قرار دادن مخازن بافر و گیرنده در سیستم کمپرسور نیتروژن
ذخیرهسازی بالادستی، منبع کمپرسور را تثبیت میکند؛ ذخیرهسازی پاییندستی، تقاضا را برآورده میکند. مکانها، ابزارها و مرزهای جبرانی آنها باید منعکسکنندهی این وظایف مختلف باشند.
یک سیستم کمپرسور نیتروژن میتواند از بیش از یک مخزن استفاده کند و نامیدن همه آنها به عنوان گیرنده، منطق طراحی را پنهان میکند. یک بافر بالادست بین تولید نیتروژن و مکش کمپرسور قرار میگیرد. وظیفه آن جذب تفاوتهای تولید در مقابل برداشت و جلوگیری از کمبود منبع بوستر است. یک گیرنده پاییندست، نیتروژن فشرده را ذخیره میکند، پیکهای کوتاه تقاضا را پوشش میدهد و میتواند چرخه کمپرسور را کاهش دهد. این دو مخزن سطوح فشار متفاوت، وظایف گذرای متفاوت و گاهی اوقات خطرات خلوص متفاوت را تجربه میکنند. آنها را بر اساس عملکردی که انجام میدهند، قرار دهید، سپس حجم مفید را از باند فشار و عدم تعادل جریان وابسته به زمان به جای اعمال یک قانون کلی لیتر بر کیلووات، اندازهگیری کنید.
توابع ذخیره سازی برای جداسازی
- بافر بالادست
- یک مخزن کمفشار بین منبع نیتروژن و ورودی کمپرسور که نوسانات فشار و جریان منبع را تعدیل میکند.
- گیرنده پاییندست
- مخزنی در سمت تخلیه کمپرسور که نیتروژن فشرده را ذخیره میکند و تقاضای کاربر یا چرخه کمپرسور را روان میکند.
- چرخه کمپرسور
- انتقالهای مکرر روشن-خاموش، بارگیری-تخلیه یا سایر انتقالهای ظرفیت که زمانی ایجاد میشوند که باندهای ذخیرهسازی و کنترل برای تغییرپذیری تقاضا بسیار کوچک هستند.
- پایداری فشار
- توانایی حفظ فشار مکش یا توزیع در محدوده مورد نیاز ژنراتور، کمپرسور و کاربران فرآیند.
- اختلاط خلوص
- رقیقسازی یا آلودگی که هنگام ورود گاز با خلوص نیتروژن متفاوت به مخزن مشترک رخ میدهد.
- حفاظت امدادی
- وسایل حفاظت از فشار و چیدمان شیرهایی که یک گیرنده و بخشهای مسدود شده متصل به آن را در فشار طراحی خود نگه میدارند.
۱. بافر بالادست را در جایی قرار دهید که بتواند از منبع نیتروژن محافظت کند.
بافر بالادست را بعد از مولد نیتروژن یا سیستم کنترل محصول و قبل از مکش بوستر قرار دهید. بافر باید گاز تولیدی را که قبلاً مسیر خلوص مورد نظر را طی کرده است، ببیند. سپس سیگنال فشار آن میتواند به سیگنال مجاز مکش بوستر و در صورت لزوم، به سیگنال ظرفیت ژنراتور تبدیل شود. نگه داشتن این مخزن نزدیک به بوستر همچنین طول لولههای مکش را که افت فشار آنها باید به انتخاب کمپرسور اضافه شود، کاهش میدهد.
این بافر به ویژه زمانی ارزشمند است که تولید نسبتاً ثابت باشد اما بوستر گاز را به صورت انفجاری برداشت کند. موجودی مفید خود را از حداکثر کمبود موقت بین تولید و تقاضای بوستر اندازهگیری کنید. اگر تقاضا به جای چند ثانیه یا چند دقیقه، ساعتها از تولید بیشتر باشد، یک مخزن بزرگتر ممکن است فقط مشکل تولید کمتر از اندازه را به تعویق بیندازد. قبل از خرید حجم فولاد، ذخیرهسازی گذرا را از ظرفیت پایدار متمایز کنید.
۲. ذخیرهسازی در پاییندست را در جایی قرار دهید که به هدف کنترل فشار کمک کند.
