पहले गैस से चलने वाली बिजली का अनुमान लगाएं, फिर कंप्रेसर और मोटर के नुकसानों को अलग करें।
एक उपयोगी विद्युत अनुमान में किलोवाट को दबाव के प्रत्यक्ष फलन के रूप में मानने के बजाय गैस मॉडल, इनलेट स्थिति, दबाव अनुपात और दक्षता का उल्लेख किया जाता है।
नाइट्रोजन कंप्रेसर की शक्ति का अनुमान ऊष्मागतिकी से लगाया जा सकता है, लेकिन परिणाम तभी सार्थक होता है जब प्रवाह आधार और दक्षता संबंधी मान्यताएँ स्पष्ट हों। एक सामान्य प्रारंभिक गणना में नाइट्रोजन को एक आदर्श गैस माना जाता है और प्रवेश निरपेक्ष दाब, वास्तविक प्रवेश आयतनिक प्रवाह, विशिष्ट-ऊष्मा अनुपात और दाब अनुपात से समरूप संपीड़न कार्य का अनुमान लगाया जाता है। इसका एक रूप है W = [k/(k-1)] × P1 × Q1 × [(P2/P1)^((k-1)/k) – 1] / eta, जिसमें SI इकाइयाँ समान हैं। यहाँ eta चयनित अनुमान स्तर के लिए अनुमानित समग्र संपीड़न दक्षता है। यह समीकरण दर्शाता है कि उच्च दाब अनुपात कार्य को क्यों बढ़ाता है और अंतरचरण शीतलन बहु-चरणीय संपीड़न के कार्य को क्यों कम कर सकता है। यह कंप्रेसर आपूर्तिकर्ता के प्रदर्शन पूर्वानुमान का विकल्प नहीं है। वास्तविक शक्ति आयतनिक दक्षता, यांत्रिक हानियों, वाल्व हानियों, शीतलन, रिसाव, मोटर दक्षता और नियंत्रण मोड पर निर्भर करती है। विकल्पों की जाँच और संवेदनशीलता परीक्षण के लिए इस सूत्र का उपयोग करें; मोटर चयन और अनुबंध गारंटी के लिए विक्रेता डेटा का उपयोग करें।
शक्ति-गणना चर
- आइसेंट्रोपिक शक्ति
- वास्तविक मशीन हानियों को जोड़ने से पहले उत्क्रमणीय रुद्धोष्म संपीडन के लिए आवश्यक शक्ति का ऊष्मागतिकीय अनुमान।
- विशिष्ट ऊष्मा अनुपात
- संबंधित परिस्थिति में गैस के लिए अनुपात k = cp/cv है; अंतिम इंजीनियरिंग के लिए उपयुक्त नाइट्रोजन गुणधर्म डेटा का उपयोग करें।
- प्रवेश दबाव
- ऊष्मागतिक शक्ति संबंध में प्रयुक्त निरपेक्ष कंप्रेसर चूषण दाब।
- प्रवेश आयतनिक प्रवाह
- निर्दिष्ट चूषण दाब और तापमान पर प्रति इकाई समय में कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली गैस की वास्तविक मात्रा।
- प्रेशर अनुपात
- पूर्ण निर्वहन दाब को पूर्ण चूषण दाब से भाग देने पर प्राप्त मान।
- समग्र दक्षता
- एक स्पष्ट रूप से परिभाषित दक्षता कारक का उपयोग आदर्श गैस शक्ति को एक यथार्थवादी कंप्रेसर अनुमान में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
1. प्रवाह को वास्तविक इनलेट स्थिति में परिवर्तित करें
