Exploitation inefficace et faible capacité de modulation (turndown)

Le consultant du Napa Sanitation District, QuEST, ainsi que Herwitt Engineering, ont mené une étude visant à remplacer les soufflantes centrifuges multicellulaires de l’usine afin de corriger leur inefficacité opérationnelle, leur manque de flexibilité et leur forte consommation d’énergie.

À la suite des recommandations de l’étude, le Napa Sanitation District a remplacé ses soufflantes existantes par des TurboSoufflantes à haut rendement, ce qui leur a permis d’obtenir une remise du programme CalPOP.

Défi

Bien que le rendement maximal des soufflantes centrifuges multicellulaires installées à l’usine soit de 74 % à leur point de conception, les débits réels annuels obligeaient les opérateurs à évacuer l’excès d’air afin de répondre aux exigences de turndown, réduisant ainsi considérablement leur efficacité.

De plus, bien que le débit moyen annuel soit d’environ 8 MGD, les débits de pointe par temps de pluie atteignaient jusqu’à 32 MGD. Les soufflantes existantes avaient été dimensionnées pour les conditions de pointe, ce qui entraînait un gaspillage d’air en conditions normales d’exploitation. Air gaspillé = énergie gaspillée.

Solution

Herwitt Engineering et le consultant QuEST ont évalué neuf mois de données historiques d’exploitation afin d’identifier des options d’économies d’énergie pour la station de récupération d’eau Soscol, pour le Napa Sanitation District.

En 2008, le rapport d’audit final recommandait de remplacer deux soufflantes centrifuges multicellulaires de 350 HP par des TurboSoufflantes à haut rendement.

Le rapport a analysé plusieurs options afin d’optimiser la consommation énergétique de l’usine. QuEST a estimé que l’installation de TurboSoufflantes à haut rendement en remplacement des unités multicellulaires permettrait des économies annuelles de 114 251 $.

L’agence a également évalué l’option de remplacer les soufflantes existantes par des soufflantes à déplacement positif (P.D.) équipées de variateurs de fréquence (VFD) afin d’améliorer la flexibilité opérationnelle.

Le rapport a finalement conclu que la TurboSoufflante permettrait près du double des économies d’énergie par rapport à l’option P.D., soit 62 318 $ d’économies annuelles dans ce scénario alternatif.

Bien que l’option P.D. présentait initialement un coût en capital plus faible, l’investissement net requis pour les TurboSoufflantes pouvait être récupéré en moins de deux ans grâce aux économies d’énergie.

De plus, les économies en maintenance, la fiabilité du système et le fonctionnement silencieux ont confirmé que la TurboSoufflante constituait le meilleur choix pour maximiser l’efficacité globale du système.

Le district a donc décidé de procéder au remplacement de ses soufflantes multicellulaires par des TurboSoufflantes à haut rendement, et a reçu une remise d’environ 110 000 $ du programme CalPOP.

Le Napa Sanitation District a suivi un processus d’appel d’offres basé sur l’évaluation pour sélectionner et acquérir ses nouvelles TurboSoufflantes. Ce processus innovant a permis de recevoir des soumissions concurrentielles et de faire un choix basé sur des critères d’évaluation.

Le comité d’évaluation a recommandé la solution d’APG-Neuros en raison de sa meilleure valeur globale, incluant des économies d’énergie plus élevées, une qualité de fabrication supérieure et un soutien local.

En septembre 2008, les soufflantes centrifuges multicellulaires existantes ont été remplacées par des TurboSoufflantes à haut rendement APG-Neuros, réduisant immédiatement la puissance absorbée de 50 HP.

Les modèles NX300-C080 ont été conçus pour couvrir la plage de débit annuelle de l’usine et optimiser les performances afin de maximiser les économies d’énergie.

Depuis leur mise en service, les TurboSoufflantes fonctionnent avec comme seule maintenance planifiée le remplacement des filtres d’admission selon les besoins.

L’installation permet à l’usine d’économiser bien plus de cent mille dollars par année en réduction de consommation d’énergie, d’heures de main-d’œuvre et de pièces de rechange.

Les bénéfices liés à la modernisation des soufflantes conventionnelles, comme à la station de Napa, ne se limitent pas à la réduction des coûts énergétiques : ils incluent également la réduction du bruit, la diminution des besoins en maintenance et une contribution environnementale importante, notamment la réduction des émissions de gaz à effet de serre, la diminution de la demande sur les réseaux électriques et la réduction de la dépendance au pétrole.