[영국] 슐처의 HSTTM고속 터보 압축기, 유지관리비용 절약

까다로운 용수처리 응용 분야에서 유틸리티는 작업 수명 전체에 걸쳐 뛰어난 신뢰성과 고효율 및 가용성을 제공하는 장비가 필요하다.

이러한 특성으로 인해 점점 더 많은 물 회사들이 새로운 건설 및 업그레이드 프로젝트에 슐처(Sulzer)의  HSTTM  터보 압축기를 지정하고 있다.

폭기 시스템(Aeration system)은 많은 물 및 하·폐수처리 시스템에서 중요한 요소이다. 공정(process)을 계속 실행하려면 운영자는 신뢰할 수 있는 소스에서 나오는 많은 양의 압축 공기가 필요하다.

동시에 펌프와 압축기가 소비하는 에너지는 하·폐수 처리에서 큰 운영비용 가장 큰 원동력이므로 장비를 최대한 효율적으로 작동할 필요가 있다.

슐처(Sulzer)의 HSTTM (고속 터보 압축기) 기술은 물 회사가 폭기 시스템 비용을 줄이는 데 도움이 된다.

■ 수명주기 비용(Life cycle costs)

소유자는 자본 프로젝트 지출에 대한 엄격한 통제를 유지해야 하며, 이를 위해서는 자산의 초기 비용, 예상 에너지 소비 및 주기적인 유지관리의 필요성을 고려하여 자산의 전체 수명 비용을 신중하게 분석해야 한다.

총 수명주기(Life cycle) 비용 분석은 우수한 조달 관행의 일부가 되었지만, 어떤 경우에는 현실이 항상 예상 수치와 일치하지는 않는다. 예를 들어 효율성 추정치는 일반적으로 기계의 '새로운(as new)' 성능을 기반으로 한다.

주요 구성 요소가 마모됨에 따라 선택된 컴프레서의 효율이 저하될 경우 문제가 되는 부품을 교체하거나 수리할 때까지 실제 에너지 소비량은 시간이 지남에 따라 증가한다.

그리고 나서 예정에 없던 유지관리의 문제가 있다. 기계의 재정적 문제를 망치는 데는 몇 번의 값비싼 긴급 수리만 하면 된다. 영국의 한 하수처리공사에서는, 노후된 송풍기(blower)의 유지비가 5년 동안 90만 GBP(Great British Pound ; 파운드)에 달했다.

■ 신뢰성 향상(Improving reliability)

앞서 언급 한 고객의 수명 문제를 해결하는 것은 HST(High Speed Turbocompressor ; 고속 터보 압축기)를 개발할 때 슐처(Sulzer)의 핵심적인 역할을 했다. 이를 위해 HST는 자기 베어링에서 매우 빠른 속도로 회전하는 전기 모터 회전자인 단일 주요 이동 부품을 사용한다.

이 설계는 압축기 내부에 금속과 금속 간 이동 접촉이 없으므로 기계적 마모가 없음을 의미한다. 또한 높은 회전 속도 덕분에 특정 출력에 대해 더 작은 모터가 허용된다.

HST는 도입 이후 전 세계 물 산업 응용 분야에서 우수한 성능과 신뢰성을 기록하고 있다.

영국 에섹스(Essex)에 있는 앵글리안 워터스 바실돈 하수처리공사(Anglian Water’s Basildon Sewage Treatment Works)의 예를 들어보자. 폭기 차선(aeration lanes)의 업그레이드의 일환으로 2007년에 HST 3대를 설치하고 2012년에 4대를 추가했다.

2020년 11월까지, 바실던 하수처리공사(Basildon Sewage Treatment Works)의 기계 1대는 11년 288일 동안 전원이 공급되었고, 총 6년 320일 동안 공기를 공급했다. 6만 시간이 넘는 실행시간(running time)이다.

현장에 있던 4대 기계 모두 처음 설치했을 때와 마찬가지로 여전히 효율적으로 작동하고 있으며, 그동안 필요한 유일한 유지보수는 연간 필터 교체와 배터리 교체였다. 최근 방문한 사이트 관리자는 HST(고속 터보 압축기) 장치를 "이 사이트에서 실행되는 최고의 장비 중 하나"라고 설명했다.

