Turbos AERZEN. Ao longo de várias décadas desenvolvemos estes agregados para garantir a excelência técnica. Ao fazê-lo adquirimos competências técnicas que definiram novos padrões em todo o mundo. Isto reflete-se numa maior eficiência energética, em menores custos do ciclo de vida e em componentes principais especialmente desenvolvidos. Em suma: reflete-se em todos os detalhes das máquinas de fluxo contínuo da AERZEN.
A construção e o princípio funcional de um turbo da AERZEN são simples e, ao mesmo tempo, eficazes. Uma vez que o abastecimento de ar das estações modernas de tratamento de águas residuais foi claramente formulado para uma disponibilidade máxima, uma elevada eficiência energética e longos ciclos de manutenção, a AERZEN não utiliza, para o exigente sistema de rolamento nos turbos, nem óleo nem outros lubrificantes - apenas ar.
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Estudo de caso WWTP Emsbüren
Estudo de caso WWTP Wallau
Os turbos e/ou turbocompressores são amplamente utilizados no tratamento de águas residuais. A fiabilidade, a eficiência energética e os custos de manutenção reduzidos são extremamente importantes. As turbomáquinas, em particular, têm de executar as suas tarefas sem grandes interrupções devido a trabalhos de manutenção e reparação - elas impulsionam o ar para os tanques de aeração.O ar fornece os microrganismos para o tanque com oxigénio. Quanto mais eficiente for a aeração, melhor. As tarefas neste processo exigem um esforço tremendo. Para introduzir o oxigénio necessário num tanque, as máquinas de fluxo devem funcionar sem problemas num ambiente difícil durante longos períodos de tempo.Neste caso, a "isenção de atrito" é conhecida no âmbito da inovação contemporânea; desde os rolamentos de esferas convencionais ou outros rolamentos mecânicos, que causam sempre um pouco de fricção; não são práticas em velocidades de rotação elevadas, geradas dentro de um turbo. Por este motivo, as turbomáquinas nas aplicações de águas residuais requerem rolamentos que funcionem sem fricção mecânica e que garantam um bom funcionamento do turbocompressor durante o processo de compressão.
Em princípio, há duas abordagens para a implementação de um rolamento sem fricção e sem contacto dos turbocompressores: Rolamento magnético e rolamento de ar. O rolamento sem contacto também elimina a manutenção desnecessária, como a lubrificação (por exemplo: Óleo). Por conseguinte, os turbos modernos de velocidade controlada são também referidos como turbocompressores de alta frequência "isentos de óleo". Anteriormente, e durante imenso tempo, os rolamentos magnéticos eram a solução mais prática.Este tipo de rolamento gera campos magnéticos correspondentes no interior do sobrepressor, evitando completamente o contacto entre os veios de rotação rápida e outros componentes. Esta solução é extremamente complexa, assim como a sua implementação, que também é complexa a nível técnico. Para assegurar o funcionamento correto, o sistema deve controlar constantemente a posição exata do veio. Só assim é que as correntes elétricas podem ajustar os campos magnéticos da forma mais precisa possível, de modo a obter um funcionamento contínuo, sem problemas.A utilização de sensores calibrados com precisão e do circuito de controlo complexo geral também tem as suas desvantagens. Por um lado, algumas condições ambientais não são, muitas vezes, as ideais para componentes sensíveis, sobretudo nas estações de tratamento de águas residuais. Por outro lado, os controlos complexos exigem uma manutenção regular. Além disso, a sensibilidade é elevada no funcionamento e processamento dos picos e flutuações de pressão e existem ainda os aspetos tecnológicos, como a bomba do compressor.Para ambos, são criadas forças dinâmicas que funcionam no rotor da máquina. Devido ao circuito de controlo complexo, os rolamentos magnéticos são bastante mais limitados no que diz respeito à robustez e desligam-se rapidamente em situações extremas. Tal resulta numa falha frequente das turbomáquinas em muitos sistemas.Um dos inconvenientes mais significativos é a limitação acentuada das possibilidades de assistência. Se for necessária a reparação ou substituição de algum componente, estes trabalhos não podem ser realizados no local da instalação; apenas no fabricante. Isto significa, para além do planeamento de toda a logística, um período de espera crítico de possivelmente três meses para a máquina. Relativamente ao equilíbrio de potência, o rolamento magnético não é ideal, pois é necessária uma produção constante de potência para a geração do campo magnético, o que aumenta os custos de funcionamento do turbocompressor. Além disso, é necessária uma bateria de reserva para uma situação de emergência, em caso de interrupção do sistema de alimentação.A chamada UPS (Uninterruptible Power Supply, fonte de alimentação ininterrupta) garante que o rotor em rotação de elevada frequência não se cruza imediatamente com o rolamento mecânico de emergência em caso de falha do sistema de alimentação. O volume de trabalho no rolamento de emergência seria tão elevado em velocidade máxima que seria muito provável a ocorrência de danos onerosos. A UPS também pode ser desligada depois de reduzida a velocidade para um nível mais seguro e funcional. Dado que as baterias instaladas têm de estar totalmente carregadas e estabilizadas, também uma UPS precisa da sua própria manutenção.Os conjuntos de baterias devem ser verificados regularmente com base num plano de manutenção especial e devem ser substituídos em caso de elementos danificados ou mais antigos/fracos. No geral, a solução com rolamentos magnéticos é mais dispendiosa a longo prazo, extremamente complexa a nível técnico e ineficiente do ponto de vista energético. É por isso que a AERZEN conta com outro sistema.
