26 Eylül 2012 | TEKNİK MAKALE 50. Sayı (Eylül 2012)

Festo San. ve Tic. A.Ş. Atıksu artıma tesislerinin enerji tüketimi, enerji maliyetlerinin neredeyse yüzde 20’sinden sorumlu olduğundan, yerel yönetim bütçelerinde önemli bir etkiye sahiptir. Sindelfingen’deki atıksu arıtma tesisinde yapılan bir modernizasyon projesi, pnömatik otomasyonun verimliliğe nasıl sürdürülebilir bir artış getirdiğini gösteriyor.
Eyalet Çevre Ajansı (UBA) tarafından yayımlanan “Atıksu Arıtma Tesislerinde Geliştirilmiş Enerji Verimliliği” başlıklı çalışmaya göre 2006 yılında Alman atıksu arıtma tesisleri 4.400 GWs/a elektrik tüketti. Özellikle aeratörler, büyük pompa istasyonları ve karıştırıcıların yanı sıra çamur arıtma işlemi büyük miktarda enerji gerektiriyor. Toplam elektrik tüketiminin yalnızca beşte biri, biyogaz üretimiyle atıksu arıtma tesisleri tarafından geri kazanılabiliyor.

Aşırı dayanıklı
Uzmanlar, var olan tüketimin azaltılmasıyla ve tesislerin kendilerinin güç üretmesiyle, çok büyük bir potansiyelin ortaya çıkarılabileceğine inanıyor. Enerjiyi verimli kullanan tasarım, havalandırmanın düzenlenmesi veya yüksek derecede verimli pompa pervanelerinin kullanılması gibi proses mühendisliği optimizasyonlarının da tesis işletmesine olumlu bir etkisi var. Pnömatik otomasyon çözümleri ekonomik bir alternatiftir. Atıksu arıtma tesislerindeki proses vanaları genellikle seyrek olarak çalıştırılır veya kullanılmaları arasında uzun süreler geçer. Bunun sonucunda kalıntılar ve topaklanma oluşur ve bu yüzden daha yüksek ayrılma torku veya gücü kullanılır. Pnömatik aktüatörler bu sorunun üstesinden, basitçe hava basıncını artırarak gelir. Hasar görmeden yüklerle iyi başa çıkarlar ve sıcaklık, kirlenme ve nemdeki farklardan etkilenmezler. Pnömatik aktüatörler yalnızca basınçlı havayı düzenler ve üretirken elektrik kullanır ve doğrudan kapama valfi üzerinde işlem yaparlar.

Düşük maliyetler
Pnömatik ekipmanlar sürekli yüklere dirençlidir ve tüm hizmet ömürleri boyunca bakım gerektirmezler. Kurulumu çok kolay olan bu ekipmanlar, karşılaştırılabilir elektrikli çözümlerden, özellikle de tüm sisteme ilişkin çözümler kurarken daha ucuzdur. Ayrıca pnömatik ekipmanlar emniyet söz konusu olduğunda çok etkileyicidir. Elektrik kesilse bile basınçlı hava kullanmaya devam ederler. Basınçlı hava üretme ve hazırlama amacıyla bir kompresöre sahip bir hava deposu her zaman kullanılabilir durumdadır.

Dağıtılmış çözüm
Sindelfingen’de (Stuttgart yakınlarında) yer alan atıksu arıtmama tesisi, 250.000 şehirlinin atıksuyunu arıtıyor. Bu tesis, pnömatik bir otomasyon çözümünün faydalarına yönelik etkileyici bir örnek. Festo proses valfleri ve bunların DLP ve DRD valf aktüatörleri tüm tesise, bazen kolayca erişilemeyen konumlara dağıtılmıştır. Bağımsız pilot vanalarını kullanarak uyarı yöntemi yerine, aktüatörlerin CPX/MPA türü valf adaları kullanılarak kontrol sistemine bağlandığı dağıtılmış bir çözüm seçilmiştir. Bu sistem çözümüyle, valf adasından fieldbus’a yalnızca tek bir, açıkça tanımlanmış, standartlaştırılmış arayüz bulunur. Modüler CPX elektriksel terminal, MPA valf adalarıyla birlikte kullanıldığı zaman sistemin kesintisiz çalışmasını güçlendirir. Bakım ve diyagnostik yetenekleri de bir rol oynar. Elektronik bir ekipman her bir bobin için, valfe özel diyagnostik işlemine olanak verir. Bobin akımını, düşük gerilimi ve kısa devreleri izler ve hattaki bozulmaları algılar. Entegre diyagnostik hafızası, oluşan mesajları bir zaman damgasıyla birlikte kaydeder.

Ölçülebilir çevresel koruma
Sindelfingen Atıksu Arıtma Tesisi’ndeki merkezi pompa istasyonu artık enerjiyi son derece verimli kullanıyor. Pompa deposunda altı adet santrifüj pompa var. Her biri 90 kW’lık bir güç tüketimine ve 8 ile 9 m’ye 500 l/s’lik bir aktarım kapasitesine sahip.

Modernizasyondan önce çek valfler sürekli açık tutulmak zorundaydı. Ancak, bu aktarım oranını yüzde 10 kadar düşürüyordu. Şimdi yeni mevcut bıçak kapı valflerinin pnömatik otomasyonu, tüm çek valflerin fonksiyonlarının yerine geçti ve böylelikle operasyonel güvenilirliği yükseltti. Sindelfingen Atıksu Arıtma Tesisi şimdi aynı pompa aktarım oranında performans gösteriyor; ancak artık eskisine göre önemli ölçüde düşük enerji kullanıyor.
Her yıl 89.469 kWs veya 11.300 euro tasarruf sağlanıyor. Bu rakam Sindelfingen Atıksu Arıtma Tesisi’ndeki toplam enerji talebinin yüzde 2’sinin tasarruf edildiğini gösteriyor. Pompa istasyonu artık çok daha iyi bir görünüşe sahip ve tesis daha az yer gerektiriyor. Gürültü düzeyi de ciddi oranda düşürüldü. Kapama vanaları sıkıca kapandığı için artık algılanamayan kaçaklar yaşanmıyor. Festo’nun pnömatik çözümleri sayesinde tesis operatörü, amortisman süresi bir yılın altında olan bir çözümle, yorulmaya karşı direnci, servis ömrünü ve enerji verimliliğini önemli ölçüde artırmayı başardı.