Бустер определяется источником всасывания под давлением.
Если азот уже поступает при давлении выше атмосферного, бустер может использовать это входное давление вместо повторного сжатия из окружающих условий.
Азотный бустерный компрессор — это не просто стандартный компрессор с увеличенной производительностью на выходе. Его отличительная особенность заключается в том, что он забирает азот из уже находящегося под давлением источника и повышает его давление до более высокого уровня. Этим источником может быть генератор PSA, мембранный генератор, криогенный коллектор продукта, испаритель, сеть низкого давления азота или накопительный ресивер. Компрессор, рассчитанный на атмосферное всасывание, имеет другую плотность на входе, степень сжатия и нагрузку на цилиндр, чем бустер, работающий при положительном давлении на входе в несколько бар. Это различие важно, поскольку одно и то же требуемое давление на выходе может приводить к совершенно разным массовым расходам, потребляемой мощности и конфигурации ступеней при изменении давления на входе. Прежде чем решить, нужен ли бустер, необходимо определить доступное давление в точке фактического подключения компрессора, насколько стабильно это давление и может ли оборудование на входе обеспечить требуемый азот без снижения его собственного рабочего предела. Использование бустера целесообразно, когда уже существует пригодное для использования давление на входе, которое следует сохранять, а не снижать.
Термины-усилители, изменяющие размер
- давление всасывания усилителя
- Положительное давление, создаваемое на входе в насос-усилитель, сохраняется после потерь в трубопроводах, системах очистки и контроля, расположенных выше по потоку.
- атмосферное всасывание
- Условия на входе, близкие к местному атмосферному давлению, типичные для компрессоров, работающих непосредственно с источником без давления.
- коэффициент давления
- Абсолютное давление на выходе, деленное на абсолютное давление на входе; оно резко изменяется при изменении давления на входе в бустер.
- источник азота в верхнем течении
- Генератор, испаритель, коллектор низкого давления или ресивер, подающий азот в бустер.
- давление в ресивере
- Давление в хранилищах до или после добычи определяет доступный запас газа и режим работы системы управления.
- массовый поток
- Фактическое количество перемещаемого азота зависит от плотности на входе, а также от объемного вытеснения.
1. Определите, существует ли уже необходимое входное давление.
Проследите весь процесс от источника азота до потребителя высокого давления. Если источник может подавать азот под стабильным положительным давлением, сброс этого давления через регулятор и последующее повторное сжатие из области, близкой к атмосферному, обычно неэффективно. Бустер предназначен для приема сжатого газа непосредственно в пределах допустимого диапазона входного давления. Запишите минимальное и максимальное давление источника, а не только нормальное значение. Система PSA может циклически изменяться в пределах диапазона приемника, мембранная система может быть чувствительна к давлению на входе и выходе, а коллектор установки может провисать при запуске других потребителей. Бустер должен выдерживать эти колебания, не превышая своих механических пределов и не создавая дефицита азота в источнике, расположенном выше по потоку. Если единственным доступным источником является атмосферный или близкий к атмосферному азот, для применения может потребоваться обычный компрессор или другая схема генерации, а не бустер.
2. Пересчитывайте степень сжатия при каждом изменении входного давления.
Для расчета P2/P1 используйте абсолютное давление. Высокое давление на выходе, которое кажется чрезмерным при атмосферном всасывании, может потребовать гораздо меньшего количества ступеней, если бустер получает азот при значительном положительном давлении на входе. Более низкое общее соотношение может снизить температуру и нагрузку на выходе, но более высокая плотность на входе может увеличить производительность и нагрузку на привод. Именно поэтому бустер нельзя выбрать, просто применив множитель к модели с атмосферным всасыванием. Следует оценивать производительность во всем диапазоне всасывания. Высокий входной диаметр может влиять на нагрузку на шток, усилие в цилиндре или мощность двигателя, в то время как низкий входной диаметр может влиять на производительность или температуру. Оба варианта заслуживают внимания при техническом анализе.