O rolamento de ar é utilizado como solução padrão nos turbos da série AT e TB. O valor dos rolamentos de ar sem contacto apresenta enormes vantagens em relação às soluções mecânicas e magnéticas. As características e o valor de funcionamento nos turbos baseiam-se em princípios físicos muito simples. O veio do motor ligado ao rotor deve ser suportado de forma precisa: uma tarefa que não pode ser cumprida atualmente tendo em conta as normas aplicadas à indústria dos rolamentos devido às elevadas velocidades de rotação.A suspensão pneumática da AERZEN para turbos oferece vantagens significativas de simplicidade e eficiência energética. É utilizado ar comprimido nos rolamentos radiais do veio de acionamento e no rolamento axial como bolsas de ar.O ar não vem de um gerador externo, aliás, é produzido pelo próprio turbo, à semelhança dos compressores convencionais. Quando o sobrepressor é ligado, o veio produz um movimento circular alternativo. Tal aumenta a pressão da parede do rolamento na folga mínima, pressionando novamente o veio para a direção oposta. As elevadas velocidades garantem a centralização automática do veio no rolamento e aumentam a pressão de funcionamento na bolsa de ar para mais de 30 bar (435 psi). As elevadas pressões geradas resultam, em última instância, num funcionamento de flutuação livre do veio, centrado no rolamento. Este tipo de rolamento foi também desenvolvido para viagens espaciais.Ao contrário do rolamento magnético, não é necessário qualquer consumo de energia adicional para gerar a bolsa de ar, pois forma-se automaticamente através das funções normais. Além disso, os custos de funcionamento são reduzidos pelo facto de o rolamento não precisar de qualquer manutenção. A resistência contra interferência causada pelo design simples e robusto do sistema é uma característica tecnológica distintiva. Mesmo as condições de funcionamento problemáticas, como sobrecargas e flutuações de pressão, são compensadas simplesmente pelas suas propriedades físicas.Se, ainda assim, for necessária uma reparação, pode substituir todos os componentes relacionados em poucas horas, sobretudo no local da instalação. O contacto entre os componentes de fricção no rolamento apenas é fornecido quando o turbocompressor é ligado ou desligado ou quando se desenvolve a bolsa de ar. Para evitar um desgaste precoce, a AERZEN utiliza um rolamento de película de ar inovador.O rolamento e o veio são fornecidos com um revestimento de dois componentes de grafite e teflon, que têm uma elevada temperatura, bem como uma elevada resistência e tolerância de fricção. Este "revestimento antiaderente" duplo reduz significativamente as sobrecargas mecânicas e o desgaste durante o arranque da máquina.
Os turbogeradores AERZEN definem novos padrões no que diz respeito à conservação diária, manutenção programada e eficiência energética. Os turbocompressores modernos são extremamente robustos e podem ser utilizados facilmente em 24 horas de funcionamento nas estações de tratamento de águas residuais e noutras áreas de tecnologias de águas residuais. Ao contrário das máquinas FLW de outros fabricantes, os sobrepressores da série TB e AT também são adequados para os sistemas SBR (Sequencing Batch Reactor, reator descontínuo sequencial), devido ao seu intervalo de controlo e à opção de modo de funcionamento inativo. O modo inativo é muito mais eficiente em termos energéticos do que estar constantemente a ligar e a desligar todo o sistema.Naturalmente, todos os parâmetros relativos do ventilador turbo podem ser medidos em tempo real. Um bom exemplo disso mesmo é a medição real da quantidade de ar, que deriva indiretamente do consumo de energia da maioria dos fabricantes. O sistema AERZEN utiliza o chamado "Princípio Venturi", que interpreta a massa de ar, aspirada pelas medições de pressão diferencial.Esta técnica permite-lhe observar os volumes de ar que estão a ser bombeados atualmente, em qualquer momento. O desempenho operacional das estações de tratamento de águas residuais pode ser melhorado significativamente com base nos valores determinados. A longo prazo, o desenvolvimento eficiente dos serviços tem um impacto positivo no consumo de energia. O preço de aquisição do compressor é rapidamente compensado pela poupança no custo energético e, por isso, dificilmente constitui um efeito a longo prazo em termos financeiros. Nas estações de tratamento de águas residuais, mais de metade das necessidades energéticas estão relacionadas com a manutenção da aeração no tanque de fornecimento.Por conseguinte, poderá ser mais prático mudar para um sistema moderno. Por exemplo: uma combinação de turbo, sobrepressor de êmbolos rotativos e compressor de êmbolos rotativos; um "composto de sobrepressores". Os reduzidos custos do ciclo de vida e uma logística e funcionamentos adaptáveis tornam os sistemas AERZEN particularmente atrativos. O âmbito de aplicação e o tamanho do sistema determinam as condições básicas da respetiva instalação. Desta forma, a AERZEN disponibiliza soluções e produtos personalizados, sobretudo no caso da retromontagem de sistemas mais antigos, que é um fator extremamente importante no nosso ramo de atividade. Independentemente do produto que escolher da AERZEN, todos os nossos produtos são fabricados com a máxima qualidade e construídos especificamente com base na longevidade e eficiência.