یک گیرنده پاییندستی معمولاً پس از فشردهسازی، خنکسازی و هرگونه جداسازی مورد نیاز نصب میشود تا مخزن، گاز را در دما و شرایط قابل قبولی دریافت کند. این گیرنده ممکن است نزدیک به کمپرسور برای تثبیت کنترل تخلیه، نزدیک به یک کاربر با تقاضای بالا برای کاهش افت فشار موضعی، یا در یک هدر مرکزی قرار گیرد. بهترین موقعیت به افت فشار، فضای ساختاری، ایمنی و نحوه اشتراکگذاری شبکه توسط چندین کاربر بستگی دارد.
قبل از انتخاب تجهیزات، این وظیفه را با وظیفه سایت مقایسه کنید. مخزن گیرنده نیتروژن محدوده را بررسی کنید و تأیید کنید که از همان مبنای فشار استفاده میشود. بررسی متقابل در اینجا به محل قرارگیری مخازن گیرنده بافر در نیتروژن مربوط میشود.
اگر کمپرسور از طریق فشار گیرنده کنترل میشود، در محاسبات اندازه گیری از همان نقطه فشار استفاده کنید. یک گیج در خروجی کمپرسور میتواند در طول جریان، فشار بالاتری نسبت به یک گیرنده از راه دور نشان دهد. اگر نقاط تنظیم شروع و توقف بر اساس یک فرستنده از راه دور هستند، افت خط و پاسخ فرستنده را در نظر بگیرید. در زمان راهاندازی باید فشار خروجی کمپرسور، گیرنده و هدر کاربر به طور همزمان از طریق یک رویداد تقاضا ثبت شود.
۳. اندازه فضای ذخیرهسازی مفید از عدم تعادل جریان و نوسان فشار
گاز مفید ذخیره شده در یک گیرنده به تغییر در فشار مطلق، حجم مخزن، دمای گاز و مبنای مرجع مورد نیاز وابسته است. برای اولین تخمین گاز ایدهآل در دمای تقریباً ثابت مخزن، موجودی حجم استاندارد قابل استفاده متناسب با حجم مخزن ضربدر اختلاف بین فشار مطلق بالا و پایین، اصلاح شده نسبت به فشار و دمای مرجع انتخاب شده است. از فشارهای مطلق و یک شرط مرجع ثابت استفاده کنید.
برای یک بافر بالادست، عدم تعادل جریان برابر است با برداشت بوستر منهای تولید ژنراتور در طول دوره گذرا. برای یک گیرنده پاییندست، برابر است با تقاضای کاربر منهای تحویل کمپرسور در حین مصرف گاز ذخیره شده. زمانی که مخزن باید این اختلاف را جبران کند، موجودی مفید مورد نیاز را تعیین میکند. حاشیه پروژه را برای پاسخ کنترل و عدم قطعیت اضافه کنید، سپس چرخه مخزن و رفتار کنترل کمپرسور را بررسی کنید تا اینکه یک دستگاه کوچک را پشت ذخیرهسازی بیش از حد پنهان کنید.
۴. از موقعیت گیرنده برای کاهش چرخههای غیرضروری کمپرسور استفاده کنید.
یک گیرنده فشار بالای کوچک با یک باند کنترل باریک میتواند زمانی که میانگین تقاضا کم است، یک چرخه کمپرسور با سرعت ثابت را به طور مکرر ایجاد کند. افزایش ذخیرهسازی مفید یا گسترش باند فشار تأیید شده میتواند چرخه را طولانیتر کند، اما حداقل و حداکثر فشارهای کاربر فرآیند، محدودیتهایی را تعیین میکنند. یک VFD میتواند زمانی که تقاضا به طور یکنواخت تغییر میکند، کمک کند، با این حال ذخیرهسازی برای مراحل ناگهانی که سریعتر از تغییر ظرفیت کمپرسور رخ میدهند، مفید است.
شروع مسیر، رویدادهای تخلیه بار یا تغییرات سرعت پس از راهاندازی. اگر چرخه بسیار سریعتر از حالت طراحی است، ابتدا الگوی تقاضای واقعی و محل فرستنده فشار را تأیید کنید. یک شبکه نشتی، شیر یکطرفه نادرست یا تنظیمات کنترل بیش از حد سفت میتواند ذخیرهسازی ناکافی را شبیهسازی کند. گیرنده بخشی از یک سیستم کنترل است، بنابراین قبل از اضافه کردن یک مخزن دیگر، کنترلها و تقاضا را تشخیص دهید.
