Jak wybrać sprężarkę N2 pod kątem ciśnienia, wydajności i cyklu pracy

Sprężarkę N2 należy dobrać na podstawie zdefiniowanej obwiedni roboczej, a nie na podstawie pojedynczego parametru przepływu skopiowanego z podsumowania procesu. Należy zacząć od określenia, skąd pochodzi azot, gdzie wymagane jest ciśnienie, jak zmienia się przepływ w czasie i jak długo trwa każdy stan pracy. Sprężarka zasilana z generatora PSA, jednostki membranowej, parownika ciekłego azotu lub kolektora instalacji niskociśnieniowej może charakteryzować się bardzo różnymi warunkami ssania, nawet gdy użytkownik końcowy żąda tego samego ciśnienia tłoczenia. Wybór musi zatem uwzględniać połączenie źródła i użytkownika. Najbardziej użyteczny arkusz projektowy zawiera oddzielne wiersze dla minimalnego, normalnego i maksymalnego ciśnienia ssania; normalnego i szczytowego zapotrzebowania na azot; wymaganego ciśnienia w punkcie użytkowania; oczekiwanej temperatury wlotowej; oraz czasu trwania okresów szczytowych. Powinien on również określać, czy przepływ jest znormalizowany, czy rzeczywisty, oraz czy ciśnienie jest względne, czy bezwzględne. Po sprecyzowaniu tych podstawowych informacji producent sprężarki może ocenić rozmiar cylindra, stopień sprężania, prędkość, chłodzenie i sterowanie w odniesieniu do rzeczywistego obciążenia, a nie do mglistego zapotrzebowania na „azot wysokociśnieniowy”.

Sześć liczb określających obowiązek

ciśnienie ssania

Należy użyć ciśnienia przewidywanego na kołnierzu wlotowym sprężarki, uwzględniając straty pomiędzy źródłem azotu a maszyną.

ciśnienie wylotowe

Określ ciśnienie wymagane u użytkownika, a następnie dodaj tylko zweryfikowane straty ciśnienia w dół od sprężarki do procesu.

przepływ normalny

Podaj ciągłe lub najczęstsze zapotrzebowanie na azot w oparciu o deklarowaną wartość odniesienia, np. Nm3/h w określonych warunkach normalnych.

przepływ szczytowy

Opisz wielkość i czas trwania szczytu, aby można było oddzielnie ocenić wydajność magazynu i sprężarki.

cykl pracy

Rejestruj, jak długo sprężarka jest obciążana, odciążana, pracuje na biegu jałowym, zatrzymywana lub pracuje blisko maksymalnego obciążenia w trakcie reprezentatywnego cyklu produkcyjnego.

ściszenie

Określ najniższą stabilną przepustowość, jaką opakowanie musi wytrzymać bez nadmiernej liczby cykli, odpowietrzania lub recyklingu.

1. Przyjmij tę samą podstawę dla ciśnienia ssania i tłoczenia

Błędy ciśnienia to jeden z najszybszych sposobów na niedobór wielkości sprężarki azotu. Do pomiaru stopnia sprężania i obliczeń termodynamicznych należy używać ciśnienia bezwzględnego, podczas gdy przyrządy pomiarowe instalacji mogą nadal wyświetlać ciśnienie manometryczne. Co ważniejsze, należy określić miejsce pomiaru. Nadajnik na wylocie generatora może odczytywać akceptowalnie, podczas gdy brudny filtr, zbyt mały przewód ssawny, regulator lub częściowo zamknięty zawór powodują niższe ciśnienie na kołnierzu sprężarki. Sprężarkę należy sprawdzić pod kątem najniższego wiarygodnego ciśnienia ssania, ponieważ taki stan zmniejsza gęstość gazu wlotowego i zazwyczaj zwiększa stosunek ciśnień potrzebny do osiągnięcia tego samego docelowego ciśnienia wylotowego. Po stronie wylotowej należy obliczyć wstecz, począwszy od wymagań procesowych. Należy uwzględnić zweryfikowane straty w chłodnicach końcowych, odbiornikach, filtrach, osuszaczach, zaworach regulacyjnych i rurociągach dystrybucyjnych, ale nie należy dodawać dużego, ogólnego marginesu ciśnienia tylko dlatego, że strata na rurociągu nie została obliczona.