यदि संयंत्र सामान्यीकृत प्रवाह देता है, तो Q1 को इनलेट स्थितियों पर अपेक्षित समीकरण का उपयोग करने से पहले इसे वास्तविक चूषण आयतन में परिवर्तित करें। वैकल्पिक रूप से, द्रव्यमान के लिए तैयार किए गए ऊष्मागतिकीय संबंध के साथ द्रव्यमान प्रवाह से गणना करें। Nm³/h को सीधे वास्तविक m³/h के रूप में कई बार चूषण दाब पर न डालें। चूषण तापमान दर्ज करें क्योंकि यह घनत्व और गणना में उपयोग किए जाने वाले गैस गुणों को प्रभावित करता है। बूस्टर के लिए, धनात्मक इनलेट दाब वायुमंडलीय चूषण मशीन की तुलना में वास्तविक आयतन और दाब अनुपात दोनों को काफी हद तक बदल सकता है।
2. निरपेक्ष दाब और सुसंगत इकाइयों का प्रयोग करें।
P1 और P2 निरपेक्ष होने चाहिए। SI गणनाओं में, पास्कल में दाब को घन मीटर प्रति सेकंड में आयतनिक प्रवाह से गुणा करने पर मूल दाब-प्रवाह पद में वाट प्राप्त होता है। यदि प्रवाह m³/h में शुरू होता है, तो घंटों को सेकंड में परिवर्तित करें। सूत्र के बगल में एक इकाई रेखा रखें ताकि स्प्रेडशीट में बार से पास्कल या घंटे से सेकंड की त्रुटि न छिपे। यदि परिणाम असंभावित रूप से छोटा या बड़ा प्रतीत होता है, तो दक्षता धारणा को बदलने से पहले इकाइयों की जाँच करें। आयामी अनुशासन शक्ति अनुमान पर सबसे तेज़ गुणवत्ता जाँच है।
3. दक्षता एक ऐसी धारणा है जिसे चिह्नित किया जाना चाहिए।
दक्षता शब्द का अर्थ अलग-अलग संदर्भों में भिन्न हो सकता है—आइसेंट्रोपिक दक्षता, पॉलीट्रोपिक दक्षता, यांत्रिक दक्षता या इनका संयुक्त अनुमान। आप जिस दक्षता का उपयोग कर रहे हैं, उसका स्पष्ट उल्लेख करें। किसी अन्य कंप्रेसर से अनुकूल दक्षता का चयन न करें और परिणामी शक्ति को गारंटीकृत मानकर प्रस्तुत न करें। परियोजना की प्रारंभिक जांच के लिए, रूढ़िवादी और आशावादी अनुमानों का उपयोग करके एक सीमा की गणना करें। जब विक्रेता के प्रस्ताव प्राप्त हों, तो अनुमानित मान को आपूर्तिकर्ता द्वारा वास्तविक मशीन के लिए अनुमानित शाफ्ट और मोटर शक्ति से बदल दें। मूल गणना एक स्वतंत्र तर्कसंगतता जांच के रूप में उपयोगी बनी रहती है।
क्षेत्र की स्थिति की पुष्टि करने के बाद, साइट की समीक्षा करें। नाइट्रोजन कंप्रेसर पावर गणना आवश्यकता के अनुरूप एक यथार्थवादी कंप्रेसर परिवार के साथ संसाधन का मिलान करना। यहां क्रॉस-चेक एन2 कंप्रेसर की अनुमानित बिजली खपत से जुड़ा है।
4. बहु-चरणीय संपीड़न गणना को बदल देता है।
कई चरणों के लिए, पूरे अनुपात पर एक ही चरण का समीकरण लागू करने के बजाय, प्रत्येक चरण के प्रवेश दाब और तापमान का उपयोग करके चरण-दर-चरण कार्य की गणना करें। इंटरकूलिंग अगले चरण में प्रवेश करने वाले तापमान को कम करती है और कुल कार्य को घटा सकती है। कूलर और सेपरेटर के माध्यम से दाब में कमी कार्य को बढ़ाती है क्योंकि अगले चरण को खोए हुए दाब को पुनः प्राप्त करना होता है। एक आदर्श समान-अनुपात, पूर्णतः इंटरकूल्ड गणना एक उपयोगी निम्न-सीमा तुलना है, लेकिन वास्तविक पैकेजों में गैर-आदर्श दाब विभाजन और सीमित कूलर पहुँच तापमान होते हैं। यदि बिजली व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण है, तो चरण स्थितियों के बारे में पूछें।
