Hệ thống sục khí? 90% nhà máy lãng phí năng lượng—chúng tôi cắt giảm 40% chi phí

Tôi nghe đi nghe lại lời phàn nàn tương tự từ các nhà quản lý nhà máy: chi phí sục khí ngày càng tăng, tuy nhiên quy trình này vẫn cần lượng oxy ổn định, chất lượng nước ổn định và đầu ra đáng tin cậy. Áp lực đó già đi nhanh chóng. Khi quá trình sục khí diễn ra ở tốc độ cố định cả ngày, cây trồng thường phải trả thêm lượng không khí mà hệ thống không cần. Tôi đã thấy chất thải xuất hiện trong máy thổi, tổn thất đường ống, bộ khuếch tán bẩn, logic điều khiển yếu và rò rỉ không khí đơn giản mà không ai kiểm tra trong nhiều tháng. Ở một số nhà máy, năng lượng lãng phí đủ lớn để thiết lập thông minh hơn có thể cắt giảm mức sử dụng năng lượng sục khí ở mức lớn và tôi đã thấy những trường hợp mức giảm tới gần 40% sau khi hệ thống được làm sạch và kiểm soát tốt hơn. Đây là cách tôi nhìn vào nó. Tôi bắt đầu với nhu cầu không khí chứ không phải thiết bị. Rất nhiều đội mua máy thổi lớn hơn khi vấn đề thực sự là khả năng kiểm soát kém. Tôi hỏi một câu hỏi đơn giản: quá trình này cần bao nhiêu oxy khi tải cao điểm và cần bao nhiêu oxy khi tải bình thường? Hai con số đó thường cách nhau rất xa. Nếu hệ thống tiếp tục đẩy cùng một luồng không khí qua mỗi ca làm việc, nhà máy sẽ đốt thêm năng lượng mà không có lý do chính đáng. Tôi kiểm tra rò rỉ tiếp theo. Một rò rỉ nhỏ có vẻ vô hại. Một nhóm rò rỉ nhỏ có thể lãng phí một lượng không khí đáng kinh ngạc. Tôi đã từng làm việc với một nhà máy thực phẩm cỡ trung bình, nơi tiếng rít yếu ở một số khớp đã trở thành một phần của tiếng ồn xung quanh. Nhóm nghiên cứu đã ngừng nghe thấy nó. Sau khi kiểm tra rò rỉ, một số phụ kiện đã được sửa và máy thổi không còn phải chống chọi với tình trạng mất mát liên tục nữa. Dự luật được chuyển xuống mà không thay đổi quy trình. Tôi chú ý đến tình trạng khuếch tán. Bộ khuếch tán bẩn hoặc bị tắc buộc máy thổi phải làm việc nhiều hơn. Hệ thống vẫn chạy, nhưng nó chạy với nhiều áp suất hơn và khả năng truyền không khí ít hữu ích hơn. Một bộ khuếch tán sạch có thể làm được nhiều việc hơn mà ít bị căng thẳng hơn. Đây là một trong những cách khắc phục đơn giản nhất nhưng nhiều nhà máy lại để quá lâu vì thiết bị bị giấu dưới bề mặt bể. Tôi nghĩ đó là nơi chi phí lặng lẽ tăng lên. Tôi cũng xem xét cách điều khiển quạt gió. Máy thổi tốc độ cố định có thể không phù hợp với tải thay đổi. Nếu nhà máy sử dụng bộ truyền động tần số thay đổi, cảm biến oxy hoặc vòng điều khiển phản ứng với nhu cầu của quy trình thì luồng không khí có thể theo dõi nhu cầu chặt chẽ hơn. Điều đó quan trọng. Tôi đã thấy các nhà máy chuyển từ mô hình “luôn bật” thẳng thừng sang thiết lập kiểm soát chặt chẽ hơn nhiều và việc sử dụng năng lượng đã giảm do hệ thống ngừng cấp khí quá mức. Danh sách kiểm tra thực tế giúp: - đo luồng không khí hiện tại và mức tiêu thụ điện - tìm chỗ rò rỉ trong đường ống, van và vòng đệm - làm sạch hoặc thay thế bộ khuếch tán bị tắc - điều chỉnh công suất máy thổi phù hợp với nhu cầu xử lý - xem chỉ số oxy hòa tan và điều chỉnh cài đặt điều khiển - xem lại dữ liệu mỗi tuần, không chỉ mỗi năm một lần. Tôi thích danh sách này vì nó giúp công việc trở nên đơn giản. Không