Tecnología de soplantes de Atlas Copco para ETP industriales

Los requisitos para la aireación por difusión de agua y el retrolavado de filtros en las plantas de tratamiento de efluentes industriales son particularmente estrictos. La limpieza de los desechos del proceso o del agua contaminada para volverla reutilizable y reciclable significa que seleccionar la tecnología de soplador de baja presión adecuada es una decisión crítica.

Las instalaciones de plantas de tratamiento de efluentes (ETP) se encuentran dentro de las operaciones de proceso de una amplia variedad de industrias, como la fabricación de alimentos y la producción de productos farmacéuticos, textiles, vidrio, cemento, papel y pulpa. También juegan un papel esencial en la producción de curtidurías, industrias químicas y actividades manufactureras en general.

La eficiencia del soplador y las características operativas son factores importantes en el desempeño del tratamiento de efluentes. No solo se requiere que estos procesos se ajusten a los estándares regulatorios y ambientales, sino que el cumplimiento de las estrictas regulaciones relacionadas con las operaciones de ETP ayuda a reducir la contaminación del agua y fomenta la conservación del agua.

Diferentes tipos Hay varios tipos diferentes de tecnologías de soplantes de baja presión disponibles para el operador de la planta industrial, categorizados como opciones de lóbulo, tornillo, centrífugo y multietapa. Las tecnologías centrífugas (turbosopladores de alta velocidad, sopladores multietapa y sopladores centrífugos multietapa) están diseñadas principalmente para aplicaciones de baja presión que requieren caudales superiores a 5000 m3/h, y son las más adecuadas para aplicaciones más grandes y especializadas.

Por el contrario, la mayoría de las aplicaciones de soplantes ETP favorecen las opciones de desplazamiento positivo de las versiones de velocidad fija y accionadas por VSD de la tecnología de tres lóbulos o los sopladores de tornillo rotativo sin aceite de accionamiento directo que ofrecen un caudal de baja presión de hasta 9100 m³/h.

En el caso de las soplantes de lóbulos, fabricantes como Atlas Copco ofrecen la opción de unidades básicas puramente mecánicas que emplean manómetros de cuadrante para lectura de presión o soluciones de gama alta con un inversor VSD integrado y control inteligente. Sin embargo, para las aplicaciones ETP que implican contrapresiones superiores a 0,5 bar(g), los sopladores de tornillo rotativo lideran el campo con una eficiencia energética media un 30 % mayor en comparación con las tecnologías tradicionales. Demandan menos energía porque el concepto de compresión interna ofrece una mayor eficiencia derivada del diseño de sus elementos rotores.

Tecnología de soplado El punto de partida es un análisis exhaustivo de una instalación y el reconocimiento de que las características de la aplicación son clave para seleccionar la tecnología adecuada. En el proceso de decisión, sin duda, habrá uno o más aspectos que pueden prevalecer sobre otros. Además de encontrar una tecnología de soplador que coincida con las necesidades de flujo de aire y presión de un proceso ETP específico, otros factores, como el costo de la inversión inicial o el retorno de la inversión, también afectarán la búsqueda de la tecnología de soplador de aire adecuada.

Los factores clave que deben tenerse en cuenta incluyen:

Flujo y presión: una instalación de soplador del tamaño correcto ayudará a lograr un proceso más eficiente desde el punto de vista energético. Por ejemplo, en una situación en la que se emplea la regulación del compresor como fuente de baja presión, reemplazar el compresor con un soplador de aire para suministrar 0,3 y 1,5 bar(g) de aire generará ahorros significativos. Por cada 1 bar(g) de aire comprimido por encima de la demanda real, se desperdicia un 7% de energía.

Costos operativos y TCO: El costo de capital de un soplador de lóbulos de aireación de baja presión puede representar menos del 5% de la inversión total de una ETP. Esta puede parecer una propuesta atractiva, pero los costos de funcionamiento del soplador son un factor mucho más importante y es probable que constituyan hasta el 80 % de los costos de energía de una ETP completa. Esto se debe a que los ventiladores de aireación necesitan energía para funcionar las 24 horas del día para respaldar los procesos biológicos. Suministran la cantidad adecuada de oxígeno a los microorganismos para mantener su rendimiento constante y equilibrado dentro de la planta. De ello se deduce que, al considerar el costo total de propiedad de una instalación de soplador, la necesidad de buscar una solución energéticamente eficiente debe estar en la parte superior de la lista.

Condiciones de aplicación: Las características del sitio influyen en la elección del soplador. Por ejemplo, la disponibilidad limitada de espacio para la instalación de un ventilador podría dictar la elección de una tecnología que ofrezca una huella más pequeña y niveles de ruido más bajos. Por otro lado, el criterio de aplicación de costos de energía más bajos puede cumplirse mejor con una tecnología de mayor eficiencia energética que tenga un costo de capital más alto.