۵. هنگام مخلوط شدن نیتروژن در طول زمان با محیط ذخیرهسازی، از خلوص آن محافظت کنید.
یک گیرنده، گاز جدید را با موجودی موجود مخلوط میکند. این کار فقط برای تعدیل نوسانات کوچک خلوص مفید است، زمانی که تمام گاز ورودی از قبل قابل قبول باشد؛ هرگز نباید از آن برای رقیقسازی محصول خارج از مشخصات استفاده شود. تأیید خلوص و تهویه اولیه را قبل از ذخیرهسازی قرار دهید، زمانی که بازیابی آلودگی مخزن دشوار باشد. اگر درجههای خلوص مختلف یک هدر مشترک دارند، به جای فرض اینکه یک گیرنده میتواند به هر کاربر خدمت کند، از جداسازی یا تجزیه و تحلیل اختلاط مستند استفاده کنید.
این تصمیم همچنین میتواند با [نظرات] سایت [در مورد این موضوع] مقایسه شود. کمپرسور نیتروژن رفت و برگشتی اطلاعات قبل از انتشار برگه اطلاعات پروژه. بررسی متقابل در اینجا به محل قرارگیری مخازن گیرنده بافر در نیتروژن مربوط میشود.
قطعات داخلی گیرنده و لولههای پاییندست نیز باید برای فرآیند به اندازه کافی تمیز بمانند. مخازن جدید ممکن است حاوی بقایای ساخت، رطوبت یا مواد نگهدارنده باشند. قبل از اتصال کاربران حیاتی نیتروژن، آنها را با استفاده از یک روش تأیید شده تمیز، خشک و تخلیه کنید. پس از تعمیر و نگهداری، به جای بازگرداندن فوری مخزن به تولید، خلوص را از طریق تخلیه کنترلشده و تأیید آنالایزر بازیابی کنید.
۶. ابزار دقیق، ایزوله کردن، تخلیه و تخلیه هر رگ را به طور عمدی انجام دهید
هر بافر یا گیرنده به نشانگر فشار و حفاظت مورد نیاز طبق کد طراحی خود و منابع فشار اضافی معتبر نیاز دارد. نشانگر دما میتواند در مواردی که محاسبه موجودی یا چرخه حرارتی اهمیت دارد، مفید باشد. ایزولاسیونی را فراهم کنید که امکان تعمیر و نگهداری را فراهم کند اما مخزن را بدون تخلیه به منبع فشار فعال متصل نکند. شیرهای یکطرفه نباید بخشهای محبوس پنهان بین کمپرسور و شیر ایزولاسیون بسته ایجاد کنند.
در نقاط پایین مخزن، زمانی که احتمال ورود مایع یا میعان وجود دارد، زهکش نصب کنید و این زهکشها را به طور ایمن قابل استفاده کنید. مسیرهای تخلیه و کاهش فشار باید تجمع نیتروژن را در نظر بگیرند. برای سیستمهای بحرانی، در نظر بگیرید که آیا جدا کردن یک گیرنده، تمام فضای ذخیرهسازی را از بین میبرد و کنترلهای کمپرسور باقیمانده را بیثبات میکند یا خیر؛ ممکن است در طول بازرسی به یک بایپس یا حالت عملیاتی جایگزین نیاز باشد.
