ที่โรงงานบำบัดน้ำเสียในเมืองโบโคลท์ ประเทศเยอรมนี เสริมประสิทธิภาพด้านการใช้พลังงานและการลดปัญหาโลกร้อนเป็นเป้าหมายที่สำคัญ นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมถึงเลือกใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE5 synchronous reluctance (SynRM) คู่กับเอบีบี VSD แบบ ultra-low harmonic ACS880-31 มาใช้ในส่วนงานกรองตะกอนที่ 2
เราออกแบบให้ทั้งโรงงานของเราประหยัดพลังงาน
โรงบำบัดน้ำเสียโบโคลต์ จัดการกับน้ำเสียจากท่อน้ำทิ้งทั้งหมดที่มาจากเมืองโบโคลต์ รวมถึงน้ำฝนที่ไหลมาจากทั้งบนถนนและบ้านเรือนที่อยู่อาศัย โดยใช้ทั้งกระบวนการทางกล เคมี และชีวภาพร่วมกันในการบำบัดน้ำเสีย เพื่อเปลี่ยนเป็นน้ำที่สะอาดที่ไหลกลับคืนสู่แม่น้ำต่อไป
อันที่จริง โรงงานเราใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าที่ผลิตขึ้นมาได้เอง และไฟฟ้าที่เหลือจะป้อนกลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้าของเมือง
โรงบำบัดน้ำเสียในปัจจุบันมักออกแบบมาให้มีประสิทธิภาพในการทำงานมากขึ้น โดยสามารถพึ่งพาตัวเองได้และประหยัดพลังงาน และพวกเขายังคงลงทุนพัฒนาเพิ่มขึ้นเพื่อช่วยเสริมประสิทธิภาพเสมอ โรงงานแห่งนี้สามารถบำบัดได้มากถึง 108,000 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน วิธีการคือทำให้กากตะกอนเกาะตัวรวมกันด้วยการใช้เครื่องหมุนเหวี่ยง จากนั้นจะสูบเข้าไปย่อยในเครื่องย่อยสลายสองเครื่อง ส่วนก๊าซเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการย่อยสลายจะนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า และนำมาใช้หมุนเวียนในโรงงานนี้ โรงงานเองยังสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากชีวมวล เซลล์แสงอาทิตย์ และพลังงานลมได้ประมาณ 6.3 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ซึ่งที่จริงกระบวนการบำบัดน้ำเสียใช้ไฟฟ้าแค่เพียง 3.3 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งนั่นแปลว่าโรงงานสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่ใช้จริง ทำให้สามารถป้อนกระแสไฟฟ้ากลับสู่โครงข่ายไฟฟ้าภายในเมืองได้
น้ำที่สะอาด ต้องมาจากกระบวนการสะอาด
Andreas Wehren และ Christian Schaffldt กล่าวว่า มอเตอร์ SynRM ประสิทธิภาพสูงระดับ IE5 จาก ABB ช่วยทำให้บำบัดน้ำเสียได้มากถ 108,000 ลูกบาศก์เมตรทุกวัน แต่ใช้พลังงานให้เปิดประสิทธิภาพสูงสุดแถมเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
เราเน้นลงทุนในเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพ
Andreas Wehren ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการมองว่าการบรรเทาปัญหาการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศและการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาโรงงานโบโคลต์ ซึ่งเป็นที่ที่เขาทำงานอยู่มาเป็นเวลาสิบปีแล้ว เขากล่าวเพิ่มว่า “เพราะปัญหาการเปลี่ยนแปลงทางสภาพภูมิอากาศ เราจึงต้องการที่จะใช้พลังงานให้เกิดประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สมัยที่รับตำแหน่งผู้จัดการโรงบำบัดน้ำเสียใหม่ๆ โรงงานใช้ไฟฟ้าเกือบห้าล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ตอนนี้เราใช้พลังงานเฉลี่ยเหลือแค่ประมาณสามล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง เพราะการที่เราลงทุนไปมากกับพัฒนาเทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงาน"
เราทุ่มทุนอย่างมากให้กับการพัฒนาเทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงาน
ในปี 2020 โรงงานมีแผนปรับปรุงพัฒนา 2 ส่วนสำคัญของโรงงานคือ ระบบการกรองตะกอนและในสถานีสูบกากตะกอนส่วนที่ 2 โดยผู้ดูแลการปฏิบัติงานตัดสินใจเลือกใช้โซลูชั่น ABB ซึ่งประกอบไปด้วยมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE5 แบบ SynRM และ VSD แบบ ultra-low harmonic ACS880-31
ด้วยสองสิ่งนี้ทำให้ได้ประสิทธิภาพระดับ Ultra-premium แม้ว่าจุดทำงานจะไม่เต็มพิกัดก็ตาม (partial load)