5. मोटर इनपुट गैस संपीड़न शक्ति के समान नहीं है।
प्रोसेस गैस को मोटर टर्मिनलों पर खींची गई विद्युत शक्ति का केवल एक हिस्सा ही प्राप्त होता है। यांत्रिक घर्षण, सहायक उपकरण, मोटर हानि, पंखे, पंप और नियंत्रण साइट के विद्युत भार में योगदान करते हैं। इसके विपरीत, निर्माता शाफ्ट पावर बता सकता है जबकि विद्युत इंजीनियर को मोटर इनपुट या पूर्ण-लोड करंट की आवश्यकता हो सकती है। बोली टैब में प्रत्येक संख्या की सीमा स्पष्ट करें। ऊर्जा लागत अनुमानों के लिए, अपेक्षित परिचालन भार पर मापा गया या विक्रेता द्वारा अनुमानित विद्युत इनपुट का उपयोग करें और यदि सहायक शीतलन शक्ति अलग से आपूर्ति की जाती है तो उसे भी शामिल करें।
6. आंशिक भार संचालन वार्षिक ऊर्जा खपत पर हावी हो सकता है।
पीक डिमांड के लिए डिज़ाइन किया गया कंप्रेसर साल के अधिकांश समय आंशिक लोड पर चल सकता है। वार्षिक ऊर्जा मॉडल में यह दर्शाया जाना चाहिए कि मशीन क्षमता को कैसे नियंत्रित करती है: परिवर्तनीय गति, अनलोड, रीसायकल, स्टार्ट-स्टॉप या मल्टीपल-यूनिट सीक्वेंसिंग। एक रीसायकल वाल्व कंप्रेसर को यांत्रिक रूप से स्थिर रख सकता है, जबकि प्रक्रिया में आवश्यक न होने वाली गैस को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त बिजली की खपत करता है। एक परिवर्तनीय गति वाली मशीन थ्रूपुट को कम कर सकती है, लेकिन केवल अपनी स्वीकृत गति सीमा के भीतर। एक सरल लोड-अवधि प्रोफ़ाइल बनाएं और प्रत्येक स्थिति में अपेक्षित इनपुट पावर को वार्षिक घंटों से गुणा करें। यह केवल पूर्ण-लोड किलोवाट की तुलना करने से कहीं अधिक उपयोगी है।
बिजली अनुमान लेखापरीक्षा
| वस्तु | इंजीनियरिंग प्रश्न | सत्यापन या निर्णय संकेत |
|---|---|---|
| प्रवाह इनपुट | क्या Q1 वास्तविक इनलेट वॉल्यूम है या इसमें लगातार मास फ्लो का उपयोग किया गया है? | सामान्यीकृत प्रवाह को गलती से प्रवेश-आयतन सूत्र में शामिल नहीं किया जाता है। |
| प्रेशर अनुपात | क्या P1 और P2 निरपेक्ष हैं? | ऊष्मागतिकीय पद वास्तविक संपीड़न अनुपात को दर्शाता है। |
| क्षमता | क्या दक्षता की परिभाषा और स्रोत का उल्लेख किया गया है? | विक्रेता का डेटा प्राप्त होने पर अनुमान को अपडेट किया जा सकता है। |
| ऊर्जा मॉडल | क्या वार्षिक खपत में आंशिक भार नियंत्रण और सहायक उपकरण शामिल हैं? | स्वामित्व लागत इस बात को दर्शाती है कि कंप्रेसर वास्तव में कैसे काम करेगा। |
