성공 사례 | 수자원 관리

미국 독립 발상지에서 구현한 유연한 폭기

미국 매사추세츠주 입스위치시는 하수처리장의 블로워 에너지 소비량을 47% 절감했습니다. 이는 SIGMA AIR MANAGER 4.0으로 제어되는 4개의 KAESER 로터리 스크류 블로워로 블로워 스테이션을 업그레이드함으로써 달성되었습니다.

프로젝트 스냅샷

회사 이름: 입스위치 타운 산업 분야: 수자원 관리
위치: 미국 애플리케이션: 생물학적 처리용 폭기 시스템 | 생물학적 폭기 시스템 | 생물학적 처리

KAESER 자회사 또는 파트너:

 KAESER 미국
프로젝트 범위: 하수처리장의 활성 슬러지 공정의 저압 공기 요구 사항을 안정적이고 효율적으로 충족합니다. 변동하는 산소 수요에 대응하고, 더 나은 폭기 제어를 제공하며, 에너지 소비를 절감하는 솔루션을 제공합니다.

KAESER
솔루션:

속도 변환 컨트롤이 장착된KAESER EBS 410 CL SFC 로터리 스크류 블로워 4대 

SIGMA AIR MANAGER 4.0 압축 공기 관리 시스템 1대
프로젝트 결과: 블로워 실의 에너지 소비를 47% 절감하여 효율을 높이고 운영 비용을 낮췄습니다. 새로운 시스템은 더 나은 폭기 제어를 제공하여 안정적인 용존 산소 수준을 유지하고 하수처리 성능을 향상시키고 있습니다. 또한 KAESER의 고급 제어 기능과 SIGMA FREQUENCY CONTROL(SFC) 기술을 통해 변동하는 수요에 신속하게 대응할 수 있어, 플랜트의 폭기 시스템이 더욱 안정적이고 비용 효율적으로 운영되고 있습니다.
KAESER를 통해 에너지 소비를 47% 절감한 미국 하수처리장의 항공 전경
블로워 시스템 업그레이드를 통해 입스위치 하수처리장(WWTP)의 활성 슬러지 공정 성능도 향상되었습니다.

입스위치 타운은 1687년부터 요금 납부자의 자금을 책임감 있게 사용하는 것을 중요하게 여겨 왔으며, 이러한 전통은 오늘날에도 이어지고 있습니다. 하수처리장(WWTP)에 새로운 폭기 시스템이 필요해졌을 때도, 장기적인 가치를 제공할 수 있는 솔루션을 모색했습니다. 컨설팅 회사 Tighe & Bond와 협력하여, Massachusetts Chapter 30B의 사전 선정 절차를 활용해 수명주기 비용, 효율성, 공급업체 자격을 평가했습니다. 이러한 접근 방식을 통해 단순한 초기 비용이 아니라 전체적인 가치를 기준으로 최적의 시스템을 선정할 수 있었습니다.

프로젝트 범위

지속 가능한 하수처리를 위한 폭기 효율 향상

입스위치 WWTP의 기존 터보 블로워는 노후화되고 용량이 과대했으며, 플랜트의 가변적인 산소 수요에 효율적으로 대응하지 못했습니다. 플랜트에는 더 나은 턴다운 제어를 제공하고, 일중 변동과 주간 분뇨 반입 부하로 인해 발생하는 변동 부하에 적응하며, 총질소 제거 성능을 개선할 수 있는 시스템이 필요했습니다. 프로젝트 범위에는 노후화된 55kW(75HP) 기어식 터보 블로워 2대의 교체가 포함되었습니다.
시설의 블로워 실에 설치된 KAESER EBS 410 CL SFC 로터리 스크류 블로워 2대 전면 모습
하수처리장에 설치되어 있는 37kW 모터를 탑재한 KAESER EBS 410 CL SFC 로터리 스크류 블로워 4대 측면 모습
입스위치 하수처리장의 새로운 KAESER 시스템은 효율을 개선하고 운영 비용을 절감했습니다.

KAESER 솔루션

미다스의 손

신중한 평가 끝에 KAESER 콤푸레셔는 플랜트의 엄격한 폭기 및 에너지 효율 요구 사항을 충족할 수 있는 역량을 인정받아 선정되었습니다. KAESER와 Tech Sales NE는 설계, 설치, 시험 단계 전반에 걸쳐 엔지니어링 팀 및 시공업체와 협력했습니다. 선정된 솔루션에는 37kW(50HP) 모터와 속도 변환 컨트롤이 장착된 KAESER EBS 410 CL SFC 로터리 스크류 블로워 4대, SIGMA AIR MANAGER 4.0(SAM 4.0) 마스터 블로워 스테이션 컨트롤러, 새로운 폭기 제어 PLC, 업데이트된 밸브, 재구성된 배관, 새로운 유량계가 포함되었습니다. 

이 구성은 이전 시스템의 1,869~7,816Nm³/h(1,100~4,600 SCFM)와 비교해, 플랜트의 스테이션 유량 범위를 510~9,516Nm³/h(300~5,600SCFM)로 확대했습니다. SAM 4.0 컨트롤러는 압력 설정점을 동적으로 조정하여 블로워 부하의 균형을 자동으로 맞추고 중복성을 제공함으로써 최적의 효율을 보장합니다. 팬데믹 관련 공급망 지연이 프로젝트 일정에 영향을 미치는 상황에서 KAESER는 무상 임대 블로워를 제공했고, Tech Sales NE는 프로젝트를 일정대로 진행할 수 있도록 발전기와 필요한 배관을 공급했습니다. 이 임시 구성 덕분에 플랜트는 영구 장비 설치를 기다리는 동안에도 중단 없이 운영을 계속할 수 있었습니다.
스마트 하수처리장에서 작동 중인 SIGMA AIR MANAGER 4.0
SAM 4.0 컨트롤러는 압력 설정점을 동적으로 조정하여 블로워 부하의 균형을 자동으로 맞추고 중복성을 제공함으로써 최적의 효율을 보장합니다.

프로젝트 결과

성능의 최고 기준

플랜트의 전용 파워 미터는 업그레이드 전후의 에너지 소비에 대한 정밀한 데이터를 제공했습니다. 설치 후 분석 결과, 블로워 실의 에너지 소비는 평균 47% 감소한 것으로 나타났습니다. 
 
KAESER의 새로운 로터리 스크류 블로워는 뛰어난 턴다운 제어와 더 높은 최대 공기 흐름을 제공했을 뿐만 아니라, 낮은 속도에서 효율이 저하되는 경향이 있는 터보 블로워와 달리 모든 작동 속도에서 일관된 효율을 제공했습니다.
 
플랜트는 블로워 성능을 최적화하고 에너지 낭비를 줄임으로써 운영 비용을 크게 절감했으며, 이는 지자체 예산과 요금 납부자 모두에게 도움이 되었습니다. 또한 이번 업그레이드는 활성 슬러지 공정 내 용존 산소 수준을 더욱 안정적으로 유지해 전체 하수처리 성능을 향상시켰습니다.