โรงบำบัดน้ำเสียโบโคลต์จะติดตั้งมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE5 แบบ SynRM พร้อม VSD แบบ ultra-low harmonic จำนวน 7 ชุด ซึ่งจะนำประสิทธิภาพระดับเหนือชั้นแบบใหม่มาสู่การทำงาน ด้วยรูปแบบและวิธีการทำงาน ที่โรเตอร์ของมอเตอร์ SynRM ไม่จำเป็นต้องมีขดลวดหรือแม่เหล็ก และจะไม่มีกระแสเหนี่ยวนำในโรเตอร์ จึงทำให้ไม่เกิดการสูญเสียโรเตอร์
Andreas Wehren ชื่นชมประสิทธิภาพภาพระดับ Ultra-premium และการทำงาน partial load ของมอเตอร์ SynRM จาก ABB “การทำงาน partial load มีความสำคัญ เนื่องจากเราจะมีกระบวนการควบคุมหลายขั้นตอนภายในโรงบำบัดน้ำเสีย เช่น การปรับระบบไฮดรอลิกส์หรือการควบคุมปริมาณอากาศ เนื่องจากบางช่วงก็อาจจะลดกำลังการทำงาน เราจึงต้องขับเคลื่อนตัวเครื่องในภาวะโหลดพลังงานบางส่วนมากกว่าโหลดเต็มพิกัด ก่อนนี้เราใช้วิธีควบคุมกระบวนการด้วยการทำงานแบบไม่ต่อเนื่อง แต่วันนี้ เราใช้ VSD จากเอบีบีปรับความเร็วรอบมอเตอร์ให้เหมาะสมเพื่อให้ทำการทำงานเป็นแบบ partial load นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมตอนนี้เราถึงมีตัวขับอย่างน้อย 50 ตัวทำงานอยู่ทั่วโรงงาน"
แพ็กเกจมอเตอร์ SynRM พร้อม VSD สี่ชุดสำหรับสถานีสูบกากตะกอน 2
โซลูชั่น ABB ใหม่สี่ชุดได้นำมาใช้งานแล้วในสถานีแยกกากและตะกอนที่ 2 ตั้งแต่เดือนตุลาคม 2020 ที่ผ่านมา Andreas Wehren อธิบายว่า “สถานีสูบกากตะกอนที่2 เป็นหนึ่งในสถานีสูบน้ำที่สำคัญที่สุด เนื่องจากกากตะกอนรวมตัวกันจากน้ำเสียซึ่งผ่านการบำบัดแล้วในบ่อพักน้ำสำรอง จะต้องถูกเปลี่ยนกลับไปเป็นน้ำดิบที่เข้ามาหมุนเวียนกันอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้วงจรของน้ำเป็นในรูปแบบระบบปิดอยู่เสมอ”
ก่อนหน้านี้ สถานีสูบกากตะกอนที่2 เคยใช้เครื่องสูบน้ำหกเครื่อง หลังจากนั้นทางโรงงานได้ปรับปรุงทั้งประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้าได้ด้วยการเลือกมอเตอร์ SynRM และแก้ไขรูปทรงของใบพัดในปั๊มให้ดียิ่งขึ้นกว่าเดิม นั่นหมายความว่า จนเหลือเพียงแค่การใช้ปั๊มสี่ตัวและมอเตอร์ SynRM ประสิทธิภาพสูง IE5 อีกสี่ตัวเท่านั้น
การใช้มอเตอร์ SynRM และการปรับปรุงรูปทรงของใบพัดในปั๊มช่วยยกระดับประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้า
ยิ่งไปกว่านั้น ปั๊มใหม่ยังใช้แรงขับน้อยลงและมอเตอร์สามารถความคุมความเร็วรอบได้ การไหลย้อนกลับของกากตะกอนจึงสามารถถูกปรับให้เข้ากับโหลดพลังงานแบบไฮดรอลิกส์ภายในโรงบำบัดน้ำเสียได้ ช่วยให้เราสามารถประหยัดพลังงานได้มากยิ่งขึ้น ด้วย VSD แบบ ultra-low harmonic จะช่วยลดความเสี่ยงที่เกิดจากการรบกวนภายในเครือข่ายพลังงาน ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้ามีความคงที่
แพ็กเกจมอเตอร์ SynRM และ VSD สามชุดสำหรับการกรองกากตะกอน
การเลือกแพ็กเกจ ABB เพิ่มเติมมาอีกสามชุดเพื่อใช้ในระบบการกรองกากตะกอน แต่ละแพ็กเกจจะประกอบด้วยมอเตอร์ SynRM ประสิทธิภาพสูงระดับ IE5 ที่มีกำลังไฟ 55 กิโลวัตต์และ VSD รุ่น ACS880-31 โดยมอเตอร์ SynRM ของ ABB จะขับเคลื่อนปั๊ม ซึ่งจะดันน้ำเสียขึ้นไปประมาณห้าเมตร เพื่อให้มันสามารถถูกกรองในการกรองกากตะกอนได้อย่างสมบูรณ์ แพ็กเกจแรกได้รับการติดตั้งในเดือนกันยายน 2020 และอีกสองแพ็กเกจที่เหลือได้ติดตั้งไปเมื่อต้นปี 2021เพิ่ม โดยที่
กระทรวงสิ่งแวดล้อมแห่งสหพันธรัฐได้ริเริ่มโครงการป้องกันสภาพภูมิอากาศแห่งชาติ (National Climate Protection Initiative) ด้วยการสนับสนุนโครงการต่างๆ ที่มีส่วนช่วยในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
กระทรวงฯ ส่งเสริมเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน
การลงทุนในโรงบำบัดน้ำเสียโบโคลต์ได้รับการสนับสนุนทางด้านเงินทุนเพิ่ม จากกระทรวงสิ่งแวดล้อม การอนุรักษ์ธรรมชาติ และความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ของรัฐบาลกลาง กระทรวงสิ่งแวดล้อมแห่งสหพันธรัฐริเริ่มโครงการป้องกันสภาพภูมิอากาศแห่งชาติ (National Climate Protection Initiative) ด้วยการสนับสนุนโครงการต่างๆ ที่มีส่วนช่วยในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