có ngôn ngữ ưa thích. Không có phỏng đoán. Một nhà máy giấy nhỏ mà tôi xem xét cũng gặp vấn đề tương tự. Nhóm nghiên cứu cho rằng vấn đề nằm ở máy thổi, nhưng vấn đề thực sự là sự kết hợp giữa khả năng kiểm soát kém và thói quen bảo trì cũ. Họ làm sạch bộ khuếch tán, sửa các điểm thất thoát khí và đặt lại phạm vi điều khiển. Quá trình vẫn ổn định và đường cong sức mạnh trông đẹp hơn nhiều sau đó. Nhà máy không cần phải xây dựng lại toàn bộ. Nó cần những thói quen tốt hơn và cái nhìn sâu sắc hơn về chất thải. Tôi cũng khuyên các đội đừng theo đuổi một sửa chữa lớn và bỏ qua những sửa chữa còn lại. Tiết kiệm sục khí thường đến từ một số lợi ích nhỏ gộp lại với nhau. Một thay đổi cắt giảm tải. Một cắt giảm áp lực. Một phần ba giữ cho hệ thống không bị lãng phí. Đó là lý do tại sao tôi coi việc sục khí như một công việc kiểm soát hàng ngày chứ không chỉ là một dòng tiện ích trên báo cáo. Khi hệ thống nhận được lượng không khí phù hợp vào đúng thời điểm, nhà máy sẽ bảo vệ chất lượng quy trình và kiểm soát tốt hơn việc sử dụng năng lượng.

Tôi nói chuyện với các nhóm nhà máy hàng tuần và tôi nghe đi nghe lại cùng một vấn đề. Sục khí tiếp tục chạy, quạt gió tiếp tục hoạt động và điện năng sử dụng không ngừng tăng lên. Rất nhiều cây trồng không lãng phí năng lượng vì không quan tâm. Họ lãng phí năng lượng vì hệ thống được thiết lập để đẩy không khí mạnh hơn nhu cầu của quy trình. Kết quả rất đơn giản: bể chứa có không khí, nhưng nhà máy phải trả thêm năng lượng mà mang lại rất ít giá trị. Tôi đã thấy điều này ở các khu xử lý nước thải, nhà máy thực phẩm và các cơ sở khác phụ thuộc vào nguồn cung cấp không khí. Mô hình thường giống nhau. Người vận hành giữ cho hệ thống an toàn bằng cách chạy nó ở mức cố định. Tải trọng thay đổi trong ngày nhưng luồng không khí vẫn giữ nguyên. Khoảng trống đó là nơi chất thải bắt đầu. Điều tôi thích ở thiết lập sục khí tốt hơn là nó hoạt động theo quy trình thay vì chống lại nó. Tôi tập trung vào ba điều: - Điều chỉnh luồng không khí theo nhu cầu - Giữ áp suất ổn định - Cắt bớt công việc bổ sung mà máy thổi thực hiện khi bể không cần đến Khi nhà máy có thể kiểm soát không khí chặt chẽ hơn, hệ thống sẽ ngừng hoạt động mù mịt. Nhóm có thể thấy điều gì đang xảy ra, đưa ra quyết định rõ ràng hơn và tránh thói quen bổ sung thêm không khí chỉ để cảm thấy an toàn. Tôi nhớ có một nơi mà người vận hành nói với tôi rằng họ phải tiếp tục điều chỉnh quạt gió bằng tay. Chiếc xe tăng trông vẫn ổn trong hầu hết thời gian trong ngày, nhưng lượng điện tiêu thụ vẫn ở mức cao. Họ không cố gắng lãng phí năng lượng. Họ đang cố gắng tránh rắc rối trong quá trình. Sau khi chúng tôi xem xét mô hình tải và kiểm tra thiết lập điều khiển, nhóm nhận thấy rằng mục tiêu luồng khí cao hơn mức cần thiết cho một phần của ca làm việc. Khi họ thay đổi phương pháp điều khiển, hệ thống sẽ dễ quản lý hơn. Người vận hành tốn ít thời gian hơn để thực hiện các sửa chữa nhỏ và máy thổi không còn phải làm việc vất vả để thực hiện công việc tương tự. Đó là lý do tại sao tôi chú ý đến việc sục khí trước tiên khi xem xét việc sử dụng năng lượng của nhà máy. Nếu đường sục khí của bạn không được điều chỉnh tốt, phần còn lại