स्टेज काउंट दबाव अनुपात, तापमान और मशीन की जटिलता को संतुलित करता है।
उच्च अंतिम दबाव के लिए कई चरणों की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन सही संख्या संपूर्ण सक्शन-टू-डिस्चार्ज एनवेलप और कंप्रेसर डिजाइन सीमाओं से निर्धारित होती है।
उच्च दाब वाले नाइट्रोजन कंप्रेसर में चरणों की संख्या इस प्रकार चुनी जाती है कि समग्र दाब अनुपात को प्रबंधनीय चरणों में वितरित किया जा सके। सर्वप्रथम, पूर्ण चूषण और निर्वहन दाबों से समग्र अनुपात की गणना करें। एक आदर्श, अच्छी तरह से अंतःशीतित बहु-चरणीय कंप्रेसर में, प्रति चरण समान दाब अनुपात अक्सर अधिकतम तापमान और संपीड़न कार्य को कम करता है; एक स्क्रीनिंग अनुमान r_stage = r_total^(1/n) है। वास्तविक मशीन का चयन केवल इस सूत्र के आधार पर नहीं किया जा सकता है। सिलेंडर का आकार, आयतन दक्षता, वाल्व की गतिशीलता, रॉड या पिस्टन का भार, अनुमेय निर्वहन तापमान, अंतर-चरण दाब हानि, कूलर का प्रदर्शन, गति और उपलब्ध फ्रेम विन्यास, ये सभी अंतिम चरण निर्धारण को प्रभावित करते हैं। अधिक चरण एक बहुत उच्च समग्र अनुपात को व्यावहारिक बना सकते हैं, लेकिन वे कूलर, विभाजक, वाल्व, उपकरण, पाइपिंग और रखरखाव बिंदुओं को बढ़ाते हैं। कम चरण पैकेज को सरल बनाते हैं, लेकिन उच्च तापमान या यांत्रिक भार को बढ़ा सकते हैं। इंजीनियरिंग का उद्देश्य न्यूनतम चरणों का पता लगाना है जो सामान्य और सीमित परिस्थितियों में प्रत्येक चरण को निर्माता द्वारा अनुमोदित परिचालन सीमा के भीतर आराम से बनाए रखें।
वे इनपुट जो चरण संख्या निर्धारित करते हैं
- समग्र दबाव अनुपात
- अंतिम पूर्ण डिस्चार्ज दबाव को प्रथम चरण के पूर्ण चूषण दबाव से विभाजित करने पर प्राप्त मान।
- प्रति-चरण अनुपात
- एक संपीड़न चरण के लिए पूर्ण निर्वहन-से-चूषण अनुपात।
- निर्वहन तापमान
- प्रत्येक चरण से निकलने वाला तापमान, स्टेजिंग और कूलिंग पर एक प्रमुख बाधा है।
- इंटरकूलिंग
- विभिन्न चरणों के बीच ऊष्मा को हटाने का उपयोग डाउनस्ट्रीम इनलेट तापमान और संपीड़न कार्य को कम करने के लिए किया जाता है।
- सिलेंडर लोडिंग
- चुनी गई दाब वितरण के कारण सिलेंडर, पिस्टन, रॉड, क्रॉसहेड और फ्रेम पर गैस और जड़त्व बल लगते हैं।
- अंतिम दबाव
- अनुप्रवाह दबाव हानियों की पुष्टि के बाद कंप्रेसर आउटलेट पर आवश्यक वितरण दबाव।
1. सबसे खराब चूषण स्थिति में अनुपात की गणना करें।
एक कंप्रेसर को नाइट्रोजन एक रिसीवर या जनरेटर से मिल सकती है जिसका दबाव बदलता रहता है। सबसे कम सक्शन दबाव और सबसे अधिक आवश्यक डिस्चार्ज दबाव के संयोजन से आमतौर पर सबसे बड़ा समग्र अनुपात प्राप्त होता है। दोनों दबावों को निरपेक्ष दबाव में परिवर्तित करें। यदि RFQ में केवल सामान्य सक्शन का उल्लेख है, तो स्टेजिंग को अंतिम रूप देने से पहले न्यूनतम विश्वसनीय मान जोड़ें। एक डिज़ाइन जो सामान्य इनलेट दबाव पर सहज प्रतीत होता है, अपस्ट्रीम स्रोत के दबाव में कमी आने पर ऊष्मीय रूप से जटिल हो सकता है। सामान्य स्थिति को भी ध्यान में रखें क्योंकि यह सबसे अधिक ऊर्जा उपयोग को दर्शा सकता है, लेकिन स्टेज की संख्या निर्धारित करने के लिए सीमित अनुपात का उपयोग करें।