После подтверждения состояния участка, осмотрите его. азотный компрессор-усилитель необходимо подобрать ресурс, соответствующий требованиям и реалистичному семейству компрессоров. Здесь проводится перекрестная проверка с использованием стандартного газового компрессора, бустерного азота и т.д.
3. Защитить генератор, расположенный выше по потоку, от недостатка электроэнергии.
Бустер может потреблять азот быстрее, чем генератор его производит. В этом случае давление на всасывании падает, и бустер может компенсировать это падение, работая менее эффективно или переходя в режим аварийного отключения при низком давлении на всасывании. Размещайте приемник продукта между генерацией и бустером, когда это оправдано динамикой процесса, и рассчитывайте его размер исходя из дисбаланса между скоростью генерации и потребностью бустера в газе во время пиковой нагрузки. Система управления должна знать, когда источник не готов. Сигнал готовности генератора при низком давлении на всасывании, логика давления в приемнике и сигнал чистоты могут предотвратить забор бустером газа, не соответствующего спецификации, или вывод генератора за пределы его заданного рабочего режима. Точная стратегия блокировки зависит от оборудования, но принцип остается неизменным: бустер должен быть подчинен источнику азота и не должен дестабилизировать его.
4. Использование накопителей энергии для отделения генерации от пиков высокого давления.
Потребность в газе высокого давления часто носит прерывистый характер, даже когда выработка азота относительно стабильна. Ресивер на стороне низкого давления может сглаживать выходную мощность генератора и стабилизировать всасывание бустера. Ресивер высокого давления может обеспечивать быстрые пики на выходе и уменьшать цикличность работы бустера. Наилучшее решение может использовать один или оба типа ресиверов. Рассчитайте доступный запас газа между выбранными пределами высокого и низкого давления, используя абсолютное давление и выбранные эталонные условия. Затем сравните этот запас с дефицитом газа во время события. Хранение не создает мощности; оно лишь сдвигает производство во времени. Если средний спрос на газ на выходе превышает мощность генератора или бустера, размер ресивера будет увеличиваться без решения основной проблемы дефицита.
5. Скоординируйте управление усилителем с обеими сторонами системы.
Стандартный компрессор может управляться преимущественно через свой нагнетательный коллектор. Бустер также должен учитывать условия на входе. Последовательность его работы может включать минимальное давление на всасывании, чистоту продукта, уровень в ресивере на входе, давление на выходе, нагрузку двигателя и температуру. Если используется регулируемая скорость, минимальная и максимальная скорость должны оставаться в пределах утвержденных параметров компрессора и двигателя. Если используется рециркуляция или управление разгрузкой, возвращаемый газ не должен нарушать чистоту или температуру. Необходимо составить карту каждого нормального перехода: запуск генератора, заполнение ресивера, запуск бустера, открытие потребителя на выходе, падение спроса и остановка бустера. Затем протестировать переход во время ввода в эксплуатацию. Стабильные показания в установившемся режиме не доказывают, что объединенная система будет хорошо работать во время этих переходов.
6. Выбирайте бустер, если он сохраняет давление и упрощает конструкцию поезда.
Использование бустера — это правильное решение, когда источник азота уже обеспечивает полезное положительное давление, а последующий технологический процесс нуждается в более высоком уровне. Это особенно привлекательно, когда давление источника снижает требуемую степень сжатия, а хранение позволяет отделить выработку энергии от потребности в высоком давлении. Обычный компрессор с атмосферным всасыванием может быть более подходящим, когда источник не находится под давлением, доступное входное давление слишком нестабильно или архитектура процесса потребует чрезмерного регулирования и буферизации. При модернизации следует сравнить энергоемкость и возможности управления обеих конфигураций, прежде чем менять источник азота. Выбранная машина должна быть рассчитана на фактический диапазон входного давления; никогда не следует предполагать, что стандартный компрессор можно безопасно переоборудовать в бустер, просто подключив линию всасывания под давлением.