của hệ thống thường phải chịu chi phí. Bạn có thể thấy: - Sử dụng công suất cao mà không có lý do rõ ràng - Luồng khí không thay đổi theo nhu cầu - Người vận hành thường xuyên thay đổi thủ công - Hiệu suất không đồng đều giữa các ca làm việc khác nhau - Độ mòn thêm trên máy thổi và các bộ phận liên quan Tôi thường bắt đầu bằng một đánh giá đơn giản. Tôi kiểm tra mô hình tải hiện tại. Tôi xem xét khi nào quy trình cần nhiều không khí hơn và khi nào cần ít không khí hơn. Tôi xem lại phương pháp kiểm soát. Tôi so sánh luồng không khí mục tiêu với nhu cầu thực tế của quy trình. Tôi tìm kiếm sự mất áp suất, độ lệch cảm biến và bất kỳ cài đặt nào khiến quạt gió hoạt động mạnh hơn bình thường. Loại đánh giá này không cần phỏng đoán. Nó cần dữ liệu rõ ràng, quan sát cẩn thận và cái nhìn rõ ràng về nhịp sống hàng ngày của cây. Tôi cũng nghĩ về những người đang vận hành hệ thống. Thiết lập hệ thống sục khí tốt sẽ giúp công việc của người vận hành trở nên dễ dàng hơn. Không nên buộc họ phải theo dõi từng thay đổi nhỏ và liên tục khắc phục cùng một vấn đề. Khi hệ thống ổn định, nhóm có thể dành nhiều thời gian hơn cho việc chăm sóc quy trình và ít thời gian hơn cho việc kiểm soát thiệt hại. Đối với người quản lý nhà máy, điều đó quan trọng. Quyền lực chỉ là một phần của bức tranh. Hệ thống sục khí mượt mà hơn cũng có thể hỗ trợ vận hành dễ dàng hơn, giảm căng thẳng cho thiết bị và tạo thói quen làm việc sạch sẽ hơn cho nhóm tại chỗ. Quan điểm của tôi rất đơn giản: nếu một nhà máy sử dụng nhiều năng lượng để sục khí thì đó là nơi cần kiểm tra trước tiên. Cách khắc phục không phải lúc nào cũng là bổ sung thêm thiết bị. Nhiều khi, mục đích là làm cho hệ thống hiện tại hoạt động theo cách thông minh hơn. Nếu bạn muốn, tôi có thể giúp xem lại cách thiết lập hệ thống sục khí của bạn và chỉ ra nơi chất thải có thể bắt đầu.

Tôi gặp đi gặp lại cùng một vấn đề: hệ thống sục khí hoạt động khó hơn mức cần thiết, hóa đơn tiền điện liên tục tăng và nhân viên dành quá nhiều thời gian để khắc phục những sự cố đáng lẽ không thể tái diễn. Tôi đã làm việc với những nhóm muốn kiểm soát lượng oxy tốt hơn, sản lượng ổn định hơn và ít chất thải hơn. Họ không muốn một cơn đau đầu lớn hơn. Họ muốn một hệ thống có thể phù hợp với công việc, sử dụng ít năng lượng hơn và dễ quản lý. Đó là lý do tại sao việc sục khí thông minh hơn lại quan trọng. Khi sục khí được đặt quá cao, hệ thống sẽ đẩy nhiều không khí hơn nhu cầu của quy trình. Khi đặt quá thấp, lượng oxy sẽ giảm và hiệu suất sẽ bị ảnh hưởng. Tôi đã chứng kiến ​​cả hai bên gây rắc rối. Một nhà máy mà tôi đã xem xét đang chạy máy thổi ở một chế độ cố định cả ngày, ngay cả khi nhu cầu thay đổi theo ca. Sau khi điều chỉnh khả năng điều khiển và điều chỉnh luồng không khí phù hợp với nhu cầu thực tế, họ đã cắt giảm lãng phí và mang lại cho người vận hành một thói quen hàng ngày dễ dàng hơn nhiều. Tôi nhìn vào việc sục khí theo cách đơn giản: - Điều chỉnh lượng không khí cung cấp cho phù hợp với tải thực - Giữ lượng oxy hòa tan trong phạm vi phù hợp - Giảm tổn thất áp suất trong hệ thống - Sử dụng các bộ phận dễ kiểm tra và làm sạch - Chú ý tình trạng hao mòn trước khi các vấn đề nhỏ trở