2. Oddzielenie przepływu normalnego od krótkotrwałego szczytowego zapotrzebowania

Zakład często potrzebuje dwóch różnych odpowiedzi: ile azotu jest zużywane w ciągu godziny i ile jest potrzebne na krótkotrwałe zdarzenie. Normalny przepływ określa stałe obciążenie sprężarki i znaczną część zużycia energii. Krótki szczyt, taki jak etap przedmuchu, napełniania lub równoczesnej pracy zaworów, może być bardziej ekonomicznie dostarczany z odbiornika, jeśli całkowity zapas gazu jest niewielki. Zamiast wybierać sprężarkę równą największej liczbie chwilowej, stwórz profil zapotrzebowania oparty na czasie. Dla każdego zdarzenia zapisz przepływ, czas trwania i minimalne dopuszczalne ciśnienie procesu. Następnie porównaj niedobór gazu w szczycie z dostępnymi zapasami odbiornika i wkładem sprężarki. To rozróżnienie zapobiega przewymiarowaniu jednostki na zdarzenie trwające zaledwie kilka minut, a także pozwala uniknąć odwrotnego błędu, jakim jest wybór maszyny, która może sprostać średniemu zużyciu, ale pozwala na załamanie się ciśnienia w kolektorze podczas szczytów produkcyjnych.

Aby uzyskać powiązany test porównawczy sprzętu, zapoznaj się z witryną wymiarowanie sprężarki azotu Opcje podczas sprawdzania założeń operacyjnych w tej sekcji. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem wydajności ciśnienia i przepływu sprężarki n2.

3. Potraktuj cykl pracy jako wymaganie termiczne i mechaniczne

„Ciągła praca” to coś więcej niż tylko etykieta marketingowa. Sprężarka pracująca blisko obciążenia znamionowego przez długi czas musi stale odprowadzać ciepło, utrzymywać temperaturę zaworów i uszczelnień w dopuszczalnym zakresie, dbać o smarowanie tam, gdzie jest ono stosowane, oraz zapewniać dostęp serwisowy bez stwarzania niedopuszczalnego ryzyka produkcyjnego. Praca przerywana stwarza inne problemy: powtarzające się rozruchy, częste przejścia między obciążeniem a odciążeniem oraz duże wahania ciśnienia mogą stać się dominującym obciążeniem. Należy udokumentować liczbę uruchomień w każdym cyklu produkcyjnym, liczbę godzin pracy pod obciążeniem, liczbę godzin pracy bez obciążenia, przewidywany czas czuwania oraz czas pracy przy maksymalnym ciśnieniu. Jeśli maszyna będzie pracować w gorącym pomieszczeniu sprężarek lub na dużej wysokości, należy uwzględnić te warunki, ponieważ wydajność chłodzenia i rezerwa mocy silnika mogą się zmieniać. Dobór powinien być zgodny z rzeczywistym schematem pracy, a nie zakładać, że sprężarka przystosowana do pracy przez jedną godzinę w punkcie testowym będzie równie komfortowa w pracy przez całą dobę.

4. Sprawdź, co się dzieje, gdy źródło azotu się porusza

Lokalne systemy wytwarzania rzadko zapewniają idealnie stałe warunki ssania. Systemy PSA i membranowe mogą zmieniać dostępny przepływ za pomocą nastawy czystości, stanu powietrza zasilającego i stanu sterowania. Odbiornik produktu może łagodzić niektóre z tych wahań, ale wzmacniacz nadal potrzebuje zdefiniowanego minimalnego ciśnienia wlotowego i reakcji sterującej, gdy spada dopływ. W przypadku źródła azotu luzem lub w postaci pary, ciśnienie może się zmieniać w zależności od strategii magazynowania i regulacji. Należy zbudować obudowę sprężarki wokół źródła, które zostanie faktycznie zainstalowane. Zadaj sobie pytanie, co wzmacniacz robi, gdy spada ciśnienie ssania: czy spada wydajność, czy sterownik odciąża, czy zezwolenie na niskie ssanie zatrzymuje maszynę, czy też recyrkulacja chroni minimalny przepływ? Jest to szczególnie ważne, gdy użytkownik wysokiego ciśnienia może zużywać zapasy w odbiorniku szybciej, niż generator azotu jest w stanie je uzupełnić.