| अंतिम आधार को आरएफक्यू, कमीशनिंग फाइल या रखरखाव रिकॉर्ड में दर्ज करें ताकि कोई अन्य इंजीनियर उस निर्णय को दोहरा सके। | ||
परियोजना सत्यापन कार्यपत्रक
कारण, प्रतिक्रिया और स्वीकृति का दस्तावेजीकरण करके "प्रक्रिया प्रवाह को वास्तविक इनलेट आयतन में परिवर्तित करें या द्रव्यमान-प्रवाह सूत्र का उपयोग करें" प्रक्रिया को पूरा करें। "ऊष्मागतिक आधार को परिभाषित करें" से शुरू करें, समकेंद्री शक्ति के अपेक्षित व्यवहार की पहचान करें, और इनलेट दबाव से संबंधित एक दूसरा अवलोकन चुनें जो स्वतंत्र रूप से उसी निष्कर्ष की पुष्टि कर सके। सुरक्षा उपकरणों को दरकिनार किए बिना या स्वीकृत परिचालन सीमा से अधिक किए बिना जांच करें। यदि दोनों संकेत मेल नहीं खाते हैं, तो यह तय करने से पहले कि किस घटक को मरम्मत की आवश्यकता है, उपकरण की सटीकता, वाल्व की स्थिति, दबाव हानि, संदूषण, रिसाव या नियंत्रण तर्क की जांच करें। स्वतंत्र पुष्टि तब महत्वपूर्ण होती है जब शटडाउन या प्रतिस्थापन महंगा हो।
संबंधित उपकरण के मानक के लिए, साइट की समीक्षा करें। नाइट्रोजन गैस कंप्रेसर इस खंड में परिचालन संबंधी मान्यताओं की जाँच करते समय विकल्पों का उपयोग करें। यहाँ की क्रॉस-चेक एन2 कंप्रेसर की अनुमानित बिजली खपत से संबंधित है।
समीक्षा मद "आदर्श शक्ति की गणना करें" को एक रिकॉर्ड किए गए स्वीकृति चरण में बदलें। यह पहचानें कि विशिष्ट ऊष्मा अनुपात कहाँ देखा गया, उस समय परिचालन स्थिति क्या थी, और कौन सी अपस्ट्रीम या डाउनस्ट्रीम स्थिति इनलेट वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह को बदल सकती है। आधार स्थापित करने के लिए उपयोग किए गए उपकरण, ड्राइंग, डेटाशीट या भौतिक निरीक्षण को रिकॉर्ड करें। फिर "पूर्ण चूषण और निर्वहन दबावों का उपयोग करें" क्रिया को दोहराने योग्य स्थिति में निष्पादित करें। यदि परिणाम अपेक्षित व्यवहार से मेल नहीं खाता है, तो विसंगति की व्याख्या होने तक अगले डिज़ाइन या रखरखाव संबंधी निर्णय को रोकें। इससे दूसरे इंजीनियर को स्मृति या किसी अलिखित धारणा पर निर्भर किए बिना जाँच को दोहराने के लिए पर्याप्त संदर्भ मिल जाता है।
इनलेट प्रेशर को फील्ड चेकपॉइंट के रूप में उपयोग करें और इसे "समीकरण के बगल में विशिष्ट-ऊष्मा अनुपात और दक्षता संबंधी अनुमान लिखें" से जोड़ें। माप या निरीक्षण स्थान, गैस की स्थिति, कंप्रेसर लोड, संबंधित वाल्व की स्थिति और स्वीकृति को परिभाषित करने वाले दस्तावेज़ को लिख लें। साथ ही प्रेशर अनुपात की भी जाँच करें ताकि स्थानीय लक्षण को पूरे सिस्टम की समस्या न समझ लिया जाए। "दक्षता लागू करें" की अवधारणा तभी पूरी होती है जब अवलोकन से कोई स्पष्ट निर्णय निकलता है: स्वीकार करना, सुधार करना या आपूर्तिकर्ता की समीक्षा के लिए आगे भेजना। किसी भी सुधार के बाद जाँच दोहराएँ और कमीशनिंग या रखरखाव रिकॉर्ड के साथ पहले और बाद के मानों को सुरक्षित रखें।