Выбор между бустером и атмосферным всасыванием
| Элемент | инженерный вопрос | Сигнал подтверждения или принятия решения |
|---|---|---|
| Источник давления | Обеспечивается ли постоянное наличие полезного положительного давления в точке соединения? | Диапазон входного давления бустера определяется минимальным и максимальным измеренным давлением в источнике. |
| Коэффициент давления | Как изменяется отношение P2/P1 в зависимости от диапазона давления источника? | Проверка расположения элементов на ступенях и температуры охватывает как случаи низкого, так и высокого давления на входе. |
| Баланс поколений | Может ли источник восполнять запасы азота с той же скоростью, с какой его потребляет ускоритель? | Регуляторы уровня приемника и низкого уровня всасывания предотвращают затягивание источника вниз. |
| Хранилище | Какие приемники лучше справляются с короткими пиками: с низким или высоким давлением? | Расчеты запасов показывают, что имеющиеся запасы покрывают последствия события, не скрывая при этом устойчивого дефицита. |
| Окончательное решение следует зафиксировать в запросе предложений, файле ввода в эксплуатацию или журнале технического обслуживания, чтобы другой инженер мог воспроизвести принятое решение. | ||
Рабочий лист проверки проекта
Завершите цикл проверки «Измерьте минимальное и максимальное давление азота, доступное на предполагаемом входе бустера», задокументировав причину, реакцию и принятие решения. Начните с «определения режима работы бустера», определите ожидаемое поведение давления на всасывании бустера и выберите второе наблюдение, включающее коэффициент давления, которое может независимо подтвердить тот же вывод. Выполните проверку, не обходя защитные устройства и не выходя за пределы утвержденного рабочего диапазона. Если два сигнала не совпадают, проверьте точность прибора, состояние клапанов, потери давления, загрязнение, утечки или логику управления, прежде чем решать, какой компонент нуждается в ремонте. Независимое подтверждение ценно, когда остановка или замена будут дорогостоящими.
Для сравнения характеристик аналогичного оборудования, ознакомьтесь с информацией на сайте. компрессор N2 При проверке условий эксплуатации в этом разделе учитываются различные параметры. Здесь проводится перекрестная проверка, связанная со стандартным газовым компрессором-усилителем на основе азота.
Превратите пункт проверки «сравнение условий на входе» в зафиксированный этап приемки. Определите, где наблюдается атмосферное разрежение, рабочее состояние в этот момент и какие условия на входе или выходе могут изменить источник азота на входе. Запишите используемый прибор, чертеж, техническую документацию или данные физического осмотра для обоснования. Затем выполните действие «Рассчитать общую степень сжатия с абсолютным давлением для обоих крайних входных отверстий» в повторяемых условиях. Если результат противоречит ожидаемому поведению, отложите следующее проектное или техническое решение до тех пор, пока не будет объяснено несоответствие. Это даст другому инженеру достаточно контекста для воспроизведения проверки без опоры на память или недокументированное предположение.
Используйте коэффициент давления в качестве контрольной точки на месте эксплуатации, связанной с принципом «Сравните производительность генератора с потреблением бустера во время пикового потребления». Запишите место измерения или проверки, состояние газа, нагрузку компрессора, положение соответствующих клапанов и документ, определяющий приемку. Одновременно проверьте давление в ресивере, чтобы локальный симптом не был ошибочно принят за проблему всей системы. Концепция «рассчитать коэффициент давления» считается завершенной только тогда, когда наблюдение приводит к четкому решению: принять, исправить или передать на рассмотрение поставщику. Повторите проверку после любой коррекции и сохраните значения до и после вместе с протоколом ввода в эксплуатацию или технического обслуживания.
Проверьте «координацию с вышестоящим генератором», создав одно контролируемое условие, в котором источник азота и массовый расход вышестоящего источника могут быть интерпретированы совместно. Стабилизируйте систему, зафиксируйте давление, температуру, расход или состояние оборудования в зависимости от ситуации и используйте калиброванные приборы или прямой осмотр в указанных местах. Выполните «расчет размеров хранилищ низкого и высокого давления на основе запасов газа, а не на основе эмпирического правила объема сосуда» и запишите как ожидаемые, так и наблюдаемые результаты. Если требуется предельный уровень, специфичный для модели, получите его из документации выбранного компрессора, сосуда, трубопровода, генератора или технологического процесса, а не указывайте общее значение. В записи должно быть указано, почему окончательное решение технически обосновано.