جدول قرارگیری بافر و گیرنده
| مورد | سوال مهندسی | سیگنال تأیید یا تصمیم |
|---|---|---|
| بافر بالادست | چه گذار تولید در مقابل تقویتکنندهای را باید پل بزند؟ | فشار مکش بدون ایجاد اختلال در عملکرد ژنراتور، بالاتر از حداقل فشار بوستر باقی میماند. |
| گیرنده پاییندست | فضای ذخیرهسازی باید چه بازه زمانی اوج مصرف یا دوره تناوب مصرف را پوشش دهد؟ | فشار هدر در محدودهی فرآیند باقی میماند در حالی که کنترل کمپرسور پایدار میماند. |
| مرز خلوص | آیا گاز غیرقابل قبول میتواند وارد موجودی انبار شود؟ | آنالیزور و منطق دریچه، قبل از ورود گاز خارج از مشخصات، از گیرنده محافظت میکنند. |
| محافظت در برابر فشار | آیا هر نوع ترکیب شیر میتواند یک رگ را از تسکین جدا کند؟ | هر گیرنده و بخش به دام افتاده، حفاظت از فشار بیش از حد معتبر را حفظ میکند. |
| مبنای نهایی را در درخواست استعلام قیمت (RFQ)، پرونده راهاندازی یا سوابق تعمیر و نگهداری ثبت کنید تا مهندس دیگری بتواند تصمیم را بازتولید کند. | ||
برگه تأیید پروژه
با ایجاد یک شرایط کنترلشده که در آن بافر بالادست و چرخه کمپرسور را میتوان با هم تفسیر کرد، «تثبیت خروجی ژنراتور» را تأیید کنید. سیستم را تثبیت کنید، فشار، دما، جریان یا وضعیت دستگاه را در صورت لزوم یادداشت کنید و از ابزارهای کالیبره شده یا بازرسی مستقیم در مکانهای مشخص شده استفاده کنید. «شناسایی کنید کدام مخزن خروجی ژنراتور را تثبیت میکند و کدام یک تقاضای گاز فشرده را تأمین میکند» را انجام دهید و پاسخ مورد انتظار و مشاهده شده را ثبت کنید. اگر محدودیتی خاص مدل مورد نیاز است، آن را از اسناد کمپرسور، مخزن، لولهکشی، ژنراتور یا فرآیند انتخاب شده به دست آورید، نه اینکه یک مقدار کلی وارد کنید. سابقه باید نشان دهد که چرا تصمیم نهایی از نظر فنی قابل دفاع است.
قبل از بستن دستور کار، «با استفاده از فشار مطلق برای محاسبات ذخیرهسازی، محدوده فشار بالا و پایین را تعریف کنید» را قابل ردیابی به شواهد کنید. برای گیرنده پاییندست، نقطه مرجع و واحد یا وضعیت فیزیکی را ثبت کنید؛ برای پایداری فشار، نقطه مقایسهای را ثبت کنید که تأیید میکند سیستم به طور منسجم رفتار میکند. هر دو مشاهده را به «نوسانات مکش میرا» و به بار واقعی یا حالت عملیاتی ربط دهید. استفاده مجدد از مقداری بدون مکان و حالت بعداً دشوار است. در جایی که بررسی عدم تطابق را نشان میدهد، محدودیت، حالت کنترل، وضعیت قطعه یا فرض طراحی که باعث آن شده است را اصلاح کنید، سپس همان مشاهده را تکرار کنید تا تعمیر به جای فرض، اثبات شود.
«پوشش اوج تقاضا» را به عنوان یک آزمایش کوچک راهاندازی در نظر بگیرید. حالت شروع را تعریف کنید، چرخه کمپرسور را مشاهده کنید، فقط متغیر مورد نیاز برای آزمایش تأیید شده را تغییر دهید و پاسخ را در اختلاط خلوص مشاهده کنید. اقدام «محاسبه بزرگترین عدم تعادل کوتاهمدت تولید در مقابل تقاضا و مدت زمان آن» باید سابقهای از شرایط اولیه، مداخله، شرایط نهایی و هرگونه پاسخ هشدار یا کنترل را ثبت کند. این زمانی مفید است که چندین جزء میتوانند علائم یکسانی ایجاد کنند. با تغییر یک عامل در یک زمان و نگه داشتن کمپرسور در محدوده تأیید شده آن، تیم میتواند علت را از تصادف جدا کند و از تعویض سختافزاری که مسئول نبوده است، جلوگیری کند.
وقتی پوشش فرآیند پایدار باشد، سایت کمپرسور نیتروژن با ظرفیت بالا این صفحه یک مرجع کاربردی برای تجهیزات مورد نیاز برای مرحله بعدی انتخاب ارائه میدهد. بررسی متقابل در اینجا به محل قرارگیری مخازن گیرنده بافر در نیتروژن مربوط میشود.