5. Dopasuj strategię sterowania i głośność odbiornika do żądanego zachowania

Wydajność sprężarki i odbiornika powinny być projektowane razem. Duży odbiornik może absorbować krótkotrwałe szczyty, redukować szybkie cykle i dawać generatorowi przed nim czas na regenerację, ale nie rozwiązuje problemu trwałego deficytu wydajności. Podobnie, napęd o zmiennej prędkości może nadążać za zmieniającym się zapotrzebowaniem tylko w zakresie prędkości zatwierdzonych dla sprężarki, silnika, układu smarowania i chłodzenia. Inne pakiety mogą wykorzystywać sterowanie obciążeniem i odciążeniem, obejście lub recykling, wiele maszyn w sekwencji lub kombinację tych metod. Narysuj wykres przewidywanego zapotrzebowania w stosunku do dostępnej wydajności sprężarki przy kilku ciśnieniach ssania. Następnie określ, w jakim zakresie ciśnień będzie pracował odbiornik i jak zareaguje sterownik, gdy kolektor zbliża się do każdej nastawy. Celem nie jest po prostu stabilny wskaźnik ciśnienia tłoczenia; to system sterowania, który utrzymuje sprężarkę w prawidłowym zakresie pracy, podczas gdy użytkownik otrzymuje wymagany azot.

6. Wymagaj punktu wydajności dostawcy dla całej koperty

Po zdefiniowaniu obciążenia instalacji, poproś dostawcę o podanie wydajności dla rzeczywistych warunków azotowych, a nie ogólnej krzywej powietrza lub niezwiązanego modelu. Odpowiedź powinna określać wydajność, stan ssania, ciśnienie tłoczenia, wymagania sterownika, stopniowanie, źródło chłodzenia oraz wszelkie ograniczenia, które stają się istotne na granicy żądanego zakresu. Przeanalizuj przypadek niskiego ssania/wysokiego tłoczenia tak samo dokładnie, jak przypadek normalny, ponieważ często daje on najwyższy stopień sprężania. Przeanalizuj również minimalne zapotrzebowanie, aby metoda sterowania była wiarygodna. Jeśli przewidywana jest przyszła rozbudowa, określ przyszły przypadek oddzielnie, zamiast po cichu uwzględniać go w każdej bieżącej wartości. Uwidoczni to koszty rozbudowy i pomoże uniknąć zakupu przewymiarowanej maszyny, która spędza pierwsze lata na cyklach. Podczas rozruchu zanotuj te same zmienne użyte przy wyborze, aby można było porównać zainstalowany system z zatwierdzonym punktem pracy.

Użyj witryny Sprężarka N2 Zasób jako druga kontrola podczas przekładania tego wymagania na specyfikację sprężarki. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem wydajności ciśnienia i natężenia przepływu sprężarki N2.

Kontrola poprawności wyboru

Arkusz weryfikacji projektu

Przekształć punkt kontroli „budowa punktu pracy” w zarejestrowany krok akceptacji. Określ, gdzie obserwowane jest ciśnienie ssania, jaki jest stan roboczy w tym momencie oraz jakie warunki przed lub za sprężarką mogą zmienić przepływ normalny. Zapisz instrument, rysunek, kartę katalogową lub dane z oględzin fizycznych użyte do ustalenia podstawy. Następnie wykonaj czynność „Zapisz minimalne, normalne i maksymalne ciśnienie ssania na kołnierzu wlotowym sprężarki” w powtarzalnych warunkach. Jeśli wynik jest sprzeczny z oczekiwanym zachowaniem, wstrzymaj się z kolejną decyzją projektową lub konserwacyjną do czasu wyjaśnienia rozbieżności. Daje to innemu inżynierowi wystarczający kontekst do powtórzenia kontroli bez polegania na pamięci lub nieudokumentowanych założeniach.