Перед закрытием заявки на ремонт необходимо обеспечить наличие подтверждающих документов в разделе «Определение допустимых значений низкого давления всасывания, чистоты и давления на выходе». Для давления в ресивере запишите контрольную точку и состояние устройства или физические параметры; для давления всасывания бустера запишите точку сравнения, подтверждающую согласованную работу системы. Соотнесите оба наблюдения с «резервным объемом хранилища» и фактической нагрузкой или режимом работы. Значение без указания местоположения и состояния сложно использовать повторно. Если проверка выявит несоответствие, устраните ограничение, состояние управления, состояние компонента или конструктивное предположение, вызвавшее его, а затем повторите то же наблюдение, чтобы ремонт был подтвержден, а не предположен.
Воспользуйтесь сайтом компрессор азота высокого давления Этот ресурс используется в качестве второй проверки при преобразовании данного требования в спецификацию компрессора. Перекрестная проверка здесь связана со стандартным газовым компрессором-усилителем на основе азота.
Границы безопасности и проверки
Любое соединение с всасыванием под давлением создает риск потери энергии с обеих сторон бустера. Запорные клапаны, обратные клапаны, предохранительные клапаны и точки вентиляции должны быть расположены таким образом, чтобы предотвратить непреднамеренное избыточное давление в заблокированном участке. Выходы азота могут создавать атмосферу с дефицитом кислорода, поэтому направляйте предохранительный и продувочный газ в утвержденное безопасное место. Перед началом эксплуатации необходимо изолировать источники газа как до, так и после бустера и убедиться в нулевом давлении в баллоне, охладителях, ресиверах и соединительных линиях.
Контрольный список заявки на участие в программе Booster
- Измерьте минимальное и максимальное давление азота, доступное на предполагаемом входе в бустер.
- Рассчитайте общую степень сжатия, используя абсолютные значения давления для обоих входных отверстий.
- Сравните производительность генератора с потреблением энергии бустером в период пикового спроса.
- Расчет размеров хранилищ низкого и высокого давления производится исходя из запасов газа, а не на основе приблизительного расчета объема резервуара.
- В описании системы управления определите допустимые значения низкого всасывания, чистоты и давления на выходе.
- Попросите поставщика подтвердить, что машина рассчитана на весь диапазон работы под давлением.
Дополнительные вопросы
Можно ли подавать сжатый азот в стандартный компрессор?
Только если производитель одобрил это входное давление для конкретной машины. Всасывание под давлением изменяет усилия в цилиндрах, массовый расход, работу клапанов и нагрузку на привод; это не следует рассматривать как безобидное изменение в работе.
Всегда ли усилитель потребляет меньше энергии?
Более высокое давление на входе снижает коэффициент давления при фиксированном целевом расходе, но также может увеличить массовый расход. Сравнивайте согласованную мощность при фактическом расходе и условиях на входе, а не предполагайте повсеместное снижение.
Куда следует подключить приемник?
Ресивер низкого давления стабилизирует источник азота и всасывание бустера; ресивер высокого давления поддерживает быстрые пиковые нагрузки на выходе. Многие системы выигрывают от использования обоих типов ресиверов, но необходимый объем следует рассчитывать исходя из профиля спроса.
Когда концепция бустера оправдана
Используйте бустер азота, когда в процессе уже имеется полезный азот под давлением и требуется более высокое давление подачи. Сохраняйте это входное давление, защищайте источник от чрезмерного расхода и согласовывайте работу ресиверов и систем управления с условиями всасывания и нагнетания. Бустер следует выбирать для всего диапазона входного давления, а не только для номинального давления источника.
