Da man på et moderniseret renseanlæg i nærheden af den polske by Stargard for nylig henvendte sig til Grundfos, var formålet at finde ud af, hvordan man optimerer omrøringen. De største udfordringer for kunden var at optimere omrøringen i deres runde tanke og – blandt andet – reducere sedimenteringen. Idéen var at udvælge og placere omrørerne optimalt for at få et ensartet strømningsbillede i hele tanken og et lavt energiforbrug. I det følgende beskriver vi, hvordan vi løste udfordringerne ved hjælp af nye designprincipper og en omplacering af omrørerne.

Thrust-to-power
Ligesom alle andre omrørerapplikationer stillede den runde tank sine egne krav til omrørerne – ikke kun til formen, men også til omrørertypen og slammets egenskaber. I løbet af projektets design- og konstruktionfase besluttede man at anvende thrust-to-power-princippet. Idéen bag denne tilgang er at vælge en omrører, der leverer et tilstrækkeligt thrust med det lavest mulige strømforbrug.

Dybest set betød anvendelsen af thrust-to-power-princippet, at kunden kunne vælge en mindre omrører end ved et traditionelt design. Lad os se nærmere på, hvorfor thrust-to-power er så vigtigt. For det første skal man have en klar forståelse af, hvor meget mekanisk energi der er brug for for at opnå det ønskede resultat. Når man har fået det, er det nemt at beregne det nødvendige thrust. Men i nogle tilfælde undlader man at beregne det krævede thrust og følger i stedet de traditionelle dimensioneringsregler.

Der er flere traditionelle regler ved dimensionering af omrørere. Når de anvendes, kan det medføre et stort strømforbrug på grund af forkert dimensionering i forhold til den pågældende tank. Med thrust-to-power-tilgangen lykkedes det Grundfos at løse disse problemer. Ved at anvende dette designprincip lykkedes det fx at reducere anlæggets strømforbrug med 25% sammenlignet med det oprindelige design.

Designprincippet alene bidrog imidlertid primært til en reduktion af energiforbruget. For at sikre en bedre homogenisering af mediet og flowet og en reduceret sedimentering krævede det dog mere end blot at beregne det krævede thrust. Og her kommer placeringen af omrørerne ind.

Placering af omrørerne
Applikationens oprindelige design bestod af to omrørere, som var placeret side om side langs tankens vægge, og to omrørere direkte overfor. Denne placering førte til, at den midterste del af tanken og områderne langs de vægge, hvor der ikke var omrørere, blev fuldstændig kompromitteret under omrøringen, da flowhastigheden var for lav. Det betød, at homogeniteten ikke var som ønsket.

Disse zoner kaldes døde zoner. Med det oprindelige design vil de døde zoner vokse inde i midten af tanken, og resultere i sedimentering. For at forhindre det blev der i Stargard-projektet udarbejdet et forslag til et andet design, hvor omrørernes placering i tanken blev lavet helt om. Så i stedet for at placere to omrørere side om side langs tankens vægge og to omrørere direkte overfor, spredte man nu de fire omrørere i hele tanken i positioner, der maksimerede flowet.

Da løsningen endelig blev sat i drift, førte det til en markant reduktion af de døde zoner, samtidig med at det forbedrede omrøringen og homogeniteten i tanken. Ved at reducere størrelsen på de døde zoner reducerede man også sedimenteringen.

Den korrekte placering af omrørerne medførte en række forbedringer. Selvom ingen komponenter blev tilføjet eller fjernet, forbedrede den nye placering af omrørerne i gennemsnit volumenhastigheden med 30 % og øgede omrøringskraften med 55%. Det betød, at sedimenteringen blev reduceret kraftigt.

HVAD KAN VI LÆRE AF DEN POLSKE CASE?

• For det første er det en god idé at overveje alternativer til de traditionelle dimensioneringsregler. Anvendelsen af thrust-to-power-princippet kan resultere i store besparelser.
• For det andet kan man opnå mange fordele ved at placere omrørerne korrekt. En korrekt placering er afgørende for, at den tilgængelige effekt udnyttes.
• Og endelig rådgiver Grundfos' håndbog "ANBEFALINGER TIL DIMENSIONERING AF OMRØRING" om placering af omrørerne i forhold til tankens væg, overflade og bund.