고밀도 슬러지
다운타임 감소 및 유지보수 비용 절감
베올리아 워터 북미가 고밀도 하수 슬러지 펌핑을 최적화한 방법
가스 함량, 긴 흡입 라인, 압력 조건의 변화로 인해 운영에 지장을 줄 때 도시 하수 처리장에서 고밀도 슬러지의 안정적인 24시간 펌핑을 보장하려면 어떻게 해야 할까요? 그리고 동시에 유지보수 비용을 어떻게 줄일 수 있을까요? 이것이 바로 미국 윌밍턴의 주요 하수 처리장 운영사인 베올리아 워터 노스아메리카가 직면한 과제였습니다.
복잡한 매체를 처리하는 글로벌 전문업체인 NETZSCH 펌프 및 시스템이 솔루션을 제공했습니다. 고밀도 슬러지를 펌핑할 때 유지보수 비용과 가동 중단 시간을 크게 줄이는 방법을 알아보려면 계속 읽어보세요.
개별 컨설팅
고밀도 하수 슬러지 펌핑의 과제
건조 물질이 3~4%인 고밀도 슬러지는 사용되는 펌프에 대한 요구가 높습니다. 윌밍턴 공장에서는 공정 관련 경계 조건이 명확하게 정의되어 있었습니다. 고형분 함량은 3~4%, 점도는 약 1,000cps, 이송 압력은 최대 3bar, 중간 온도는 약 20°C입니다. 동시에 연중무휴 24시간 연속 작동이 필요했습니다. 또한 재순환 시스템의 긴 흡입 라인과 소화 탱크의 가스 함량으로 인해 안정적인 작동이 어려웠습니다. 이로 인해 정기적으로 사용되는 원심 펌프에 가스가 유입되어 흡입 용량이 손실되는 문제가 발생했습니다. 장치를 재가동하려면 도체를 물로 역세척해야 했습니다. 이는 민감한 공정에서 바람직하지 않은 개입으로, 운영상의 노력과 시스템에 대한 추가적인 부담을 수반했습니다. 사용된 기술의 설계 한계는 소화조로의 이송 라인에서도 분명하게 드러났습니다. 높은 기계적 부하와 열악한 조인트 형상 및 설계상의 약점이 결합되어 사용 중인 캐비티 펌프의 고장이 반복적으로 발생했습니다. 이로 인해 예기치 않은 가동 중단 시간이 발생하고 유지보수 비용이 증가했으며 공정 안정성이 제한되었습니다.
슬러지 펌핑: 높은 마모와 불안정한 공정
이 처리장은 1985년부터 베올리아 워터 북미에서 운영해 왔습니다. 장기 운영 계약의 일환으로 이 회사는 모든 폐수 및 슬러지 처리를 책임지고 있습니다. 기술 전환 전에는 두 애플리케이션에 서로 다른 펌프 기술이 사용되었습니다: 고밀도 슬러지 이송을 위한 진행성 캐비티 펌프와 소화조 재순환을 위한 원심 펌프가 그것입니다. 두 펌프 모두 상당한 작동상의 약점을 보였습니다. 고밀도 슬러지 이송 영역에서는 짧은 커플링 로드와 함께 설계로 인한 높은 각도 편차로 인해 조인트의 마모가 증가했습니다. 이로 인해 드라이브 구성품의 고장이 빈번하게 발생했습니다. 서비스 수명이 1년 미만인 경우도 있었고 3개월에 불과한 경우도 있었습니다. 이 두 애플리케이션의 연간 유지보수 예산은 약 25만 달러에 달했습니다. 소화조의 재순환에 사용되는 원심 펌프에서는 가스 결합이 정기적으로 발생했습니다. 펌프는 흡입력을 잃고 시간이 많이 걸리는 환기 및 도체 역세척을 통해 서비스를 다시 시작해야 했습니다. 이러한 추가 개입은 공정에 부담을 줄 뿐만 아니라 인적 자원도 묶어두었습니다.
고밀도 하수 슬러지의 안정적인 펌핑
베올리아는 로터리 로브 펌프( TORNADO® T.Envi ® )를 통해 NETZSCH에서 두 가지 문제에 대한 해결책을 찾았습니다. 목표는 고밀도 슬러지 이송의 기계적 스트레스와 소화조 재순환 시스템의 가스가 가득한 조건을 영구적으로 견딜 수 있는 기술적으로 견고한 솔루션을 구현하는 것이었습니다. 는 TORNADO® T.Envi는 양변위 원리로 작동하며 자체 프라이밍 및 건식 작동이 안전합니다. 맥동이 적고 가역적이며 유체의 가스 함량에 민감하지 않습니다. 이러한 특성은 두 프로세스를 안정화시키는 데 결정적인 역할을 했습니다. 또 다른 장점은 혁신적인 FSIP®(풀 서비스 인 플레이스) 설계입니다. 모든 마모 부품에 대한 전면 접근이 가능하므로 파이프라인에서 직접 유지보수 작업을 수행할 수 있습니다. 이로 인해 가동 중단 시간이 크게 감소했습니다. 또한 자가 프라이밍 양변위 원리는 재순환 과정에서 가스가 갇히는 것을 방지합니다. TORNADO® 로터리 로브 펌프 을 설치한 이후에는 환기 조치나 역세척이 필요하지 않습니다. 긴 흡입 라인과 변화하는 압력 조건에서도 공정이 안정적으로 실행됩니다. 또한 컴팩트한 디자인도 장점으로 작용했습니다. 기존 캐비티 펌프에 비해 설치 공간이 작아 공간 제약이 있는 기존 시스템에 통합할 수 있었고, 고형물 함량이 높더라도 마모도 감소했습니다. 2년 동안 지속적으로 작동하여 두꺼워진 슬러지를 펌핑한 후에도 피스톤 교체가 필요하지 않았습니다.
전환 이후 펌프는 두꺼운 슬러지 이송을 위해 연중무휴 24시간 연속으로 가동되고 있습니다. 또한 소화조 재순환 시스템의 가스 결합 문제도 완전히 해결되었습니다. 거의 6개월 동안 예정에 없던 가동 중지 시간이 없었습니다. 펌프의 육안 검사는 약 15분 정도 소요되며 분해하지 않고도 수행할 수 있습니다. 전반적으로 서비스 수명 연장, 서비스 비용 절감 및 안정적인 공정 제어로 인해 이전에 높았던 유지보수 예산이 지속적으로 절감되었습니다.
슬러지 처리에서 마모, 가스 결합 또는 불안정한 이송으로 어려움을 겪고 있다면 NETZSCH의 전문가에게 문의하십시오. 고객의 어플리케이션에 맞는 안정적이고 경제적인 솔루션을 설계할 수 있도록 지원해 드리겠습니다.
TORNADO® T.Envi® 로터리 로브 펌프
- 중간: 매체: 고밀도 슬러지
- 용량: 11~70m³/h
- 압력: 1~3bar
- 속도: 150 ~ 450 rpm
- 온도: 20°C
- 점도: 약 1.000 cps
- 기타: 3~4%의 고체 함량
