Решение на ABB спомага за увеличаване на производството на енергия при пречистване на отпадъчни води

19.05.2023   |   Начало»ФИРМЕНА ПУБЛИКАЦИЯ

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Докато допреди години всички газове, образувани в съоръженията за пречистване на отпадъчни води, просто се изгаряха, днес иновативните общински предприятия се борят за всеки киловатчас енергия, която се крие в отпадъчните води и техните производни. Stadtwerke Trier в Германия от години демонстрира как успешно може да се увеличи енергийният потенциал на разградените утайки и на утайките от пречиствателни станции чрез увеличаване на калоричността им. Съоръжението не само пречиства механично и биологично отпадъчните води от десетки хиляди домакинства в региона, но и доставя големи количества електрическа и топлинна енергия, която захранва изцяло пречиствателното съоръжение. В бъдеще тя ще обезпечи и дейността на енергийния и технологичен парк, който се изгражда в близост заедно с огромен въглеродно неутрален център за данни. Трансформацията по пътя от консуматор на енергия към генератор на енергия вече се превръща в реалност.

Не е изненадващо, че се налага да се отдели специално внимание на високото качество на електрическата мрежа, за да се гарантира безпроблемната работа на една толкова сложна система. Това е така, защото в ситуация, при която няколко потребители включват и изключват големи натоварвания в мрежата, има опасност от т. нар. "замърсявания на мрежата", причинени от хармониците, възникващи при превключването или управлението. Това може да звучи безобидно, но всъщност може да разтърси цялата мрежа, тъй като нарушенията в отделни устройства могат да се натрупат в мрежата. В резултат светлината премигва, сензорите не работят правилно, предпазителите падат.

Рискове за стабилността на мрежата

Ако не се предприемат контрамерки, нежеланите флуктуации ще окажат влияние върху стабилността на мрежата, поради което доставчиците на електроенергия не могат да толерират подобни замърсявания на мрежата и затова оказват натиск върху клиентите си да отстранят причината. Такъв бе случаят и с Stadtwerke Trier. След анализ на мрежата през 2018 г. е закупен активен филтър за хармоници, който би трябвало да реши проблема. Този централен филтър обаче се оказва недостатъчен, за да блокира нарушенията вътре в мрежата. "Голям брой захранвания и генератори в нашата Помпена станция за утайки 2 тогава се повредиха", спомня си Фолкер Лекс, който отговаря за технологиите за измерване, контрол и регулиране в Stadtwerke Trier. Причината е предварителната обработка на утайките, необходима, за да се увеличи производството на газ от отпадъчни води. Ултразвуковите вълни раздробяват утайката, бавно течаща в тръбите по пътя към преработващата кула, но това "разпадане" на утайката генерира локални хармоници в електрическата мрежа.

Тук също са монтирани активни филтри, за да се реши проблемът. След тези събития обаче търговският отдел на компанията бързо осъзнава, че намирането на решение за отстраняване само на симптомите ще бъде финансово неизгодно в дългосрочен план. След като се обръща внимание на разходите, става ясно, че е много по-изгодно да се предотвратят проблемите чрез внедряване на устройства, които генерират по-малки замърсявания на мрежата. Постепенно се стига до момент, в който проблемът с мрежовите замърсявания, причинени от задвижванията, трябва да се обследва в детайли. Това е така, защото, ако скоростта и честотата се контролират с високомощни задвижвания, възникват видими хармоници, които невинаги могат да бъдат толерирани и съответно се налага взимането на контрамерки.