एक नियंत्रित स्थिति बनाकर "इंटरकूलिंग पर विचार करें" की पुष्टि करें जिसमें इनलेट वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह और समग्र दक्षता की एक साथ व्याख्या की जा सके। सिस्टम को स्थिर करें, दबाव, तापमान, प्रवाह या मशीन की स्थिति को आवश्यकतानुसार नोट करें, और कैलिब्रेटेड उपकरणों का उपयोग करें या निर्दिष्ट स्थानों पर प्रत्यक्ष निरीक्षण करें। "इंटरकूलिंग महत्वपूर्ण होने पर चरणों की गणना अलग-अलग करें" प्रक्रिया का पालन करें और अपेक्षित और प्रेक्षित प्रतिक्रिया दोनों को रिकॉर्ड करें। यदि मॉडल-विशिष्ट सीमा की आवश्यकता है, तो इसे सामान्य मान डालने के बजाय चयनित कंप्रेसर, वेसल, पाइपिंग, जनरेटर या प्रक्रिया दस्तावेज़ से प्राप्त करें। रिकॉर्ड में यह दर्शाया जाना चाहिए कि अंतिम निर्णय तकनीकी रूप से उचित क्यों है।
कार्य आदेश को बंद करने से पहले, "गैस शक्ति, शाफ्ट शक्ति, मोटर इनपुट और सहायक शक्ति में अंतर करें" को साक्ष्य के आधार पर सत्यापित करें। दाब अनुपात के लिए, संदर्भ बिंदु और इकाई या भौतिक स्थिति दर्ज करें; आइसेंट्रोपिक शक्ति के लिए, तुलना बिंदु दर्ज करें जो पुष्टि करता है कि सिस्टम सुसंगत रूप से व्यवहार कर रहा है। दोनों प्रेक्षणों को "अलग-अलग शाफ्ट और विद्युत शक्ति" और वास्तविक भार या संचालन मोड से संबंधित करें। स्थान और स्थिति के बिना मान का बाद में पुनः उपयोग करना कठिन होता है। यदि जाँच में कोई विसंगति पाई जाती है, तो उस प्रतिबंध, नियंत्रण स्थिति, घटक स्थिति या डिज़ाइन धारणा को ठीक करें जिसके कारण यह विसंगति हुई है, फिर उसी प्रेक्षण को दोहराएँ ताकि मरम्मत सिद्ध हो, न कि अनुमानित।
“विक्रेता डेटा के आधार पर सत्यापन” को एक छोटे कमीशनिंग प्रयोग के रूप में लें। प्रारंभिक स्थिति निर्धारित करें, समग्र दक्षता का अवलोकन करें, केवल स्वीकृत परीक्षण के लिए आवश्यक चर को बदलें और विशिष्ट ऊष्मा अनुपात में होने वाले परिवर्तन को देखें। “अपेक्षित लोड-अवधि प्रोफ़ाइल से वार्षिक ऊर्जा का अनुमान लगाएं” क्रिया में प्रारंभिक स्थिति, हस्तक्षेप, अंतिम स्थिति और किसी भी अलार्म या नियंत्रण प्रतिक्रिया का रिकॉर्ड होना चाहिए। यह तब उपयोगी होता है जब कई घटक एक ही लक्षण उत्पन्न कर सकते हैं। एक समय में एक कारक को बदलकर और कंप्रेसर को उसकी स्वीकृत सीमा के भीतर रखकर, टीम कारण और संयोग के बीच अंतर कर सकती है और उस हार्डवेयर को बदलने से बच सकती है जो इसके लिए जिम्मेदार नहीं था।