2. समान आदर्श अनुपातों का उपयोग केवल तर्कसंगतता की जाँच के रूप में करें।
यदि कुल अनुपात r है और n चरण माने जाते हैं, तो r^(1/n) आदर्श परिस्थितियों में एक सरल समान-अनुपात लक्ष्य प्रदान करता है। यह दो, तीन और चार-चरण अवधारणाओं की तुलना करने और अत्यधिक भार वाले चरण की पहचान करने में उपयोगी है। यह इस बात की गारंटी नहीं है कि वास्तविक कंप्रेसर में बिल्कुल समान अनुपात का उपयोग किया जाएगा। इंटरकूलर के माध्यम से दबाव में कमी का अर्थ है कि अगले चरण का सक्शन पिछले चरण के डिस्चार्ज से कम होगा। सिलेंडर के अलग-अलग आकार और यांत्रिक सीमाएँ भी असमान विभाजन को उचित ठहरा सकती हैं। आदर्श परिणाम को डिज़ाइन में जबरदस्ती लागू करने के बजाय, आपूर्तिकर्ता से प्रस्तावित चरण दबावों की व्याख्या करने के लिए कहें।
3. प्रत्येक अवधारणा के लिए स्क्रीन चरण डिस्चार्ज तापमान
तापमान अक्सर यांत्रिक आकार निर्धारण पूरा होने से पहले ही कम स्टेज संख्या वाले विकल्पों को खारिज कर देता है। प्रति स्टेज उच्च अनुपात डिस्चार्ज तापमान को बढ़ाता है; गर्म सक्शन गैस इस समस्या को और भी गंभीर बना देती है। अवधारणा चयन के दौरान तापमान के रुझानों का अनुमान लगाएं, फिर नाइट्रोजन के वास्तविक गुणों और कंप्रेसर दक्षता का उपयोग करके आपूर्तिकर्ता के पूर्वानुमान प्राप्त करें। प्रभावी इंटरकूलिंग अगले स्टेज के इनलेट तापमान को कम कर सकती है, लेकिन पहला स्टेज अभी भी स्रोत की स्थिति को देखता है और प्रत्येक कूलर का एक निश्चित पहुँच तापमान होता है। यदि प्रस्तावित स्टेज संख्या सामान्य मौसम में थर्मल सीमा के निकट काम करती है, तो कूलर में गंदगी जमने या गर्म परिवेश की स्थितियों के प्रति इसकी सहनशीलता कम हो सकती है।
इंजीनियरिंग और खरीद टीमों को एक समान आधार पर रखने के लिए, इस आवश्यकता को साइट से संबंधित करें। उच्च दबाव नाइट्रोजन कंप्रेसर जानकारी। यहां क्रॉस-चेक उच्च दबाव वाले नाइट्रोजन के संपीड़न चरणों की संख्या निर्धारित करने से जुड़ा है।
4. यांत्रिक लोडिंग और वाल्व क्षमता दबाव विभाजन को नियंत्रित कर सकती है।
सिलेंडर बल, रॉड लोड, वाल्व अंतर दबाव और गैस घनत्व प्रत्येक चरण में बदलते रहते हैं। कंप्रेसर फ्रेम की कुछ सीमाएँ हो सकती हैं जिनके लिए एक विशेष सिलेंडर व्यवस्था या दबाव वितरण की आवश्यकता होती है। उच्च दबाव वाले छोटे व्यास के सिलेंडर, कम दबाव वाले बड़े आयतन वाले चरणों से भिन्न व्यवहार कर सकते हैं। ये विवरण निर्माता-विशिष्ट होते हैं और इन्हें सामान्य सूत्रों से नहीं निकाला जाना चाहिए। प्रोजेक्ट इंजीनियर को अधिकतम और सामान्य चरण दबाव, जहां प्रासंगिक हो वहां अनुमानित भार और संपूर्ण सक्शन रेंज की स्वीकृति की पुष्टि के बारे में पूछना चाहिए। चरणों की संख्या अंततः सिस्टम गणनाओं द्वारा समर्थित मशीन-डिजाइन का निर्णय है।
5. जोड़े गए इंटरफेस को जीवनचक्र ट्रेडऑफ के हिस्से के रूप में गिनें।
दो चरणों से तीन या चार चरणों में जाने से अनुपात और प्रति चरण तापमान कम हो सकता है, लेकिन इससे वाल्व, कूलर, सेपरेटर, रिलीफ डिवाइस, ड्रेन, तापमान सेंसर और पाइपिंग की आवश्यकता बढ़ जाती है। प्रत्येक घटक लागत बढ़ाता है और रखरखाव या रिसाव की संभावना पैदा करता है। एक महत्वपूर्ण निरंतर-कार्यशील कंप्रेसर के लिए, कम तनाव इस जटिलता को उचित ठहरा सकता है। एक सामान्य अनुपात के लिए, अतिरिक्त चरण बिना किसी सार्थक लाभ के अधिक उपकरण उत्पन्न कर सकते हैं। स्टेजिंग के हिस्से के रूप में रखरखाव पहुंच और स्पेयर पार्ट्स की रणनीति की तुलना करें। यदि संयंत्र अतिरिक्त अंतर-चरण उपकरणों की सर्विसिंग करने में सक्षम नहीं है, तो तकनीकी रूप से परिष्कृत दबाव विभाजन उपयोगी नहीं है।
6. अंतरचरण दबावों को परिचालन आधार रेखा के रूप में स्थापित करें।
एक बार स्टेज की संख्या तय हो जाने के बाद, अपेक्षित अंतर-स्टेज दबाव महत्वपूर्ण नैदानिक मान बन जाते हैं। लीक करने वाला सक्शन या डिस्चार्ज वाल्व दबाव संतुलन को बदल देता है। रिंग लीकेज, बंद कूलर या डाउनस्ट्रीम अवरोध में बदलाव भी ऐसा ही कर सकते हैं। मशीन चालू करते समय, ज्ञात लोड पर प्रत्येक अंतर-स्टेज के दबाव और तापमान को रिकॉर्ड करें। बाद में, मशीन को खोलने से पहले, प्रदर्शन संबंधी किसी भी शिकायत की तुलना उस आधारभूत मान से करें। इसलिए, स्टेजिंग गणना खरीद के बाद भी उपयोगी बनी रहती है: यह ऑपरेटरों को बताती है कि काम कैसे वितरित किया गया है और कहाँ कोई बदलाव हुआ है।
चरण-गणना स्क्रीनिंग तालिका
| वस्तु | इंजीनियरिंग प्रश्न | सत्यापन या निर्णय संकेत |
|---|---|---|
| समग्र अनुपात | Pfinal_abs/Psuction_abs का अधिकतम मान क्या है? | स्टेज-काउंट स्क्रीनिंग में सबसे कम सक्शन की स्थिति शामिल होती है। |
| प्रति-चरण तापमान | क्या प्रस्तावित प्रत्येक चरण अपने थर्मल आवरण के भीतर रह सकता है? | गर्म दिनों और ठंडे दिनों में प्रदर्शन पर पड़ने वाले प्रभावों पर विचार किया गया है। |
| यांत्रिक डिजाइन | क्या दबाव विभाजन सिलेंडर और रनिंग-गियर की सीमाओं का सम्मान करता है? | निर्माता की पुष्टि अंतिम चरण की व्यवस्था का समर्थन करती है। |
| जीवनचक्र जटिलता | एक और चरण जोड़ने से कौन-कौन से कूलर, वाल्व और रखरखाव बिंदु जुड़ जाते हैं? | अतिरिक्त चरणों को स्पष्ट कर्तव्य या विश्वसनीयता लाभ के आधार पर उचित ठहराया जा सकता है। |
| अंतिम आधार को आरएफक्यू, कमीशनिंग फाइल या रखरखाव रिकॉर्ड में दर्ज करें ताकि कोई अन्य इंजीनियर उस निर्णय को दोहरा सके। | ||
परियोजना सत्यापन कार्यपत्रक
“न्यूनतम सक्शन और आवश्यक अंतिम डिस्चार्ज से समग्र अनुपात की गणना करें” के सत्यापन को भविष्य में दोष जांच के दौरान उपयोगी बनाएं। समग्र दबाव अनुपात, डिस्चार्ज तापमान, कंप्रेसर स्थिति, मांग स्थिति और अवलोकन समय को एक ही रिकॉर्ड में दर्ज करें। उस रिकॉर्ड को डिज़ाइन उद्देश्य “समग्र अनुपात की गणना करें” से लिंक करें और नोट करें कि किस ड्राइंग, मैनुअल, प्रक्रिया विनिर्देश या कैलिब्रेटेड टूल ने स्वीकृति स्थापित की है। यदि रीडिंग सामान्य है, तो यह एक संदर्भ बन जाता है। यदि यह असामान्य है, तो सुधारात्मक कार्रवाई को दस्तावेज़ित करें और उसी स्थिति में पुनः परीक्षण करें। सुसंगत रिकॉर्ड दबाव, गति, तापमान सीमा या असंबंधित सेटिंग्स को बढ़ाकर किसी अस्पष्ट समस्या की भरपाई करने के प्रलोभन को कम करते हैं।
एप्लिकेशन-विशिष्ट क्रॉस-चेक के लिए, साइट का उपयोग करें। नाइट्रोजन गैस कंप्रेसर ऊपर चर्चा किए गए मापित ड्यूटी डेटा के साथ वाला पृष्ठ। यहाँ क्रॉस-चेक उच्च दबाव वाले नाइट्रोजन के संपीड़न चरणों की संख्या निर्धारित करने से संबंधित है।
जहां इसका परिणाम दिखाई देता है, उस सीमा पर "अनुमानित समान चरण अनुपात" की पुष्टि करें। स्रोत पर प्रति-चरण अनुपात और प्राप्तकर्ता पक्ष पर अंतर्शीतलन का निरीक्षण करें, फिर "आदर्श दो-, तीन- या उच्चतर-चरण अनुपातों की तुलना केवल स्क्रीनिंग अभ्यास के रूप में करें" प्रक्रिया पूरी करें, जब प्रासंगिक प्रवाह और दबाव स्थिर हों। सामान्य प्रक्रिया भिन्नता और उपकरण की खराबी के बीच अंतर करने के लिए पर्याप्त संदर्भ रिकॉर्ड करें। जब सटीक स्वीकृति सीमाएं चयनित मॉडल पर निर्भर करती हैं, तो वर्तमान निर्माता दस्तावेज़ या अनुमोदित परियोजना विनिर्देश का उपयोग करें। किसी अन्य कंप्रेसर से मान केवल इसलिए स्थानांतरित न करें क्योंकि सेवा समान प्रतीत होती है। सीमा-से-सीमा रिकॉर्ड बाद में समस्या निवारण को बहुत तेज़ बनाता है।
“सबसे गर्म इनलेट स्थिति में अनुमानित स्टेज डिस्चार्ज तापमान की जाँच करें” प्रक्रिया को कारण, प्रतिक्रिया और स्वीकृति का दस्तावेजीकरण करके पूरा करें। “स्क्रीन तापमान सीमाएँ” से शुरू करें, डिस्चार्ज तापमान के अपेक्षित व्यवहार की पहचान करें और सिलेंडर लोडिंग से संबंधित एक दूसरा अवलोकन चुनें जो स्वतंत्र रूप से उसी निष्कर्ष की पुष्टि कर सके। सुरक्षा उपकरणों को बायपास किए बिना या स्वीकृत ऑपरेटिंग रेंज से अधिक हुए बिना जाँच 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 जाँच करें। स्वतंत्र पुष्टि तब महत्वपूर्ण होती है जब शटडाउन या प्रतिस्थापन महंगा हो।
“सिलेंडर के आकार पर विचार करें” समीक्षा आइटम को एक रिकॉर्ड किए गए स्वीकृति चरण में बदलें। इंटरकूलिंग कहाँ देखी गई, उस समय परिचालन स्थिति क्या थी, और कौन सी अपस्ट्रीम या डाउनस्ट्रीम स्थिति अंतिम दबाव को बदल सकती है, इसकी पहचान करें। आधार स्थापित करने के लिए उपयोग किए गए उपकरण, ड्राइंग, डेटाशीट या भौतिक निरीक्षण को रिकॉर्ड करें। फिर “इंटरस्टेज दबाव हानि और शीतलन मान्यताओं की समीक्षा करें” क्रिया को दोहराने योग्य स्थिति में 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।
प्रस्तावित विभाजन के लिए यांत्रिक और वाल्व लोडिंग की निर्माता से पुष्टि प्राप्त करें। इस प्रक्रिया में सिलेंडर लोडिंग को एक फील्ड चेकपॉइंट के रूप में उपयोग करें। 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, समग्र दबाव अनुपात की भी जाँच करें ताकि किसी स्थानीय लक्षण को पूरे सिस्टम की समस्या न समझ लिया जाए। "इंटरस्टेज हानियों को शामिल करें" की अवधारणा तभी पूर्ण होती है जब अवलोकन से कोई स्पष्ट निर्णय लिया जा सके: स्वीकार करें, सुधार करें या आपूर्तिकर्ता की समीक्षा के लिए आगे भेजें। 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 "जीवनचक्र जटिलता की तुलना" को सत्यापित करें जिसमें अंतिम दबाव और प्रति-चरण अनुपात 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। "कमीशनिंग के दौरान अंतर-चरण दबाव और तापमान रिकॉर्ड करें" प्रक्रिया को पूरा करें और अपेक्षित और प्रेक्षित प्रतिक्रिया दोनों को रिकॉर्ड करें। यदि किसी मॉडल-विशिष्ट सीमा की आवश्यकता है, तो उसे 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।
क्षेत्र की स्थिति की पुष्टि करने के बाद, साइट की समीक्षा करें। उच्च क्षमता वाला N2 कंप्रेसर आवश्यकता के अनुरूप एक यथार्थवादी कंप्रेसर परिवार के साथ संसाधन का मिलान करना। यहां क्रॉस-चेक उच्च दबाव वाले नाइट्रोजन के संपीड़न चरणों की संख्या निर्धारित करने से जुड़ा है।
सुरक्षा और सत्यापन सीमा
प्रत्येक इंटरस्टेज वॉल्यूम एक प्रेशर बाउंड्री होती है। रिलीफ प्रोटेक्शन, ड्रेन, कूलर और आइसोलेशन को वास्तविक स्टेज प्रेशर और किसी भी ब्लॉकेज की स्थिति के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए। केवल इसलिए कि कोई इंटरस्टेज पाइप अंतिम स्टेज से पहले है, उसे "लो प्रेशर" न मानें। सर्विस शुरू करने से पहले, स्वीकृत प्रक्रिया के अनुसार प्रत्येक स्टेज और कूलर को अलग-अलग डीप्रेशराइज़ करें। स्टेज प्रेशर लिमिट और फास्टनर संबंधी आवश्यकताएं चयनित कंप्रेसर के दस्तावेज़ों में दी गई हैं।
चरण-गणना डिजाइन अनुक्रम
- न्यूनतम चूषण और आवश्यक अंतिम निर्वहन से समग्र अनुपात की गणना करें।
- आदर्श दो, तीन या उच्चतर चरण के अनुपातों की तुलना केवल स्क्रीनिंग अभ्यास के रूप में करें।
- सबसे गर्म प्रवेश द्वार की स्थिति में अनुमानित चरण निर्वहन तापमान की जांच करें।
- अंतरचरणीय दबाव हानियों और शीतलन संबंधी मान्यताओं की समीक्षा करें।
- प्रस्तावित विभाजन के लिए यांत्रिक और वाल्व लोडिंग की निर्माता से पुष्टि प्राप्त करें।
- चालू करने की प्रक्रिया के दौरान विभिन्न चरणों के बीच के दबाव और तापमान को रिकॉर्ड करें।
उच्च दबाव वाले मंचन प्रश्न
क्या नाइट्रोजन के लिए प्रति चरण अधिकतम दबाव अनुपात निर्धारित है?
ऐसा कोई सार्वभौमिक मान नहीं है जो हर कंप्रेसर पर लागू हो। स्वीकार्य अनुपात तापमान, वाल्व डिजाइन, सिलेंडर ज्यामिति, गति, सामग्री, शीतलन और निर्माता की सीमाओं पर निर्भर करता है।
जितने संभव हो उतने चरणों का उपयोग क्यों न किया जाए?
अतिरिक्त चरण प्रति-चरण अनुपात को कम करते हैं लेकिन लागत, दबाव में कमी, रखरखाव घटकों और रिसाव इंटरफेस को बढ़ाते हैं। इष्टतम वह सरल विन्यास है जो पर्याप्त मार्जिन के साथ कार्य को पूरा करता है।
क्या बाद में सक्शन प्रेशर में बदलाव होने पर स्टेज की संख्या भी बदल सकती है?
सक्शन प्रेशर में महत्वपूर्ण परिवर्तन से समग्र अनुपात और स्टेज संतुलन बदल जाता है। कंप्रेसर आपूर्तिकर्ता द्वारा क्षमता, तापमान और यांत्रिक सीमाओं की समीक्षा किए बिना ऑपरेटिंग एनवेलप में कोई बदलाव न करें।
चरण-गणना नियम
सबसे खराब समग्र निरपेक्ष दाब अनुपात से शुरू करके उच्च दाब नाइट्रोजन चरण की संख्या निर्धारित करें, फिर तापमान, शीतलन, यांत्रिक भार और जीवनचक्र की जटिलता की जाँच करें। समान अनुपात की गणना एक उपयोगी जाँच विधि है, लेकिन अंतिम व्यवस्था कंप्रेसर के विशिष्ट डिज़ाइन पर निर्भर करती है। अपेक्षित अंतर-चरण दाबों को चालू करने और समस्या निवारण के लिए आधारभूत मानक के रूप में सुरक्षित रखें।