Свръхниски нива на хармониците с честотни инвертори ABB

За постигане на ниво на замърсяване на мрежата от под 10% стандартните задвижвания за помпени и пречиствателни станции от серията ACQ580 на ABB са напълно достатъчни при допълнително използване на пасивен филтър. Въпреки това, съгласно поканата за участие в търга по проекта, стойността на THDi ("общото хармонично изкривяване" на електрическата енергия (i)) трябва да бъде под 6%. За да се постигне това, няма друга възможност, освен да се използва вариант на задвижване ACQ580 със свръхниски нива на хармониците (ULH). Това ULH задвижване може да намали степента на мрежовите замърсявания до под 3%. Тази стойност надминава спецификациите на стандартите IEEE519 и G5/4, както и на стандарта IEC61000-3-12.

В системата за обезводняване на утайки, пусната в експлоатация през лятото на 2021 г., са внедрени общо 12 бр. задвижвания със свръхниски хармоници. Системата е следващата стъпка по пътя към изграждане на комбинирано съоръжение за изсушаване и изгаряне, с което Stadtwerke Trier може да предлага тази форма на преобразуване на утайките от отпадъчни води на околните общини като услуга на по-късен етап. Изсушените утайки, съхранявани в големи силози през лятото, могат да бъдат изгаряни през зимата, когато търсенето на енергия се увеличи.

Двете декантерни центрофуги на производителя Flottweg, които са сърцето на системата за обезводняване на отпадъчни води, се управляват от задвижвания ACQ580 ULH с интегрирано мрежово наблюдение. От различните налични технологии за ефективно противодействие на мрежовите примеси само ULH решението на ABB премахва необходимостта от инсталиране на допълнителни филтри в мрежата, които биха влошили производителността. Това е така благодарение на интегрираната активна мостова схема. На практика това гарантира фактор на мощността от 1. Тъй като мрежата не трябва да осигурява реактивна мощност, оборудване като кабели, разпределителни устройства и трансформатори може да бъде проектирано по-икономично. Освен това, напрежението е напълно достъпно за задвижването по време на работа, така че то има по-добра ефективност, докато стандартното задвижване с пасивен филтър често причинява до около 5% загуба на напрежение и съответно намалена ефективност.

Друга характеристика на задвижването е неговата здрава конструкция. Интегрираните платки с многослойно покритие издържат теста благодарение на антикорозионната си защита директно в канализационния сектор, където изпаренията от утайките могат частично да проникнат през кабелните канали в шкафовете за управление и да засегнат компонентите.

Ползите в практиката

Фолкер Лекс от Stadtwerke Trier на първо място изтъква опростения интерфейс като причина да се използва именно тази технология. Лекс оценява лекотата при използване на уреда, дължаща се на ясния текст на добре структурирания дисплей, който предлага много преимущества на персонала и екипите по поддръжката. "Няма нищо по-лошо от абревиатури", посочва Лекс, опирайки се на ежедневния си опит. Майк Шрьодер, който отговаря за цялото съоръжение, потвърждава, че задвижванията са много по-лесни за използване от подобни продукти на други производители. "Центрофугите тръгват и спират безпроблемно по всяко време."

По принцип, проблеми със задвижванията винаги могат да възникнат, коментира Лекс. Stadtwerke Trier не разполага с резервни устройства на склад за подобни случаи, но от една страна системите са настроени с резервираност, а от друга, операторите могат да превключват към директно стартиране или плавен старт в случай на повреда. "Въпреки че от много години използваме задвижвания на ABB, само веднъж имаше проблем и тогава производителят ни оказа съдействие веднага", спомня си Лекс, който е изключително доволен от решението да изберат задвижванията на ABB. "Взаимодействието върви добре, получаваме добра подкрепа." Лекс е доволен и от оценката на жизнения цикъл, извършена от сервизния отдел, в рамките на която всички устройства са описани и са планирани мерки за удължаване на експлоатационния им живот.

АББ България ЕООД
бул."Витоша" 89Б, Сграда А, Етаж 17
1408 София, България
Милениум Център София
Телефон: +359 2 8075500;
Имейл: office@bg.abb.com
https://new.abb.com/bg

Ключови думи: ABB   ACQ580   честотни инвертори   задвижвания   обработка на отпадъчни води   енергетика