साइट का उपयोग करें वायु पृथक्करण के लिए नाइट्रोजन कंप्रेसर इस आवश्यकता को कंप्रेसर विनिर्देश में रूपांतरित करते समय संसाधन को दूसरी जाँच के रूप में उपयोग किया जाता है। यहाँ की क्रॉस-चेक n2 कंप्रेसर की अनुमानित बिजली खपत से संबंधित है।
सुरक्षा और सत्यापन सीमा
पावर गणनाओं का उपयोग अनुमोदित कंप्रेसर डिज़ाइन से मोटर, विद्युत सुरक्षा या यांत्रिक रेटिंग को ओवरराइड करने के लिए कभी नहीं किया जाना चाहिए। मोटर स्टार्टर, केबल और सुरक्षा उपकरणों का चयन आपूर्तिकर्ता के विद्युत डेटा और लागू विद्युत मानकों के अनुसार किया जाना चाहिए। उच्च शक्ति का अर्थ है महत्वपूर्ण ऊष्मा निष्कासन; सभी विद्युत इनपुट को डिस्चार्ज गैस के माध्यम से बाहर निकलने वाला मानकर न चलें, बल्कि शीतलन प्रणाली और कमरे के वेंटिलेशन की जाँच करें।
शक्ति गणना कार्यप्रवाह
- प्रक्रिया प्रवाह को वास्तविक प्रवेश आयतन में परिवर्तित करें या द्रव्यमान-प्रवाह सूत्र का उपयोग करें।
- पूर्ण चूषण और निर्वहन दबाव का प्रयोग करें।
- समीकरण के बगल में विशिष्ट ऊष्मा अनुपात और दक्षता संबंधी मान्यताएँ लिखें।
- जहां इंटरकूलिंग महत्वपूर्ण हो, वहां चरणों की गणना अलग-अलग करें।
- गैस पावर, शाफ्ट पावर, मोटर इनपुट और सहायक पावर में अंतर स्पष्ट कीजिए।
- अपेक्षित लोड-अवधि प्रोफ़ाइल से वार्षिक ऊर्जा का अनुमान लगाएँ।
शक्ति-अनुमान संबंधी प्रश्न
क्या मैं Nm³/h को दाब से गुणा करके kW का अनुमान लगा सकता हूँ?
यह शॉर्टकट गैस संपीड़न, इनलेट स्थिति और दक्षता की लघुगणकीय या अनुपात-निर्भर प्रकृति को अनदेखा करता है। ऊष्मागतिकीय संपीड़न संबंध और स्पष्ट रूप से परिभाषित प्रवाह आधार का उपयोग करें।
मुझे किस दक्षता का अनुमान लगाना चाहिए?
प्रारंभिक जांच के लिए उपयुक्त सीमा का उपयोग करें और इसे एक अनुमान के रूप में चिह्नित करें। अंतिम मोटर या जीवनचक्र लागत संबंधी निर्णय लेने से पहले, चयनित कंप्रेसर के लिए आपूर्तिकर्ता के प्रदर्शन के आधार पर इसे प्रतिस्थापित करें।
उच्च चूषण दबाव दो दिशाओं में शक्ति को क्यों बदल सकता है?
यह निश्चित डिस्चार्ज दबाव के लिए दबाव अनुपात को कम करता है लेकिन गैस घनत्व और संभावित द्रव्यमान प्रवाह को बढ़ाता है। वास्तविक क्षमता और इनलेट स्थिति पर नेट ड्राइवर लोड की जांच की जानी चाहिए।
शक्ति अनुमान नियम
स्पष्ट ऊष्मागतिक आधार पर N2 कंप्रेसर की शक्ति का अनुमान लगाएं: वास्तविक इनलेट गैस की स्थिति, निरपेक्ष दाब अनुपात, नाइट्रोजन के गुणधर्म और निर्दिष्ट दक्षता। फिर शाफ्ट, मोटर और सहायक उपकरणों की खपत से आदर्श गैस शक्ति को अलग करें। इस अनुमान का उपयोग प्रारंभिक जांच और सटीकता परीक्षण के लिए करें, जबकि अंतिम विद्युत डिजाइन के लिए आपूर्तिकर्ता के प्रदर्शन पर भरोसा करें।
