ทำความเข้าใจกับระบบจ่ายอากาศพร้อมใช้งาน

Overview_TEXT

ภาพรวม

โรงบำบัดน้ำเสียวาเลนตัน (Valenton) ในเมืองปารีสเป็นโรงบำบัดที่ใหญ่เป็นอันดับสองของประเทศฝรั่งเศส ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการปรับปรุงถังกระบวนการ 4 ถังทางกรุนด์ฟอสได้รับการร้องขอให้ทำการออกแบบและติดตั้งระบบจ่ายอากาศ  บทความนี้เป็นการอธิบายถึงความท้าทายที่เกิดขึ้นและได้รับการแก้ไขทั้งด้านการออกแบบและการติดตั้ง

ในเฟสการออกแบบนั้นการเอาใจใส่เป็นพิเศษจำเป็นต้องทำขึ้นมาสำหรับประเด็นต่างๆ เช่น ข้อมูลจำเพาะของการเพิ่มออกซิเจนที่อุณหภูมิน้ำต่างกัน อุณหภูมิอากาศอัด และการควบแน่นในระบบท่อ นอกจากนี้เกณฑ์ความสำเร็จสำหรับโครงการถูกสร้างขึ้นมาเพื่อหาประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจน (OTE) และดังนั้นสิ่งนี้จึงหมายถึงประสิทธิภาพพลังงาน ระบบที่ใช้เพื่ออธิบายรายละเอียดแสดงให้เห็นด้านล่าง

จากชุดประกอบสำเร็จจนถึงการติดตั้งพร้อมใช้งาน

ภายในระยะเวลาหนึ่งเดือนเท่านั้นสำหรับการดำเนินการแต่ละเฟสของโครงการปรับปรุงระบบ ความท้าทายที่เกิดขึ้นอยู่ที่ตัวกระจายอากาศแบบแผ่นกลม 13,000 ตัวและงานที่ที่ใช้ร่วมกันในระบบจ่ายอากาศ  ซึ่งสิ่งนี้สามารถทำให้เกิดขึ้นได้เนื่องจากทางกรุนด์ฟอสได้มีการประกอบสำเร็จในส่วนของระบบกระจายอากาศขึ้นมาเอง เพื่อส่งไปยังสถานที่ใช้งานจริงโดยบรรจุไว้ในลังและกล่องอย่างระมัดระวังตามรายละเอียดของอุปกรณ์ที่แสดงให้เห็น  สิ่งนี้จะช่วยเปลี่ยนการติดตั้งในสถานที่ใช้งานจริงที่มีความซับซ้อนและใช้เวลานานให้กลายเป็นขั้นตอนที่ง่ายในการประกอบแต่ละชิ้นส่วนเข้าด้วยกันคล้ายกับการประกอบชุดเครื่องมือ

ประสิทธิภาพการทำงานที่สูง

พารามิเตอร์กลางสำหรับการเปรียบเทียบระบบจ่ายอากาศคือ ประสิทธิภาพการจ่ายอากาศมาตรฐาน (SAE) ที่เป็นการระบุอัตราของออกซิเจนที่ถ่ายเทไปยังของเหลวต่อหน่วยกำลังไฟฟ้าอินพุต (kgO2/kWh) ซึ่งค่า SAE ขึ้นอยู่กับบทบาทร่วมกันระหว่างตัวระบบเองและเงื่อนไขที่อยู่ในและรอบอ่าง  สำหรับนักออกแบบแล้วมีพารามิเตอร์จำนวนมากที่สามารถปรับตั้งได้เพื่อให้มั่นใจถึงการจ่ายอากาศที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากโครงการวาเลนตันเป็นการปรับปรุงอ่างเดิมที่มีอยู่ซึ่งเป็นตัวกระจายอากาศและอ่างแบบแช่ใต้น้ำซึ่งได้จากจุดเริ่มต้น ตัวแปรหลักที่สามารถปรับตั้งได้เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธภาพการถ่ายเทออกซิเจนที่สูงคือ

