Beluftning

Energibesparelser ved skift af beluftningsudstyr

Energiforbruget til beluftning udgør 40-70% af anlæggenes samlede forbrug. I Danmark har vi flest anlæg med overfladebeluftere, mens man i udlandet satser mere på bundbeluftere. Stigende energipriser vil måske kunne gøre det økonomisk optimalt at skifte overfladebeluftere ud med effektive bundbeluftere.

En forudsætning for et rentabelt skifte er en god dybde - gerne dybere end 4 meter.

Spildevandsteknisk Forening holdt i foråret 2008 et industrispildevands-seminar om blandt andet iltning. Indlæggene kan downloades her:


Sammenligning af forskelligt beluftningsudstyr

Målinger af iltningseffektivitet

Kompressorer
 

Valg af beluftningsproces

I udlandet er der indtil 1990’erne ofte blevet anvendt overfladebeluftere og mindre effektive bundbeluftere. I Danmark har vi flest anlæg med overfladerotorer, hvilket skyldes tradition og reaktordesign.

Det har vist sig, at moderne bundbeluftning, hvor der placeres et stort antal membrandiffusorer på bunden af beluftningstankene, er ca. dobbelt så energieffektivt i rent vand, som hvis der anvendtes overfladebeluftere. Der er dog andre hensyn at tage end selve energieffektiviteten. Dette bliver ikke beskrevet nærmere her.

På det store byspildevandsanlæg Dradenau i Hamborg, Tyskland, har man målt en besparelse på ca. 52% ved at ombygge to beluftningstanke til bundbeluftning, og det er endda på et anlæg med en relativ lille vanddybde (4,5M). Resultatet af målingerne er beskrevet i rapporten ISBN-3-930400-81-2.

Bundbeluftning bliver mere effektivt, når der anvendes dybe beluftningstanke. Den mest energioptimale vanddybde er 6-8 meter for mindre anlæg og op til 10-12 meter for store anlæg.

 

  

Valg af optimal luftkompressorløsning

Det er af stor betydning, at der vælges den mest energioptimale kompressorløsning. Blot 2-3% bedre gennemsnitlig kompressorvirkningsgrad vil give en levetidsbesparelse, som typisk svarer til den samlede investering i luftkompressorløsningen.

Vigtige overvejelser

Ved projekteringen af luftkompressorløsningen bør man således sammenligne de samlede levetidsomkostninger for de tilbudte kompressorløsninger. Levetidsomkostningerne bør som minimum indeholde et overslag over investeringsomkostningerne, 15–20 års vægtet energiforbrug og et oversalg over de samlede serviceomkostninger.

Kompressortyper

I Danmark anvendes næsten udelukkende de to luftkompressortyper kapselblæseren (også kaldet Rootsblæseren) eller turbokompressoren. Turbokompressoren er langt den mest effektive kompressortype, som det fremgår af følgende figur,som viser det typiske energiforbrug for mindre enheder per Nm3 (0 grad C., 1,013 bar, 0% rel. luftfugtighed) luft per meter vanddybde. Turbokompressoren er grundet dens virkemåde ikke relevant ved luftmængder under ca. 1.000 m3/h, mens de meget store turbokompressorer kan levere over 125.000 m3/h. Kapselblæseren bliver ineffektiv ved vanddybder over 4 mVS. Kapselblæsere anvendes normalt ikke ved luftmængder over 15.000 m3/h.
 

 

Energibesparelser for luftkompressorer

Der er derfor typisk meget store besparelser at hente ved at undersøge følgende forhold:

  • Er der valgt den mest effektive luftkompressortype? Se energiforbruget i Wh/(Nm3*m) for kapselblæsertypen (også kaldet Rootsblæser) og turbokompressortypen (centrifugalkompressor) i nedenstående figur
  • Er kompressoren udlagt for stor, så den ikke kan regulere luftmængden tilstrækkelig ned ved lav anlægsbelastning, kan de spares mange penge ved at ombygge eller udskifte kompressoren
  • Er kompressoren udlagt til for højt et tryk i rørsystemet, kan der spares mange penge ved en ommatchning af kompressoren
  • Er kompressoren udstyret med et energioptimeringssystem, som sikrer en optimal virkningsgrad ved forskellige driftstilstande? Energioptagelsen påvirkes af indsugningstemperaturen, afgangstrykket og kapaciteten
  • Sikrer det overordnede styringssystem, at kompressoren altid arbejder op i mod det lavest mulige systemtryk og dermed ”mest åbne reguleringsventiler”?
  • Er reguleringsventilerne til beluftningstankene valgt tilpas små, så de regulerer ordentligt og fastholder et trykfald på max. 200 mmVS over ventilerne? Mindst en reguleringsventil bør altid være minimum 70% - 80% åben for at reducere trykfaldet
  • Er kompressoren vedligeholdt ordentligt, så virkningsgraden forbliver høj?
  • Er olietemperaturen justeret efter leverandørens forskrifter? For kold olie øger de mekaniske tab betragteligt
  • Er tryktabet i membrandiffusorerne tilstrækkeligt lavt, ellers skal de renses eller udskiftes. Man ser effekten af øget tryktab i figuren, energitab ved øget tryktab.