Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Case study: Pompy w aplikacji wydajnego oczyszczania ścieków w kalifornijskiej winiarni

-- środa, 28 czerwiec 2017

W jednej z winiarni w Północnej Kalifornii, produkującej wysokiej jakości wina eksportowane na światowe rynki, wdrożono aplikację efektywnego oczyszczania ścieków. Jakie wyzwania pojawiły się w czasie jej projektowania? Jakie rozwiązania zastosowano w ramach opracowanego systemu?

Każdy producent wina staje przed dylematem, co zrobić ze ściekami powstającymi w procesie produkcji tego trunku. Rozwiązania są różne, w zależności od lokalizacji i miejscowych przepisów. Pewna winiarnia w Kalifornii poradziła sobie z tą ważną kwestią, zachowując dużą świadomość ekologiczną. Realizowane w niej procesy oczyszczania i odprowadzania ścieków muszą bowiem sprostać wysokim standardom.

Opanować strumień i zachować wydajność

W związku z rozwojem rynku szerokiej gamy win szczepowych produkcja winiarni rosła. Konieczne stało się więc zaprojektowanie wydajnego systemu uzdatniania ścieków. Przed wyzwaniem opanowania ich strumienia i zachowania najwyższej wydajności produkcji stanął Jason Simpson, dyrektor zakładu w firmie EcoLabs.

Odpowiedzialna za ten projekt była część firmy Ecovation Inc., filia EcoLabs, zajmująca się rozwiązaniami dotyczącymi wody, energii i odpadów, a także specjalizująca się w systemach uzdatniania wody i ścieków, które zmniejszają koszty operacyjne i zwiększają efektywność energetyczną. We współpracy z inżynierami i ekspertami w dziedzinie hydrauliki zaprojektowano system, który zbiera maksymalną ilość ścieków z zakładu do studni czerpalnej, a następnie transportuje je do zbiornika wyrównawczego przez reaktor ścieków, aż do aerobowych osadników. Uzdatnione ścieki można wykorzystać do nawadniania winnicy, zamykając w pełni ekologiczny proces uzdatniania.

Na etapie doboru pomp do tego układu należało wziąć pod uwagę kilka czynników:

→ odporność na korozję – pompy przeznaczone do tego rodzaju zastosowań muszą być szczególnie odporne na korozję ze względu na kwasowość transportowanych cieczy;

→ odporność na erozję – aby zabezpieczyć się przed płynącymi gruboziarnistymi cząstkami stałymi (np. szypułkami czy pestkami), trzeba stosować wyłącznie pompy wykonane z twardego metalu;

→ ochrona przed zatykaniem – należało pamiętać, że osadzające się w urządzeniach ciała stałe mogą zablokować proces pompowania;

→ minimalna powierzchnia i pompy samo-ssące – zastosowanie tłoczni ścieków zajęłoby zbyt dużą powierzchnię i wymagało stabilnej siły ssącej. Tymczasem pompy głębinowe są pompami samossącymi, a zanurzone w płynie nie nagrzewają się nadmiernie;

→ niezawodność – pompy umieszczone na dnie głębokiej studzienki powodowałyby opóźnienia, gdyby zachodziła konieczność ich regularnego wyciągania w celu sprawdzenia i konserwacji;

→ przepustowość – należało zapewnić niezbędną przepustowość z uwzględnieniem rocznych wahań zmian objętości wina w zakładowych instalacjach. Jego dzienny przepływ w winiarni może się różnić nawet trzykrotnie (np. od 378 500 litrów poza sezonem do 1 135 600 litrów w szczycie sezonu). Tak jak w przypadku większości systemów, sprzęt musiał być dostosowany do największej możliwej wydajności.

Pompy zanurzeniowe w układzie potrójnym

Podjęto decyzję o instalacji trzech pomp głębinowych zamontowanych w układzie potrójnym. Potrójna stacja ssąca to unikatowe zestawienie trzech pomp działających równolegle. Wybór trzech pomp (zamiast jednej lub dwóch większych) sprzyjał zwiększeniu niezawodności systemu, a także zapewnił działanie przy zmiennych warunkach pracy. Potrójne sterowanie pozwala na pracę jednej, dwóch lub wszystkich trzech pomp, w zależności od zmieniającego się tempa zapełniania zbiornika. Aby zapewnić regularną pracę każdej maszyny i równomierne zużycie, kolejność działania pomp jest zmienna. Zamontowano również bardzo czuły system alarmowy, monitorujący pracę pomp.