thành việc sửa chữa tốn kém. Đây không phải là việc tăng thêm độ phức tạp. Đó là về việc loại bỏ chất thải. Thiết lập sục khí tốt sẽ giúp tôi thực hiện ba việc cùng một lúc: - Giữ quy trình ổn định - Sử dụng điện năng thấp hơn - Giảm áp lực bảo trì Tôi thường nói với khách hàng rằng hệ thống tốt nhất không phải là hệ thống có vẻ tiên tiến nhất. Đó là cách tiết kiệm công sức mỗi ngày. Ví dụ, một nhà máy xử lý nước thải cỡ trung bình có nhu cầu không đồng đều thường thua lỗ do sục khí quá mức liên tục. Người vận hành có thể cảm thấy an toàn hơn khi bổ sung thêm không khí, nhưng thói quen đó có thể đẩy mức sử dụng năng lượng tăng nhanh. Sau khi nhóm sử dụng logic điều khiển tốt hơn và kiểm tra tình trạng bộ khuếch tán thường xuyên hơn, hệ thống sẽ bắt đầu hoạt động với quy trình thay vì đấu tranh với nó. Tôi cũng rất chú ý đến những chi tiết mà mọi người bỏ qua: - Bộ khuếch tán bẩn - Rò rỉ không khí - Kích thước quạt gió kém - Vị trí cảm biến yếu - Độ phủ bình chứa không đều Mỗi cái đều có thể kéo hiệu suất xuống. Mỗi người có thể tăng chi phí mà không có bất kỳ cảnh báo rõ ràng nào. Đó là lý do tại sao tôi thích thiết lập được xây dựng dựa trên khả năng kiểm soát, cân bằng và bảo trì đơn giản. Khi hệ thống đáp ứng nhu cầu thực tế, nguồn cung cấp không khí sẽ gần hơn với những gì quy trình cần. Điều đó có nghĩa là ít lãng phí điện năng hơn và ít căng thẳng hơn cho thiết bị. Ở nhiều cơ sở, sự thay đổi đó có thể giúp tiết kiệm tới 40%, tùy thuộc vào điểm xuất phát và tình trạng hệ thống. Tôi đã thấy các nhóm nhà máy phản ứng tốt khi sự thay đổi mang tính thiết thực. Họ không muốn có một quá trình học tập dài. Họ muốn các bước rõ ràng: - Kiểm tra luồng không khí hiện tại và mức tiêu thụ điện - Xem xét nhu cầu oxy trong ngày - Kiểm tra tình trạng bộ khuếch tán - Xem lại kích thước quạt gió và phương pháp điều khiển - Điều chỉnh hệ thống để phù hợp với mục đích sử dụng thực tế Cách tiếp cận đó giúp mọi người kiểm soát nhiều hơn và ít phải phỏng đoán hơn. Quan điểm của tôi rất đơn giản: nếu hệ thống sục khí hoạt động nhiều hơn mức cần thiết thì chi phí sẽ xuất hiện ở đâu đó. Nó có thể xuất hiện trong hóa đơn năng lượng, các bộ phận bị hao mòn hoặc lao động thêm. Thiết lập thông minh hơn giúp tôi dừng chu kỳ đó. Nếu tôi muốn giảm chi phí mà không gặp thêm rắc rối, tôi tập trung vào hệ thống chỉ chạy khi cần thiết, luôn dễ giám sát và hỗ trợ quy trình mà không lãng phí. Đó là nơi giá trị thực sự tồn tại. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến nội dung của bài viết này, vui lòng liên hệ với lanling: mr.yin@bluecollarwater Treatment.com/WhatsApp 13813026198.

Tchobanoglous, G., Stensel, HD, Tsuchihashi, R., và Burton, FL 2014 Xử lý kỹ thuật nước thải và phục hồi tài nguyên Spellman, FR 2017 Sổ tay vận hành nhà máy xử lý nước và nước thải Rosso, D. và Stenstrom, MK 2006 Sục khí hiệu quả năng lượng trong xử lý nước thải sinh học Liên đoàn môi trường nước 2010 Bảo tồn năng lượng trong các cơ sở xử lý nước và nước thải Olsson, G. 2012 Thiết bị đo đạc, kiểm soát và Tự động hóa trong xử lý nước và nước thải Parker, DS, Ham, LJ và Boumansour, H. 2005 Các phương pháp thực tế để giảm tiêu thụ năng lượng sục khí