Użyj ciśnienia tłoczenia jako punktu kontrolnego w terenie, powiązanego z zasadą „Określ wymagane ciśnienie procesowe i oblicz oddzielnie straty ciśnienia za urządzeniem”. Zapisz miejsce pomiaru lub kontroli, stan gazu, obciążenie sprężarki, odpowiednie położenia zaworów oraz dokument definiujący akceptację. Jednocześnie sprawdź przepływ szczytowy, aby uniknąć pomyłki lokalnego objawu z problemem całego systemu. Koncepcja „oddzielenia zapotrzebowania normalnego i szczytowego” jest kompletna tylko wtedy, gdy obserwacja prowadzi do jednoznacznej decyzji: zaakceptować, poprawić lub przekazać do oceny dostawcy. Powtórz kontrolę po każdej korekcie i zachowaj wartości przed i po w dokumentacji uruchomienia lub konserwacji.

Zweryfikuj „określ ciśnienie u użytkownika”, tworząc jeden kontrolowany stan, w którym normalny przepływ i współczynnik wypełnienia można interpretować łącznie. Ustabilizuj system, zanotuj ciśnienie, temperaturę, przepływ lub stan maszyny, w zależności od potrzeb, i użyj skalibrowanych przyrządów lub przeprowadź bezpośrednią inspekcję w wyznaczonych lokalizacjach. Wykonaj „Wykazuj normalny przepływ, szczytowy przepływ i czas trwania szczytu na podstawie zadeklarowanego odniesienia” i zapisz zarówno oczekiwaną, jak i obserwowaną odpowiedź. Jeśli wymagany jest limit specyficzny dla danego modelu, uzyskaj go z dokumentacji wybranej sprężarki, zbiornika, rurociągu, generatora lub procesu, zamiast wpisywać wartość ogólną. Zapis powinien wskazywać, dlaczego ostateczna decyzja jest technicznie uzasadniona.

Przed zamrożeniem wyboru sprzętu należy porównać ten obowiązek z wymaganiami witryny przemysłowy kompresor N2 Zakres i upewnij się, że używana jest ta sama podstawa ciśnienia. Weryfikacja krzyżowa jest tutaj powiązana z wyborem wydajności ciśnienia i natężenia przepływu sprężarki n2.

Granica bezpieczeństwa i weryfikacji

Azot może wypierać tlen, a sprężony gaz magazynuje znaczną ilość energii. Należy zlokalizować otwory odpowietrzające, odpowietrzniki i wyloty odpowietrzające tak, aby nie tworzyły one stref niedoboru tlenu. Przed otwarciem jakiejkolwiek części sprężarki lub podłączonego rurociągu należy odizolować źródło energii, obniżyć ciśnienie w uwięzionej objętości i postępować zgodnie z procedurą blokady i uzyskania pozwolenia na budowę. Urządzenia odpowietrzające, zbiorniki ciśnieniowe, urządzenia elektryczne i sprzęt do stref niebezpiecznych muszą być dobrane zgodnie z przepisami i zatwierdzonymi dokumentami mającymi zastosowanie do danego projektu.

Lista kontrolna zapytania ofertowego przed złożeniem wniosku o model

1. Zapisz minimalne, normalne i maksymalne ciśnienie ssania na kołnierzu wlotowym sprężarki.
2. Określ wymagane ciśnienie procesowe i osobno oblicz straty ciśnienia za procesem.
3. Wymień przepływ normalny, przepływ szczytowy i czas trwania szczytu na podstawie podanego punktu odniesienia.
4. Opisz fazy cyklu pracy (obciążenie, rozładowanie, zatrzymanie i czuwanie).
5. Zdefiniuj pasmo ciśnień roboczych odbiornika i filozofię sterowania sprężarką.
6. Poproś dostawcę o potwierdzenie wydajności zarówno w przypadku normalnym, jak i granicznym.

Pytania selekcyjne, na które warto odpowiedzieć wcześnie

Reguła wyboru do zachowania

Uzasadniony wybór sprężarki N2 to dopasowany zestaw wymagań dotyczących ciśnienia, przepływu i czasu. Należy zdefiniować źródło, użytkownika oraz sposób sterowania. Gdy zapytanie ofertowe (RFQ) określa zakres ciśnienia ssania, wymagania dotyczące tłoczenia, przepływ normalny i szczytowy, czas trwania szczytu, cykl pracy i przewidywany zakres regulacji, dostawca może określić rozmiar sprężarki pod kątem rzeczywistej pracy, a zespół uruchomieniowy ma jasną podstawę do akceptacji.