TURBO AERZEN. Nel corso dei decenni abbiamo sviluppato questi gruppi fino a raggiungere l'eccellenza tecnica. Nel frattempo abbiamo acquisito un livello di competenza in grado di fissare standard riconosciuti in tutto il mondo. Questo si riflette in una maggiore efficienza energetica, minori costi legati al ciclo di funzionamento e lo sviluppo tecnologico dei componenti. Basta guardare: si nota anche nei minimi dettagli delle macchine AERZEN a flusso continuo.
AERZEN ha progettato e costruito un nuovo cuscinetto ad aria per i suoi turbo compressori. Questa soluzione così semplice ed affidabile garantisce una ridotta manutenzione, un'elevata efficienza energetica e la garanzia assoluta di una fornitura di aria all'impianto di depurazione assolutamente priva di olio o grasso: solo aria pulita.
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Casestudy WWTP Emsbüren
Casestudy WWTP Wallau
I turbo e/o i turbocompressori vengono ampiamente utilizzati negli impianti di depurazione. L’affidabilità, l'efficienza energetica e l'abbassamento dei costi di manutenzione sono fattori estremamente importanti. Le turbomacchine, in particolare, devono svolgere il loro lavoro senza interruzioni importanti dovute a interventi di manutenzione e riparazione - il loro compito è fornire aria alle vasche di aerazione.L'aria alimenta i microrganismi all'interno del bacino fornendo loro ossigeno. Più efficiente è l’aerazione, migliori sono i risultati. Farlo richiede un grande sforzo. Per inviare l’ossigeno necessario in un bacino, le macchine pneumofore devono funzionare senza intoppi in ambienti difficili per lunghi periodi.In questo caso, "senza attrito" è un concetto noto nel contesto dell’innovazione odierna, dal momento che i cuscinetti a sfere tradizionali o altri cuscinetti meccanici, che generano sempre un determinato attrito, non sono pratici alle alte velocità di rotazione che si sviluppano all'interno di un turbo. Questo significa che i turbo usati negli impianti di depurazione richiedono cuscinetti in grado di operare in assenza di attrito meccanico e di assicurare un servizio lineare della macchina durante il processo di compressione.
In linea di principio esistono due approcci all’implementazione di cuscinetti senza attrito e senza contatto nei turbo: cuscinetti magnetici e cuscinetti ad aria. I cuscinetti senza contatto eliminano anche interventi di manutenzione, tra cui la lubrificazione (ad es. con olio). Per questo, i moderni turbo a velocità controllata vengono chiamati anche: turbocompressori ad alta frequenza "oil-free". Per un lungo periodo i cuscinetti magnetici hanno rappresentato la soluzione più pratica.Questo tipo di cuscinetto genera appositi campi magnetici all’interno del soffiatore per evitare completamente il contatto tra gli alberi a rotazione veloce e altri componenti. La soluzione è altamente complessa così come la sua implementazione dal punto di vista tecnico. Per assicurare un funzionamento lineare, il sistema deve controllare costantemente l’esatta posizione dell’albero. Solo allora le correnti elettriche possono regolare i campi magnetici nella misura necessaria ad assicurare un servizio continuo senza intoppi.L’uso di sensori accuratamente calibrati e il complesso circuito di comando presentano anche alcuni svantaggi. Da un lato, alcune condizioni ambientali spesso non sono ideali ai componenti sensibili, in particolare negli impianti di depurazione. Dall’altro, i controlli complessi richiedono una manutenzione regolare. Ricordiamo inoltre l’elevata sensibilità nell’uso e nell’elaborazione delle fluttuazioni e dei picchi di pressione, oltre ad elementi tecnologici tra cui la pompa del compressore.In entrambi vengono create forze dinamiche che si applicano al rotore della macchina. A causa del loro complesso circuito di comando, i cuscinetti magnetici sono più limitati in termini di robustezza e si spengono velocemente in situazioni estreme. Questo provoca frequenti avarie dei turbo in molti sistemi.Uno degli svantaggi più significativi è costituito dalle possibilità di manutenzione molto limitate. In caso di riparazione o sostituzione, l'intervento non può avvenire in loco, ma solo presso il fabbricante. Oltre alla pianificazione logistica necessaria, questo implica un periodo di fermo macchina critico che può durare fino a tre mesi. Dal punto di vista del bilancio energetico il cuscinetto magnetico non è ideale: per la creazione del campo magnetico è necessaria una produzione costante di potenza, che ovviamente incide sui costi di esercizio del turbo. Inoltre è necessario predisporre una batteria di backup da usare in caso di emergenza, ad es. in caso di interruzione dell'alimentazione elettrica.Il cosiddetto UPS (il gruppo di continuità) fa in modo che il rotore ad alta frequenza non passi immediatamente al cuscinetto meccanico di emergenza nel momento in cui viene a mancare la corrente elettrica. Il carico di lavoro sul cuscinetto di emergenza sarebbe enorme a pieno regime, con un'elevata probabilità di danni onerosi. L’UPS può anche essere spento, ma solo quando la velocità diminuisce fino a raggiungere un livello sicuro e gestibile. Dal momento che le batterie installate devono essere completamente cariche e stabilizzate, anche l’UPS necessita della propria manutenzione.I pacchi batterie devono essere controllati regolarmente seguendo uno specifico piano di manutenzione e sostituiti se le celle sono danneggiate, obsolete o indebolite. In generale, la scelta del cuscinetto magnetico è più costosa nel lungo termine, complicata dal punto di vista tecnico e non efficiente in termini di energia. Proprio per questo AERZEN si affida ad un altro sistema.