برای قابلیت اطمینان بلندمدت، «ابزارهای فشار و خلوص را در جایی قرار دهید که قرائتهای آنها موجودی مورد نظر را کنترل کند.» را به یک خط پایه برای پایداری فشار متصل کنید. این خط پایه را زمانی ثبت کنید که نصب تمیز، پایدار و از نظر سلامت شناخته شده باشد، سپس حفاظت تسکینی و بار عملیاتی را در آن بگنجانید تا قرائتهای بعدی بتوانند نرمال شوند. مفهوم بررسی «کاهش چرخه کمپرسور» باید یک محرک تعریف شده برای بررسی داشته باشد، حتی زمانی که مقدار مطلق به هشدار نرسیده باشد. انحراف تدریجی از یک خط پایه تکرارپذیر اغلب هشدار بیشتری نسبت به یک قرائت جداگانه میدهد. اگر پیکربندی فرآیند تغییر کند، به جای مقایسه حالتهای عملیاتی متفاوت، یک خط پایه مستند جدید ایجاد کنید.
مرز ایمنی و تأیید
تعیین اندازه و محل قرارگیری گیرنده، از فعالیتهای طراحی سیستم فشار است. از کدهای مخزن، فشار طراحی تأیید شده، محاسبات مربوط به کاهش فشار، الزامات لرزهای یا باد محل در صورت لزوم، و طراحی تکیهگاه سازهای استفاده کنید. انتشار نیتروژن میتواند باعث ایجاد اتمسفرهای با کمبود اکسیژن، به ویژه در اطراف مخازن و گودالهای داخلی شود. قبل از باز کردن اتصالات مخزن یا ابزار دقیق، منابع فشار را ایزوله، کاهش فشار، قفل کنید و از صفر بودن انرژی آنها اطمینان حاصل کنید.
چک لیست طراحی گیرنده
- مشخص کنید کدام مخزن، خروجی ژنراتور را تثبیت میکند و کدام یک تقاضای گاز فشرده را برآورده میکند.
- با استفاده از فشار مطلق برای محاسبات ذخیرهسازی، باند فشار بالا و پایین را تعریف کنید.
- بزرگترین عدم تعادل کوتاهمدت تولید در مقابل تقاضا و مدت زمان آن را محاسبه کنید.
- ابزارهای فشار و خلوص را در جایی قرار دهید که قرائتهای آنها، موجودی مورد نظر را کنترل کند.
- ایزولاسیون گیرنده، شیرهای یکطرفه، زهکشها، کاهش فشار و مرزهای فشارشکن را بررسی کنید.
- چرخه روند و فشار در زمان راهاندازی برای تأیید عملکرد ذخیرهسازی در راستای وظیفه مورد نظر.
سوالات مربوط به گیرنده نیتروژن
آیا یک گیرنده میتواند به هر دو طرف کمپرسور سرویس دهد؟
خیر. کمپرسور دو سیستم فشار متفاوت ایجاد میکند. یک بافر بالادست و یک گیرنده پاییندست عملکردهای متفاوتی را انجام میدهند و برای محدودههای فشار مختلف، درجهبندی و کنترل میشوند.
آیا یک گیرنده بزرگتر همیشه مصرف انرژی را کاهش میدهد؟
این میتواند چرخه را کاهش دهد و کنترل پایدارتری را فراهم کند، اما ذخیرهسازی بیش از حد بزرگ هزینه را افزایش میدهد و ممکن است موجودی نشتی یا افت فشار را افزایش دهد. عملکرد انرژی به استراتژی کنترل کمپرسور و باند فشار مورد نیاز بستگی دارد.
آیا آنالایزر اکسیژن باید قبل یا بعد از رسیور باشد؟
برای محافظت از محصول ذخیره شده، قبل از ورود گاز به مخزن، خلوص آن را بررسی کنید. همچنین ممکن است پایشهای اضافی در مراحل بعدی توسط طرح کیفیت فرآیند مورد نیاز باشد.
اصل قرارگیری انبار
بافر بالادست را برای تثبیت منبع نیتروژن و مکش کمپرسور قرار دهید؛ گیرنده پاییندست را برای تأمین فشار بالا و کنترل آن قرار دهید. هر کدام را بر اساس عدم تعادل جریان، زمان مورد نیاز و نوسان فشار مجاز خود اندازهگیری کنید، سپس خلوص، میزان تخلیه، تخلیه و رفتار کنترل را در مکانهای واقعی ابزار دقیق بررسی کنید.
