktoré v konečnom dôsledku vznikajú, je prevádzka voľne plávajúceho hriadeľa, ktorý je v ložisku umiestnený presne v jeho strede. Tento typ ložiska bol vyvinutý aj pre cestovanie do vesmíru.

Na rozdiel od magnetického ložiska sa pre vytvorenie vzduchovej bubliny nevyžaduje žiadny dodatočný prívod energie, pretože sa automaticky tvorí pri bežnej prevádzke. Okrem toho sa znižujú prevádzkové náklady, pretože ložisko je úplne bezúdržbové. Odolnosť voči interferencii spôsobenej jednoduchým a odolným dizajnom systému je jeho osobitnou technologickou črtou. Dokonca aj problematické prevádzkové podmienky ako napr. preťaženia a kolísania tlaku sa vyrovnávajú jednoducho pomocou vlastných fyzikálnych vlastností.

Ak je predsa len potrebná oprava, všetky príslušné konštrukčné diely môžete vymeniť za pár hodín a to priamo na mieste inštalácie. Ku kontaktu medzi trecími komponentami v ložisku dochádza len vtedy, keď sa turbodúchadlo zapína alebo vypína alebo keď sa vytvára vzduchový vankúš. Na prevenciu pred predčasným opotrebením AERZEN používa inovatívne vzduchové fóliové ložisko.

Ložisko a hriadeľ majú dvojzložkovú vrstvu grafitu a teflónu, ktoré majú vysokú teplotnú ako aj treciu odolnosť. Táto dvojitá nepriľnavá vrstva výrazne zmenšuje mechanické preťaženia a opotrebovanie počas spúšťania stroja.


Ľahká údržba, energetická účinnosť a nízke náklady počas životného cyklu

Turbogenerátory AERZEN nastavujú nové štandardy, pokiaľ ide o každodennú údržbu, plánovanú údržbu aj energetickú účinnosť. Moderné turbokompresory sú mimoriadne odolné a je možné ich používať bez problémov v nepretržitých prevádzkach čistiarní odpadových vôd a iných oblastiach odpadového hospodárstva. Na rozdiel od FLW zariadení od iných výrobcov sú dúchadlá série TB a AT vhodné aj pre systémy so SBR (Sequencing Batch Reactor, t. j. s reaktorom s postupným dávkovaním) a to vďaka ich regulačnému rozsahu a možnosti režimu chodu naprázdno. Režim nečinnosti je oveľa účinnejší z hľadiska energie než neustále zapínanie a vypínanie celého systému.

Samozrejme, všetky príslušné parametre turbodúchadla je možné merať v reálnom čase. Veľkou výhodou je meranie skutočného prietoku nasávaného vzduchu, ktoré je u väčšiny iných výrobcov len nepriamo odvodené od spotreby elektrickej energie. Systém AERZEN využíva tzv. Venturiho princíp, ktorý popisuje nasávaný hmotnostný prietok vzduchu pri meniacom sa tlaku.

Táto technika vám umožňuje vidieť, v ktoromkoľvek čase, objem reálne nasávaného vzduchu. Na základe určitých hodnôt je možné výrazne zvýšiť prevádzkovú účinnosť čistiarní odpadových vôd. Z dlhodobého hľadiska má efektívny rozvoj technológií a služieb pozitívny vplyv na spotrebu energie. Nákupná cena kompresora sa vracia relatívne rýchlo z usporených nákladov na energiu, a teda má len malý význam z dlhodobého finančného hľadiska. Na čistiarňach odpadových vôd sa viac ako polovica spotreby elektrickej energie minie na udržiavanie prevzdušňovania aeračných nádrží.

Preto môže byť praktickejšie prejsť na moderný systém. Napríklad: kombinácia turbodúchadla, dúchadla s rotačnými piestami a kompresora so stočenými rotačnými piestami; tzv. „blower composite“. Vďaka nákladom na krátky životný cyklus a prispôsobivej prevádzke sú systémy AERZEN obzvlášť atraktívne. Rozsah použitia a veľkosť systému určujú základné požiadavky príslušnej inštalácie. AERZEN ponúka prispôsobivé produkty a riešenia – hlavne v prípadoch dodatočnej úpravy pôvodných systémov, čo je mimoriadne dôležitým faktorom pre našu prácu.

Nezáleží na tom, aký výrobok od spoločnosti AERZEN si vyberie. Všetky naše výrobky sú vyrábané v najvyššej kvalite a konštruované hlavne pre dlhú životnosť a účinnosť.