Il cuscinetto ad aria viene usato come soluzione standard dei turbocompressori serie AT e TB. L’uso dell’aria nei cuscinetti senza contatto presenta enormi vantaggi rispetto ai cuscinetti meccanici e magnetici. Il principio di funzionamento all'interno dei turbo si basa su leggi fisiche molto semplici. L’abbinamento albero motore - girante deve essere perfetto: un risultato impossibile da raggiungere con gli attuali standard industriali dei cuscinetti, date le elevate velocità di rotazione.La sospensione ad aria AERZEN per i turbo offre vantaggi significativi in termini di semplicità ed efficienza energetica. L'aria compressa viene usata sia nei cuscinetti radiali dell’albero, sia nei cuscinetti assiali come sacca d’aria.L'aria non arriva da un generatore esterno, ma viene prodotta dallo stesso turbo, proprio come avviene nei compressori tradizionali. Quando il soffiatore si accende, l'albero produce un movimento circolare alternato. Questo aumenta la pressione alla distanza minima dalla parete del cuscinetto che respinge l'albero in direzione opposta. Le alte velocità provocano il centraggio automatico dell'albero nel cuscinetto e aumentano la pressione di esercizio nella sacca d'aria a oltre 30 bar (435 psi). Le alte pressioni generate provocano il funzionamento in sospensione dell'albero al centro del cuscinetto. Questo tipo di cuscinetto è stato sviluppato anche per le esplorazioni spaziali.Diversamente dal cuscinetto magnetico non è necessario consumare energia per la creazione della sacca d’aria, che si genera automaticamente attraverso il normale funzionamento. Inoltre i costi di esercizio si riducono, dal momento che il cuscinetto è completamente esente da manutenzione. La resistenza alle interferenze generata dalla forma costruttiva semplice e robusta del sistema è una caratteristica tecnologica distintiva. Anche le condizioni di esercizio problematiche, come i sovraccarichi e le fluttuazioni di pressione vengono compensate semplicemente grazie alle sue proprietà fisiche.Se è necessaria una riparazione, è possibile sostituire tutti i componenti entro poche ore, il tutto direttamente nel luogo di installazione. Il contatto tra i componenti soggetti ad attrito nel cuscinetto avviene solo quando il turbo viene acceso o spento, o durante la creazione della sacca d’aria. Per impedire l'usura prematura, AERZEN usa un innovativo cuscinetto ad aria rivestito.Il cuscinetto e l’albero vengono forniti con un rivestimento bicomponente in grafite e teflon che sopporta le alte temperature e l’attrito. Questo doppio "rivestimento antiaderente" riduce notevolmente i sovraccarichi meccanici e la normale usura durante l'avviamento della macchina.
I turbo generatori AERZEN fissano nuovi standard di manutenzione giornaliera, pianificata ed efficienza energetica. I moderni turbocompressori sono estremamente robusti e possono essere usati in servizio di 24 ore ininterrotto negli impianti di depurazione e in altri campi del trattamento acque. Diversamente dalle macchine FLW di altri produttori, i soffiatori delle serie TB e AT sono adatti anche a sistemi SBR (Sequencing Batch Reactor), grazie al range di controllo e all'opzione che prevede la modalità di funzionamento stand-by. La modalità stand-by è molto più efficiente in termini di energia rispetto all'accensione e spegnimento continua dell'intero impianto.Naturalmente tutti i parametri relativi del turbo ventilatore possono essere calibrati in tempo reale. Un interessante aspetto è la misurazione della quantità d'aria reale, derivata indirettamente dal consumo di energia della maggior parte degli altri produttori. Il sistema AERZEN integra il cosiddetto “Principio di Venturi”, che interpreta la massa d'aria aspirata per mezzo di misurazioni della pressione differenziale.Questa tecnica consente di conoscere i volumi d'aria pompati in un determinato momento. Le prestazioni degli impianti di depurazione possono migliorare notevolmente in base ai valori determinati. Nel lungo termine lo sviluppo efficace di servizi presenta un impatto positivo sul consumo energetico. Il prezzo per l'acquisto del compressore si ammortizza in modo relativamente rapido tenendo conto dei risparmi in energia, quindi senza dover attendere un effetto economico nel lungo termine. Negli impianti di depurazione, più della metà del consumo energetico è dedicato al mantenimento dell'aerazione nel bacino di alimentazione.Pertanto, potrebbe rivelarsi più pratico aggiornarsi ad un sistema moderno. Ad esempio: una combinazione di turbo, soffiatore con rotore a lobi e compressore con rotore a lobi, il cosiddetto “soffiatore composito”. L'ammortamento dei costi a breve termine, logistica e operazioni adattabili rendono i sistemi AERZEN particolarmente attrattivi. La grandezza e la portata del sistema determinano le condizioni di base della rispettiva installazione. AERZEN offre prodotti e soluzioni customizzati, in special modo quando si tratta di riconfigurare vecchi sistemi: un fattore estremamente importante nella nostra linea di lavoro. Non importa quale modello AERZEN sceglierai: tutti i nostri prodotti sono costruiti con la massima qualità e per ottenere longevità ed efficienza.