Niveles de ruido de funcionamiento: una característica de la última generación de sopladores de baja presión es el diseño inteligente del deflector y la cubierta que proporciona niveles de sonido reducidos hasta 72 dB(a) para mejorar el entorno de trabajo. En consecuencia, los costos de instalación se reducen ya que no hay necesidad de proporcionar habitaciones y puertas insonorizadas.

Servicio y soporte de por vida: cuando se trata de mantenimiento de rutina y soporte de servicio, algunas tecnologías de sopladores más antiguas pueden requerir que las unidades sean reparadas o reacondicionadas fuera del sitio. Los desarrollos de diseño avanzado en los últimos sopladores de baja presión sin aceite ahora ven la inclusión de componentes de bajo mantenimiento, intervalos de servicio en el sitio extendidos y los beneficios de los planes de soporte al cliente de por vida.

Rendimientos comparativos: Vale la pena comprobar las estadísticas vitales. Como ejemplo, los rotores de tres lóbulos incorporados en la última generación de sopladores de bajo ruido, baja vibración y baja pulsación son capaces de barrer casi seis veces el volumen de aire en una sola revolución en comparación con sus motores gemelos accionados por correa. -lóbulos predecesores. En promedio, esta tecnología más antigua experimenta entre un 5 % y un 7 % más de pérdidas de transmisión.

Una ventaja importante de los sopladores de tornillo rotativo sin aceite y de accionamiento directo es su amplio rango de regulación, especialmente en los modelos con accionamientos inverter integrados. Esto permite que las unidades adapten los flujos de aire a las variaciones diarias y estacionales en el flujo de entrada de efluentes, lo que genera ahorros de energía adicionales. Para hacer frente a las fluctuaciones en la demanda de aire, la tecnología de soplantes de tornillo puede funcionar desde el 100 % de la capacidad hasta el 25 % con muy pocos cambios en los requisitos de energía específicos.

Menores costos de energíaComo ejemplo práctico del desempeño superior del soplador de tornillo rotativo en la industria, Frito Lay, una filial de PepsiCo Foods en Turquía, reforzó su posición de líder en conciencia ambiental al lograr un promedio de eficiencia energética del 30 %, costos operativos más bajos y niveles mínimos de ruido al instalando la tecnología de soplantes de tornillo ZS de Atlas Copco en su planta de tratamiento de agua.

Instalados en 2010, no ha habido paradas inesperadas debido a fallas desde la primera operación de los sopladores, que funcionan durante un mínimo de 18 horas al día, los siete días de la semana, según las necesidades de la instalación. Actualmente, no se necesita protección dentro de la sala de soplantes de la planta de tratamiento, donde antes se requería usar protectores auditivos. El nivel de ruido a 1 m es tan bajo como 70 dB(A).

En el corazón del sistema de soplantes de tornillo rotativo ZS de Atlas Copco, los últimos elementos de tornillo de tolerancia estrecha incorporan años de experiencia y desarrollo para proporcionar aire 100 % libre de aceite y sin pulsaciones y cuentan con una garantía de cinco años de confiabilidad.

Como beneficio adicional, todos los sopladores ZS+ se completan con un sistema operativo Elektronikon para brindar control y permitir el monitoreo remoto inteligente del estado de rendimiento general del sistema y para aumentar la eficiencia y confiabilidad de los sopladores. Además, el control del ventilador basado en la retroalimentación del medidor de oxígeno disuelto (OD) no solo respalda el proceso biológico efectivo en las ETP, sino que también ahorra energía.

ConclusiónEl panorama completo de la tecnología de sopladores es un catálogo de características técnicas comparativas y beneficios que merecen una seria consideración al momento de reemplazar el equipo o tomar decisiones sobre la expansión del sitio.

La mejor solución será aquella que cumpla todos los requisitos en cuanto al tipo de tecnología de soplador, su tamaño físico y capacidad, su nivel de eficiencia energética y el costo total de propiedad. También debería haber comentarios positivos sobre cuestiones como si está diseñado para un funcionamiento sin aceite, mantenimiento mínimo e intervalos de servicio prolongados. El objetivo final es un sistema de soplantes que brinde total confiabilidad, continuidad garantizada de las operaciones del proceso y combine un rendimiento óptimo con la protección del proceso, el medio ambiente y los costos operativos de energía.

Sobre el AutorEste artículo fue proporcionado y escrito por Mark Ranger, gerente de línea comercial, Aire libre de aceite en Atlas Copco.