- ขนาดฟองอากาศ

- อัตราการไหลของอุปกรณ์

- ความหนาแน่นของตัวกระจายอากาศ

ขนาดของฟองอากาศ

สิ่งสำคัญสำหรับการถ่ายเทออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพคือความเร็วของฟองอากาศและรอยต่อของของเหลวกับอากาศ  สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงเวลาและพื้นที่ว่างที่มีอยู่สำหรับออกซิเจนที่ถูกส่งผ่านจากฟองอากาศไปยังของเหลวรอบข้าง เนื่องจากการถ่ายเทออกซิเจนนั้นเป็นวัตถุประสงค์หลัก ดังนั้นระบบที่ได้ทำการปรับปรุงที่โครงการวาเลนตันจึงอิงจากการกระจายฟองอากาศที่ละเอียดเช่นเดียวกับระบบเก่า ขนาดของฟองอากาศมีผลกระทบอย่างมากต่อการถ่ายเทออกซิเจซึ่งเป็นที่ที่รอยต่อของอากาศ/ของเหลว (A/V) ของฟองอากาศนั้นมีอิทธิพลโดยตรงกับอัตราการถ่ายเทออกซิเจน อัตราส่วน A/V และดังนั้นอัตราการถ่ายเทสามารถที่จะเพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพโดยการลดขนาดฟองอากาศ นอกจากนี้ฟองอากาศที่ละเอียดก็จะลอยตัวช้าซึ่งเป็นการขยายเวลาที่พร้อมมากขึ้นสำหรับการถ่ายเทออกซิเจน

อากาศไหล

เพื่อให้มั่นใจว่ามีอากาศไหลทีเพียงพอซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการสร้างออกซิเจน อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของอากาศไหลเพื่อเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้มากขึ้นนั้นจะมีผลกระทบด้านลบต่อประสิทธิภาพ แรกสุดคืออากาศไหลที่เพิ่มขึ้นหมายถึงเครื่องเป่าที่ใหญ่ขึ้น (kWh) นอกจากนี้การสูญเสียระดับแรงดันน้ำโดยรวมก็จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงดันย้อนกลับจากเมมเบรนที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับอากาศไหลที่สูงขึ้น ซึ่งยังเป็นการเพิ่มขึ้นของการสิ้นเปลืองพลังงานของเครื่องเป่ามากขึ้น

ประการที่สองประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจนมาตรฐาน (SOTE) ลดลงเมื่ออากาศไหลต่อตัวกระจายอากาศเพิ่มขึ้น อัตรากาไรหลอากาศที่สูงต่อตัวกระจายอากาศยังเป็นการเพิ่มต้นทุนการทำงานโดยตรง การลดลงของค่า SOTE เกิดขึ้นได้เนื่องจากเหตุผลดังนี้

- การไหลเวียนของน้ำในถังจ่ายอากาศมีค่าเพิ่มขั้น ซึ่งเป็นการลดเวลาอยู่ในกระบวนการของฟองอากาศในของเหลว

- ฟองอากาศที่สร้างขึ้นมาโดยตัวกระจายอากาศจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นซึ่งจะเป็นการลดการถ่ายเทออกซิเจนให้น้อยลง

อีกครั้งหนึ่งหากเราต้องการจะได้ประสิทธิภาพการจ่ายอากาศที่สูง ทางกรุนด์ฟอสตั้งเป้าหมายสำหรับความหนาแน่นตัวกระจายอากาศที่สูง (ประมาณ 18%) ซึ่งจะทำให้ได้ค่าอากาศไหลต่อตัวกระจายอากาศต่ำลง จำนวนของตัวกระจายอากาศที่มากขึ้นเป็นการเพิ่มต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นแต่สามารถชดเชยได้อย่างรวดเร็วโดยต้นทุนการทำงานที่ลดลง การเพิ่มความหนาแน่นของตัวกระจายอากาศมากกว่า 20% จะมีผลกระทบด้านตรงข้ามกับประสิทธิภาพเนื่องจากฟองอากาศเริ่มต้นที่จะยุบตัวทำให้เกิดฟองอากาศขนาดใหญ่ขึ้นและยังเป็นการลดรอยต่อของอากาศ/ของเหลว