■ 유지관리 비용 절감(Reducing maintenance spend)

바실던 하수처리공사(Basildon Sewage Treatment Works)도 예외적인 경우가 아니다. 상당한 유지관리 비용이 드는 처리 작업은 이후 기존 압축기를 슐처(Sulzer)의 HST로 교체했으며, 그 결과 연간 유지관리 비용이 95 % 감소했다. 스코틀랜드의 또 다른 처리장에서는 HST의 설치로 인해 폭기 차선(aeration lanes)에 에너지 비용이 30% 절감되었다.

이와 같은 실제 사례를 바탕으로, 주 계약자가 다른 유형의 기계를 제안한 경우에도 유틸리티가 새로운 건설 및 업그레이드 프로그램에 HST 터보 블로어(turbo blower)를 지정하는 것이 점점 더 보편화되고 있다.

슐처(Sulzer)는 HST(고속 터보 압축기)를 자체 공급하거나 파이프 구조, 디퓨저 및 보조 장비를 포함한 완전한 턴키 패키지로 공급할 수 있다. 설치 후 슐처(Sulzer)는 필요한 경우 원격 모니터링과 새로운 기술을 사용할 수 있는 업그레이드 옵션을 포함한 포괄적인 지원 패키지를 제공한다.

※원문출처 : 슐처 펌프솔루션(Sulzer Pumps Solutions Inc.)

[원문보기]

Sulzer's HSTs Deliver Decades Of Savings

In demanding water treatment applications, utilities need equipment that provides excellent reliability as well as high efficiency and availability throughout its working life. 

Those attributes are leading a growing number of water companies to specify Sulzer’s HSTTM turbocompressors in new build and upgrade projects.

Aeration systems are a critical element in many water and wastewater treatment systems. To keep the processes running, operators need high volumes of compressed air from a reliable source. 

At the same time, the energy consumed by pumps and compressors is the largest driver of operating costs in waste water treatment, so the equipment needs to operate as efficiently as possible.

Life cycle costs

Owners need to maintain tight control over capital project spend and this requires careful analysis of the through-life costs of an asset, considering its upfront cost, projected energy consumption and the need for periodic maintenance.

Total lifecycle cost analyses have become part of good procurement practice, but in some cases the reality doesn’t always match up with the projected figures. Efficiency estimates, for example, are usually based on the “as new” performance of a machine. 

If the efficiency of the chosen compressor declines as key components wear, its real-world energy consumption will rise over time, until the offending parts are replaced or repaired.

Then there is the issue of unscheduled maintenance. It only takes a few expensive emergency repairs to ruin the financial case for a machine. At one UK sewage treatment works, maintenance costs for aging blowers reached GBP 900’000 over a five-year period.

Improving reliability

Resolving the aforementioned through-life issues for customers was a key driver for Sulzer when developing the High Speed Turbocompressor (HST). To that end, the HST uses a single main moving part: the electrical motor rotor that spins at very high speed on magnetic bearings. 

This design means there is no moving metal-to-metal contact within the compressor, and hence no mechanical wear. As a further benefit, the high rotational speed allows a smaller motor for a given output.

Since their introduction, the HSTs have logged an admirable record for performance and reliability in water industry applications world-wide. 

Take the example of Anglian Water’s Basildon Sewage Treatment Works in Essex, UK. As part of an upgrade of its aeration lanes, the facility installed three HSTs in 2007, and added a fourth in 2012.

By November 2020, machine one at Basildon STW had been energized for 11 years and 288 days, and had supplied air for a total of six years and 320 days. That’s a running time of more than 60’000 hours. 

Every one of the four machines at the site is still working as efficiently as they were when first installed, and the only maintenance they have needed in all that time has been annual filter changes and a replacement battery. During a recent visit, the site manager described the HST units as “One of the best pieces of equipment running on this site.”

Reducing maintenance spend

Basildon is not an exceptional case. A treatment works with a considerable maintenance bill has since replaced its old compressors with Sulzer’s HSTs, and has seen annual maintenance costs drop by 95 percent as a result. 

At another water treatment works in Scotland, the installation of HSTs led to a 30 percent reduction in energy costs in its aeration lanes.

On the basis of real-world examples like these, it is becoming increasingly common for utilities to specify HST turbo blowers in new builds and upgrade programs, even when their main contractors have suggested another type of machine.

Sulzer can supply HSTs on their own, or as a complete turnkey package including pipework, diffusers and ancillary equipment. After installation, Sulzer offers a comprehensive support package, including remote monitoring if required and the option to upgrade with new technologies as they become available.

※Source : Sulzer Pumps Solutions Inc.

[출처=워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/sulzer-s-hsts-deliver-decades-of-savings-0001) / 2021년 6월 17일]