W efekcie pompy do uzdatniania ścieków powstających po przeróbce winogron cechuje:

→ odporność na blokowanie – w pompach odbywa się rozdrabnianie za pomocą wirnika tnącego z końcówką z węglika wolframu, opartego na przyssawce. Przyssawka ma nieregularny otwór z otworkami tnącymi, które pomagają przechwytywać odpadki i wspomagają wirnik w procesie rozdrabniania;

→ odpowiednia objętość i wysokość ssania – nieblokujące się jednokanałowe wirniki o wysokiej przepustowości i wysokości ssania są idealne do pracy w studni czerpalnej;

→ odporność na ścieranie – wszystkie szybko zużywające się i mokre (będące w kontakcie ze ściekami z obróbki winogron) elementy, takie jak wirnik, płytka ścierająca, obudowa olejowa, obudowa pompy oraz wewnętrzna, górna część pompy, są wykonane z odlanej stali nierdzewnej 316;

→ niezawodność – silnik zatapialny jest chroniony za pomocą podwójnego uszczelnienia mechanicznego. Dolne uszczelnienia wykonano z węglika krzemu, a górne z węgla/ceramiki. Powyżej wirnika umieszczono dodatkową uszczelkę wargową, aby zapobiec dostawaniu się materiałów ściernych do komory uszczelnienia. Ochrona uzwojenia i izolacja silnika klasy F wg NEMA pozwala na wzrost temperatury silnika do 110°C, czyli więcej niż izolacje klasy A i B. Automatyczny wyłącznik zatrzymuje silnik pompy, jeśli nadmiernie wzrośnie temperatura lub pobór prądu.

System w swojej ostatecznej formie został zainstalowany w 2008 r. Zgodnie z projektem wszystkie ścieki spływają teraz do studni czerpalnej z trzema pompami głębinowymi: prowadzącą, drugą i zapasową. Pompy pozostają w pełni zanurzone nawet przy najniższym poziomie płynu, aby zapewnić maksymalne chłodzenie.

Ścieki przepływają ze studni czerpalnej do zbiornika wyrównawczego i reaktora, a następnie do osadnika aerobowego. Są tam przetrzymywane do czasu, gdy stają się potrzebne do nawadniania. W zależności od zawartości osadniki są osuszane i odszlamowywane, aby usunąć zbierający się osad.

Jak stwierdził Jason Simpson, system jest niezawodny, a w ciągu pierwszych pięciu lat wymieniono w nim tylko jedną uszczelkę, po sygnale wygenerowanym przez system ostrzegania. Zastosowane rozwiązania zapewniają nieprzerwaną produkcję i pozwalają cieszyć się wyśmienitym winem.

Autor: Jordan M. Schultz jest menedżerem treści w CFE Media.

Tekst pochodzi z nr 3/2017 magazynu "Inżynieria i Utrzymanie Ruchu". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Jak wybrać dobry sterownik?
Produkcja to układ naczyń połączonych. Można powiedzieć, że dział produkcyjny jest kłębkiem powiązanych ze sobą nici, na końcach których znajdują się wpływające na siebie nieustannie zdarzenia,... więcej »
TOOLEX 2017 – jubileuszowy sukces
10. edycja Międzynarodowych Targów  Obrabiarek, Narzędzi i Technologii Obróbki TOOLEX, jak przystało na jubilata, wypadła okazale. Doceniane przez specjalistów i wysoko oceniane pod względem... więcej »
Czyszczenie układów olejowych
Prawidłowo wykonane czyszczenie powinno usunąć wszystkie zanieczyszczenia, które występują na powierzchniach układu. Dotyczy to kurzu, produktów starzenia – żywic i asfaltów, a także innych... więcej »
Smarowanie mgłą olejową w urządzeniach pneumatycznych
Trwałość narzędzi pneumatycznych, siłowników, zaworów, silników i innego sprzętu napędzanego sprężonym powietrzem może zostać wydłużona dzięki smarowaniu mgłą olejową. Czynniki środowiskowe,... więcej »
Jak zamocować i ustawić czujnik?
Niemal każda linia produkcyjna jest wyposażona w system czujników podłączonych do układu sterowania. Dzięki czujnikom mamy możliwość kierowania poszczególnymi urządzeniami, kontrolując przebieg... więcej »
Wywiad: Transfer wiedzy do przemysłu
„Rozwój technologii pomp ciepła w oparciu o transfer wiedzy do przemysłu” - wywiad z dr inż. Markiem Miarą (Fraunhofer ISE) VI Kongres PORT PC „Pompy ciepła i smart grid – system ciepłowniczy... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

ELGOR 2017
2017-10-18 - 2017-10-20
Miejsce: Kudowa Zdrój
Virtual EXPO - Wirtualne Targi Pracy
2017-10-24 - 2017-10-26
Miejsce: Online
Targi RENEXPO® Poland
2017-10-25 - 2017-10-27
Miejsce: Warszawa
Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS
2017-11-14 - 2017-11-16
Miejsce: Lublin

Katalog

UE Systems Europe
UE Systems Europe
ul. Kordeckiego 30B
60-144 Poznań
tel. +48 510 518 832

zobacz wszystkie




SONDA

Czy inwestycje na rzecz energooszczędności się opłacają?

Oddanych głosów: 16

50% 50 %
tak 8 głos(ów)

31.3% 31.3 %
nie 5 głos(ów)

18.8% 18.8 %
nie potrafię wyliczyć 3 głos(ów)


Wydania specjalne

O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce