Scelta della posizione del compressore di azoto in un sistema N2 in loco
Il compressore deve essere installato in un luogo dove possa ricevere azoto stabile e pulito e fornire pressione senza compromettere il funzionamento del generatore, il drenaggio, il raffreddamento o l'accesso per la manutenzione.
Non esiste un'unica posizione fisica adatta a tutti i sistemi di azoto in loco, ma la sequenza del processo è solitamente chiara: generare azoto, stabilizzarlo, aumentarne la pressione solo se necessario, raffreddare e separare l'eventuale condensa, immagazzinare il prodotto ad alta pressione e infine alimentare la rete di distribuzione. La decisione chiave è se il compressore fungerà da macchina di alimentazione dell'aria a monte della generazione di azoto o da compressore di sovralimentazione a valle del generatore. È importante non confondere queste due funzioni. Un compressore di azoto destinato a preservare la purezza del prodotto si colloca normalmente a valle dell'apparecchiatura che produce azoto puro, con un serbatoio di raccolta del prodotto a monte del suo ingresso e un serbatoio finale dopo la compressione, qualora sia necessario lo stoccaggio. Partendo da questa posizione, è necessario scegliere la posizione effettiva del locale o dello skid tenendo conto della caduta di pressione in aspirazione, delle utenze di raffreddamento, del percorso di ventilazione, delle fondamenta, della classificazione dell'area a rischio e dello spazio di manovra per la manutenzione.
Posizioni del sistema da identificare
- presa del generatore
- Il collegamento tra il prodotto e l'azoto in uscita da un PSA, una membrana o un altro generatore. La sua pressione, purezza e portata definiscono il punto di partenza per il successivo processo di potenziamento.
- ricevitore del prodotto
- Serbatoio di accumulo a bassa pressione a valle del generatore che stabilizza l'aspirazione del compressore e separa la produzione di gas dalle brevi fluttuazioni della domanda.
- ingresso booster
- Il raccordo di aspirazione del compressore, comprensivo di pressione e temperatura effettive dopo le perdite nelle tubazioni dal ricevitore del prodotto.
- post-refrigeratore
- Uno scambiatore di calore utilizzato dopo la compressione per ridurre la temperatura del gas prima che venga convogliato tramite tubazioni, separato, immagazzinato o utilizzato a valle.
- ricevitore finale
- Stoccaggio sul lato dell'azoto compresso che uniforma la domanda, riduce i cicli di funzionamento e stabilisce una fornitura stabile alla rete di distribuzione.
- intestazione di distribuzione
- La rete di tubazioni dell'impianto che fornisce azoto agli utilizzatori in un intervallo di pressione e con una qualità definite.
1. Decidere la posizione del processo prima di decidere la posizione del pavimento
Rappresentare il processo come blocchi funzionali. Se l'impianto utilizza un compressore d'aria di alimentazione per un'unità PSA o a membrana, tale macchina non svolge la stessa funzione di un compressore di azoto a valle. Il compressore d'aria di alimentazione gestisce l'aria atmosferica e deve soddisfare i requisiti di qualità dell'aria del generatore. Un compressore di N2 a valle gestisce l'azoto già separato e viene selezionato in base alla purezza del prodotto, alla pressione di aspirazione e alla pressione finale richiesta. Etichettare chiaramente le due macchine sul diagramma di flusso di processo (PFD) e sull'elenco delle apparecchiature.
Per un booster a valle, posizionare un ricevitore di prodotto o altro volume di stabilizzazione a monte dell'ingresso quando il generatore non può supportare direttamente un prelievo rapido. Collocare la verifica della purezza a monte dello stoccaggio ad alta pressione in modo che il gas fuori specifica non venga amplificato fino a causare un problema di inventario elevato. Questa disposizione funzionale determina la posizione di valvole di ritegno, isolamenti, sfiati, analizzatori e dispositivi di controllo prima di iniziare la progettazione meccanica.
2. Mantenere le tubazioni di aspirazione del booster corte, di dimensioni adeguate e prevedibili
Una volta definita la posizione del processo, è fondamentale ridurre al minimo le perdite di pressione di aspirazione evitabili. I compressori alternativi sono sensibili alle restrizioni all'ingresso, poiché una pressione di aspirazione inferiore nel cilindro riduce la portata massica e aumenta il rapporto di compressione. Una tubazione lunga e sottodimensionata con molte curve può far sì che la pressione all'ingresso del compressore ausiliario sia notevolmente inferiore a quella indicata dal manometro del ricevitore. Dimensionare la linea di aspirazione in base alla caduta di pressione ammissibile e alle considerazioni sulle pulsazioni, non solo in base al diametro del raccordo.
Un utile controllo successivo è il sito compressore industriale N2 materiale, soprattutto quando interagiscono pressione, purezza e requisiti di funzionamento continuo. Il controllo incrociato qui è legato a dove dovrebbe essere installato il compressore di azoto.
Evitate di posizionare il compressore troppo lontano dal ricevitore del prodotto, in modo che la tubazione non diventi una fonte nascosta di perdita di prestazioni. Se la separazione è inevitabile, calcolate la caduta di pressione alla portata massima e verificate il compressore rispetto alla pressione di ingresso minima prevista. Supportate la tubazione in modo indipendente, in modo che i carichi e le vibrazioni dell'ugello non vengano trasmessi al corpo del compressore o ai raccordi del cilindro.
3. Pianificare il post-raffreddamento, il drenaggio e lo stoccaggio finale come parte della localizzazione
Sul lato di scarico è necessario spazio per un post-refrigeratore, un separatore o un sistema di drenaggio, ove applicabile, una valvola di ritegno, una protezione di sicurezza, la strumentazione e spesso un serbatoio di raccolta finale. Le tubazioni di scarico dell'acqua calda non devono essere instradate attraverso aree di lavoro congestionate solo perché il compressore si adatta a un angolo comodo. È necessario prevedere una disposizione che consenta la dissipazione del calore e il deflusso della condensa verso i punti di scarico designati, anziché il suo accumulo in zone basse.
Un serbatoio di accumulo finale è più utile quando si trova idraulicamente vicino al punto di richiesta che deve gestire, ma per motivi di sicurezza o di spazio può essere necessario posizionarlo separatamente dal compressore. Bisogna considerare la caduta di pressione dalla mandata del compressore al serbatoio di accumulo e dal serbatoio di accumulo al collettore di distribuzione. Se gli utenti hanno livelli di pressione molto diversi, è opportuno valutare se la regolazione locale o un sistema di pressurizzazione dedicato siano più efficienti rispetto al mantenimento dell'intero collettore alla pressione massima.
4. Adattare la sala macchine alle esigenze di raffreddamento e ambientali
Un compressore o un post-refrigeratore raffreddato ad aria necessita di un flusso d'aria pulito e di un percorso per l'espulsione dell'aria calda in uscita. Il ricircolo dell'aria calda può aumentare contemporaneamente le temperature di aspirazione e raffreddamento, riducendo il margine di sicurezza nelle giornate calde. Un sistema raffreddato ad acqua necessita di un flusso di acqua di raffreddamento affidabile, di qualità accettabile, di isolamento, di un sistema di drenaggio e di un accesso per la pulizia dello scambiatore. In entrambi i casi, per la valutazione termica, utilizzare le peggiori condizioni ambientali o di acqua di raffreddamento previste.
Verificare la classificazione dell'area, la ventilazione, il rumore, l'esposizione agli agenti atmosferici, la presenza di polvere, l'atmosfera corrosiva e il rischio di alluvioni. L'azoto di per sé non è infiammabile, ma il compressore potrebbe essere situato all'interno di un'area di processo la cui classificazione elettrica è determinata da altri materiali. La scelta delle apparecchiature, dei motori, degli strumenti e della ventilazione deve pertanto essere effettuata in base alla classificazione dell'area pericolosa del sito, e non in base al presupposto generico che l'azoto sia sempre non classificato.
5. Attribuire pari importanza all'accesso per la manutenzione rispetto alla lunghezza del tubo.
Una disposizione che consente di risparmiare due metri di tubazione ma impedisce la rimozione di valvole, pistoni, guarnizioni, scambiatori di calore o motori è inadeguata. Attenersi alle indicazioni del produttore relative all'ingombro per la manutenzione e alle procedure di sollevamento. Verificare che esista un percorso per rimuovere il componente di servizio più grande senza smontare tubazioni non correlate. Assicurarsi di poter accedere a valvole di scarico, punti di campionamento, filtri, valvole di intercettazione, manometri e dispositivi di sicurezza da una posizione di lavoro sicura.
Per mantenere i team di ingegneria e acquisti sulla stessa base, collegare questo requisito al sito compressore di azoto senza olio Informazioni. Il controllo incrociato qui è legato al luogo in cui dovrebbe essere installato il compressore di azoto.
Tenere i pannelli degli strumenti e i quadri elettrici lontani dalle superfici di scarico calde e dalle prese d'aria non controllate. Fornire illuminazione e una piattaforma di lavoro stabile dove vengono eseguite le ispezioni di routine. Se due compressori garantiscono la ridondanza, non posizionarli così vicini da impedire che la manutenzione di uno blocchi la ventilazione o richieda l'arresto dell'altro. La manutenibilità è parte integrante della disponibilità, non una comodità da aggiungere dopo la costruzione.
6. Verificare la posizione scelta percorrendo le fasi operative
Prima di congelare il layout, analizzare lo schema delle tubazioni e dei comandi durante l'avvio, il funzionamento normale, la richiesta elevata, l'arresto del compressore, l'arresto del generatore, l'isolamento per manutenzione e la depressurizzazione. Chiedere dove scorre il gas in ciascun caso e se un operatore può vedere e raggiungere la valvola necessaria. Verificare che una sezione bloccata rimanga protetta da una valvola di sicurezza e che una valvola di ritegno non possa creare un volume intrappolato non scaricato.
Durante la fase di messa in servizio, misurare la pressione effettiva all'uscita del generatore, al ricevitore del prodotto, all'ingresso del booster, allo scarico del booster, al ricevitore finale e al collettore di distribuzione a una portata nota. Queste misurazioni simultanee rivelano se la posizione fisica e il percorso delle tubazioni hanno creato una restrizione maggiore di quella prevista in fase di progettazione. Conservare questi dati come riferimento per eventuali modifiche future, qualora vengano collegati ulteriori utenti alla rete dell'azoto.
tabella di revisione della posizione
| Articolo | Domanda di ingegneria | Segnale di verifica o di decisione |
|---|---|---|
| Sequenza del processo | Questo compressore gestisce aria o azoto? | Il PFD separa chiaramente la compressione dell'aria di alimentazione dall'immissione di azoto a valle. |
| Percorso di aspirazione | Qual è la pressione che raggiunge l'ingresso del booster alla massima portata? | La perdita misurata o calcolata mantiene l'aspirazione entro i limiti di selezione del compressore. |
| Utenze e riscaldamento | In condizioni peggiori, la stanza è in grado di respingere il calore generato dal compressore e dal sistema di raffreddamento? | Il progetto di ventilazione o di raffreddamento ad acqua viene verificato in base all'ambiente del sito. |
| Accesso al servizio | È possibile rimuovere i componenti principali in sicurezza? | Gli spazi di manutenzione del produttore e i percorsi di sollevamento rimangono liberi da ostacoli. |
| Annotare la motivazione finale nella richiesta di offerta, nel fascicolo di collaudo o nel registro di manutenzione, in modo che un altro ingegnere possa riprodurre la decisione. | ||
Foglio di lavoro per la verifica del progetto
Durante la revisione ingegneristica, mettete in discussione l'ipotesi alla base della scelta tra posizione a monte o a valle, tracciando il percorso fisico associato all'uscita del generatore e all'ingresso del booster. Seguite il percorso del gas, del calore, della forza, del segnale di controllo o di eventuali perdite dalla sorgente alla destinazione e identificate ogni componente che può alterare il risultato. Quindi, completate la sezione "Disegnate il generatore, il ricevitore a bassa pressione, il booster, il post-refrigeratore, il ricevitore finale e il collettore come blocchi separati" nel punto in cui viene effettivamente presa la decisione, non in corrispondenza del manometro più comodo. Registrate qualsiasi caduta di pressione, differenza di temperatura, ritardo di controllo o riscontro di ispezione che spieghi il comportamento. Questa verifica basata sul percorso impedisce che le misurazioni locali vengano interpretate senza il contesto del sistema.
Rendere utilizzabile la verifica per "Calcolare la caduta di pressione di aspirazione del booster al flusso massimo e alla pressione minima del ricevitore" durante una futura indagine sui guasti. Registrare in un unico file i dati relativi al ricevitore del prodotto, al post-refrigeratore, allo stato del compressore, allo stato della domanda e al tempo di osservazione. Collegare tale file all'intento progettuale "separare le funzioni di generazione e di sovralimentazione" e annotare quale disegno, manuale, specifica di processo o strumento calibrato ha stabilito l'accettazione. Se la lettura è normale, diventa un riferimento. Se è anomala, documentare l'azione correttiva e ripetere il test nelle stesse condizioni. Registrazioni coerenti riducono la tentazione di compensare un problema inspiegabile aumentando la pressione, la velocità, i limiti di temperatura o impostando parametri non correlati.
Verificare la "stabilità di aspirazione" al confine in cui si manifesta la sua conseguenza. Osservare l'ingresso del booster alla sua origine e il ricevitore finale sul lato ricevente, quindi completare la procedura "Verificare che la dissipazione del calore del post-refrigeratore, gli scarichi, i dispositivi di sicurezza e il percorso di sfiato siano adatti alla posizione" mentre il flusso e la pressione rilevanti sono stabili. Registrare un contesto sufficiente per distinguere le normali variazioni di processo dal deterioramento delle apparecchiature. Quando i limiti di accettazione esatti dipendono dal modello selezionato, utilizzare la documentazione aggiornata del produttore o le specifiche di progetto approvate. Non trasferire un valore da un altro compressore solo perché il servizio sembra simile. Una registrazione completa da confine a confine rende la successiva risoluzione dei problemi molto più rapida.
Per un controllo incrociato specifico per l'applicazione, utilizzare il sito compressore di N2 ad alto flusso pagina accanto ai dati di lavoro misurati discussi sopra. Il controllo incrociato qui è legato a dove dovrebbe essere installato il compressore di azoto.
Completare il ciclo di verifica relativo alla classificazione dell'area pericolosa, alle condizioni ambientali estreme, al rumore, alla polvere e all'esposizione agli agenti atmosferici, documentando causa, intervento e accettazione. Iniziare con la "pianificazione del raffreddamento e del drenaggio", identificare il comportamento previsto del post-refrigeratore e scegliere una seconda osservazione relativa al collettore di distribuzione che possa confermare la stessa conclusione in modo indipendente. Eseguire la verifica senza bypassare i dispositivi di protezione o superare l'intervallo operativo approvato. Se i due segnali non concordano, indagare sulla precisione dello strumento, sullo stato delle valvole, sulla perdita di pressione, sulla contaminazione, sulle perdite o sulla logica di controllo prima di decidere quale componente necessita di intervento. Una conferma indipendente è preziosa quando l'arresto o la sostituzione sarebbero costosi.
confine di sicurezza e verifica
L'azoto compresso può creare rischi sia di accumulo di energia che di carenza di ossigeno. Posizionare gli sfiati e gli scarichi di sicurezza in luoghi dove il gas rilasciato non possa accumularsi in aree occupate, fosse o locali chiusi. Prevedere una ventilazione adeguata in base alla valutazione dei rischi del sito. Prima di qualsiasi intervento di manutenzione, isolare e depressurizzare i serbatoi e ogni volume di tubazioni intrappolato; non affidarsi a un singolo manometro o a una valvola di non ritorno come prova di energia pari a zero.
Lista di controllo per l'approvazione del layout
- Disegnare il generatore, il ricevitore a bassa pressione, il booster, il post-refrigeratore, il ricevitore finale e il collettore come blocchi separati.
- Calcolare la caduta di pressione di aspirazione del booster alla portata massima e alla pressione minima del ricevitore.
- Verificare che la dissipazione del calore del post-refrigeratore, gli scarichi, i dispositivi di sfogo e il percorso di ventilazione siano adatti al luogo di installazione.
- Verificare la classificazione dell'area a rischio, le condizioni ambientali estreme, il rumore, la polvere e l'esposizione agli agenti atmosferici.
- Verificare gli spazi di servizio e i percorsi di sollevamento/rimozione confrontandoli con il disegno del compressore selezionato.
- Durante la fase di messa in servizio, misurare la pressione in ciascun nodo principale e conservare il valore di riferimento.
Domande sulla posizione del compressore
Il ricevitore finale deve essere posizionato accanto al compressore?
Non necessariamente. Dovrebbe essere posizionato in un punto in cui lo stoccaggio serva all'obiettivo di controllo della pressione, rispettando al contempo i requisiti di sicurezza, strutturali e di tubazione. In entrambi i casi, occorre considerare la caduta di pressione nella linea.
È possibile installare un sistema di accumulo di azoto direttamente dopo un generatore senza un serbatoio di accumulo?
Solo quando il generatore e il compressore sono stati analizzati come un sistema accoppiato e sono in grado di tollerare gli stessi transitori. Un ricevitore di prodotto viene comunemente utilizzato per stabilizzare l'interfaccia.
È sempre preferibile utilizzare un ambiente esterno per la ventilazione con azoto?
L'installazione all'esterno può ridurre il rischio di accumulo, ma comporta problematiche legate a condizioni meteorologiche, temperatura, corrosione, rumore e manutenzione. È preferibile basarsi sulla valutazione dei rischi e sull'impatto ambientale del progetto piuttosto che su una singola regola.
regola di posizionamento
Installare innanzitutto il compressore di azoto nel punto corretto del processo, quindi ottimizzare la posizione fisica tenendo conto delle perdite di aspirazione, del raffreddamento, del drenaggio, della sicurezza e dell'accesso per la manutenzione. Una buona disposizione consente di misurare e isolare facilmente, come nodi distinti del sistema, l'uscita del generatore, il ricevitore, l'ingresso del booster, il post-refrigeratore, il ricevitore finale e il collettore di distribuzione.