การทำความเข้าใจ

หากพูดกันทั่วไปแล้วพบว่าอุณหภูมิของอากาศอัดในระบบดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 10°C/mWC ของการสูญเสียระดับแรงดันน้ำ นี่คือปัจจัยของสิ่งที่เป็นความลึกการแช่ใต้น้ำ ระบบท่อและข้อต่อ และแรงดันย้อนกลับที่เมมเบรนของตัวกระจายอากาศโดยการแช่ใต้น้ำลึกกว่า 7.5 เมตรที่โครงการวาเลนตัน แรงดันที่สามารถเอาชนะการสูญเสียระดับแรงดันน้ำในระบบจ่ายอากาศสามารถที่จะผลักอุณหภูมิอากาศ (ที่คอมเพรสเซอร์) สูงสุดประมาณ 140°C ในฤดูร้อน  อุณหภูมิที่ค่อนข้างสูงหมายถึงระบบท่อในอ่างจำเป็นต้องเป็นท่อพีพีทนความร้อนสูงแทนที่จะเป็นท่อพีวีซีแบบเดิม ซึ่งท่อพีพีอาจจะทำให้ต้นทุนของระบบท่อเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับพีวีซี แต่มีความทนทานและประหยัดได้มากกว่าการใช้เหล็กสแตนเลส

การให้รายละเอียดเกี่ยวกับการควบแน่น

อากาศที่ร้อนในระบบจะทำให้เกิดการควบแน่นอย่างรวดเร็วในโครงข่ายระบบจ่ายอากาศใต้น้ำที่จุดที่อยู่ต่ำที่สุดซึ่งมีการสะสมตัวของน้ำในระบบจะเป็นการลดเส้นผ่านศูนย์กลางของน้ำ เพิ่มการสูญเสียระดับแรงดันน้ำ และต้นทุนการทำงาน

เพื่อบรรเทาระบบจ่ายอากาศไม่ให้มีการสะสมตัวของน้ำควบแน่น  ระบบน้ำควบแน่นถูกนำมาใช้งานร่วมกันที่จุดต่ำสุดในโครงข่ายจ่ายอากาศ เพื่อให้มั่นใจถึงการสูญเสียระดับแรงดันน้ำที่ต่ำกว่าผ่านระบบน้ำควบแน่นเมื่อเปรียบเทียบกับตัวกระจายอากาศ โดยฟังก์ชั่นการทำงานของตัวยกอากาศถูกสร้างขึ้นมาเพื่อเป็นการบังคับให้น้ำควบแน่นออกจากระบบโครงข่าย  จุดการปล่อยออกของระบบน้ำควบแน่นสามารถเป็นได้ทั้งเหนือระดับน้ำในระบบแมนวล (ก๊อกน้ำ) หรือที่ด้านล่างของอ่างสำหรับการทำงานด้วยระบบไล่น้ำควบแน่นแบบอัตโนมัติ  ขณะที่ระบบแมนวลนั้นใช้เวลาที่นาน  ซึ่งโครงการวาเลนตันต้องการทั้งสองระบบเพื่อรับประกันว่าน้ำควบแน่นจะถูกกำจัดออกไป





    Facebook Twitter LinkedIn Technorati

หัวข้อ :

Aeration

สถานที่ตั้ง :

Valenton wastewater treatment plant. Paris, France

บริษัท:

Degremont/SIIAP

figure 1

Figure 1: SOTE as function of Air flow rate per diffuser

graf2

Figure 2: SOTE as function of diffuser density

Related Products_TEXT
Contacts_TEXT

ติดต่อเรา

หากคุณต้องการโซลูชั่นที่คล้ายกันกรุณาติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

เบอร์โทรศัพท์

ศูนย์บริการลูกค้า (+66) 2725 8900 ; (+66) 2725 8999

แฟกซ์

(+66) 2725 8998

ที่อยู่

บริษัทกรุนด์ฟอส (ประเทศไทย) จำกัด
92 ถนนเฉลิมพระเกียรติ ร.9 แขวงดอกไม้
เขตประเวศ กรุงเทพฯ 10250

เว็บไซต์

http://www.grundfos.co.th

ติดต่อเรา

หากคุณต้องการโซลูชั่นที่คล้ายกันกรุณาติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

เบอร์โทรศัพท์

ศูนย์บริการลูกค้า (+66) 2725 8900 ; (+66) 2725 8999

แฟกซ์

(+66) 2725 8998

ที่อยู่

บริษัทกรุนด์ฟอส (ประเทศไทย) จำกัด
92 ถนนเฉลิมพระเกียรติ ร.9 แขวงดอกไม้
เขตประเวศ กรุงเทพฯ 10250

เว็บไซต์

http://www.grundfos.co.th