วิธีการเลือกคอมเพรสเซอร์ไนโตรเจนให้เหมาะสมกับแรงดัน อัตราการไหล และรอบการทำงาน

ควรเลือกคอมเพรสเซอร์ N2 จากขอบเขตการทำงานที่กำหนดไว้ ไม่ใช่จากตัวเลขอัตราการไหลเพียงค่าเดียวที่คัดลอกมาจากสรุปกระบวนการ เริ่มต้นด้วยการระบุแหล่งที่มาของไนโตรเจน ความดันที่ต้องการ การเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลเมื่อเวลาผ่านไป และระยะเวลาของแต่ละสถานะการทำงาน คอมเพรสเซอร์ที่รับไนโตรเจนจากเครื่องกำเนิด PSA หน่วยเมมเบรน เครื่องระเหยไนโตรเจนเหลว หรือเฮดเดอร์โรงงานแรงดันต่ำ อาจพบกับสภาวะการดูดที่แตกต่างกันมาก แม้ว่าผู้ใช้ปลายทางจะขอความดันปล่อยเดียวกันก็ตาม ดังนั้น การเลือกจึงต้องเชื่อมโยงแหล่งที่มาและผู้ใช้เข้าด้วยกัน เอกสารการออกแบบที่มีประโยชน์ที่สุดจะมีแถวแยกต่างหากสำหรับความดันดูดต่ำสุด ปกติ และสูงสุด ความต้องการไนโตรเจนปกติและสูงสุด ความดันที่ต้องการ ณ จุดใช้งาน อุณหภูมิขาเข้าที่คาดการณ์ไว้ และระยะเวลาของเหตุการณ์สูงสุด นอกจากนี้ยังควรระบุว่าอัตราการไหลเป็นแบบมาตรฐานหรือแบบจริง และความดันเป็นแบบเกจหรือแบบสัมบูรณ์ เมื่อข้อมูลพื้นฐานเหล่านี้ชัดเจนแล้ว ผู้ผลิตคอมเพรสเซอร์สามารถประเมินขนาดกระบอกสูบ การจัดเรียง ความเร็ว การระบายความร้อน และการควบคุมตามการใช้งานจริง แทนที่จะเป็นคำขอที่ไม่ชัดเจนสำหรับ "ไนโตรเจนแรงดันสูง"

ตัวเลขทั้งหกตัวที่กำหนดหน้าที่

แรงดันดูด

ใช้ค่าความดันที่คาดว่าจะเกิดขึ้นที่หน้าแปลนทางเข้าของคอมเพรสเซอร์ โดยรวมถึงการสูญเสียระหว่างแหล่งจ่ายไนโตรเจนและเครื่องจักรด้วย

แรงดันปล่อย

กำหนดแรงดันที่ต้องการ ณ จุดใช้งาน จากนั้นให้บวกเฉพาะค่าการสูญเสียแรงดันปลายทางที่ตรวจสอบแล้วระหว่างคอมเพรสเซอร์และกระบวนการผลิต

การไหลเวียนปกติ

ระบุปริมาณไนโตรเจนที่ต้องการอย่างต่อเนื่องหรือบ่อยที่สุด โดยอ้างอิงจากค่ามาตรฐานที่กำหนด เช่น Nm3/h ภายใต้สภาวะปกติที่ระบุไว้

อัตราการไหลสูงสุด

อธิบายทั้งขนาดและระยะเวลาของช่วงพีค เพื่อให้สามารถประเมินความจุในการจัดเก็บและความจุของคอมเพรสเซอร์แยกกันได้

รอบการทำงาน

บันทึกระยะเวลาที่คอมเพรสเซอร์ทำงานขณะโหลด คลายโหลด เดินเครื่องเปล่า หยุด หรือทำงานใกล้ระดับโหลดสูงสุด ในระหว่างรอบการผลิตที่เป็นตัวแทน

ปฏิเสธ

ระบุอัตราการไหลผ่านที่เสถียรต่ำสุดที่แพ็คเกจต้องรองรับได้โดยไม่ต้องมีการทำงานวนซ้ำ การระบายอากาศ หรือการหมุนเวียนมากเกินไป

1. กำหนดให้แรงดันดูดและแรงดันปล่อยมีพื้นฐานเดียวกัน

ข้อผิดพลาดด้านความดันเป็นหนึ่งในวิธีที่เร็วที่สุดในการเลือกขนาดคอมเพรสเซอร์ไนโตรเจนผิดพลาด ควรใช้ความดันสัมบูรณ์สำหรับอัตราส่วนการอัดและงานทางเทอร์โมไดนามิก ในขณะที่เครื่องมือวัดในโรงงานอาจยังคงแสดงความดันเกจสำหรับการทำงาน ที่สำคัญกว่านั้นคือ ต้องกำหนดตำแหน่งการวัด ตัวส่งสัญญาณทางออกของเครื่องกำเนิดอาจอ่านค่าได้ถูกต้อง ในขณะที่ตัวกรองสกปรก ท่อดูดขนาดเล็กเกินไป ตัวควบคุม หรือวาล์วที่ปิดไม่สนิท อาจทำให้ความดันที่หน้าแปลนคอมเพรสเซอร์ลดลง ควรตรวจสอบคอมเพรสเซอร์เทียบกับความดันดูดที่ต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ เนื่องจากสภาวะดังกล่าวจะลดความหนาแน่นของก๊าซขาเข้าและโดยปกติจะเพิ่มอัตราส่วนความดันที่จำเป็นเพื่อให้ได้เป้าหมายการปล่อยเดียวกัน สำหรับด้านทางออก ให้คำนวณย้อนกลับจากข้อกำหนดของกระบวนการ รวมถึงการสูญเสียที่ตรวจสอบแล้วผ่านทางตัวระบายความร้อน ตัวรับ ตัวกรอง เครื่องอบแห้ง วาล์วควบคุม และท่อส่ง แต่ไม่ควรเพิ่มค่าเผื่อความดันทั่วไปจำนวนมากเพียงเพราะยังไม่ได้คำนวณการสูญเสียในท่อ

2. แยกปริมาณการใช้น้ำปกติออกจากปริมาณการใช้น้ำสูงสุดในช่วงเวลาสั้นๆ

โดยทั่วไปแล้วโรงงานต้องการคำตอบสองแบบที่แตกต่างกัน คือ ปริมาณไนโตรเจนที่ใช้ไปในหนึ่งชั่วโมง และปริมาณที่ต้องการสำหรับเหตุการณ์สั้นๆ อัตราการไหลปกติจะเป็นตัวกำหนดภาระการทำงานของคอมเพรสเซอร์อย่างต่อเนื่องและปริมาณการใช้พลังงานส่วนใหญ่ สำหรับช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด เช่น การไล่ก๊าซ การเติม หรือการทำงานของวาล์วพร้อมกัน อาจใช้แหล่งจ่ายก๊าซจากถังรับก๊าซได้ในราคาที่ประหยัดกว่า หากปริมาณก๊าซทั้งหมดไม่มากนัก ควรสร้างโปรไฟล์ความต้องการตามเวลา แทนที่จะเลือกคอมเพรสเซอร์ที่มีขนาดเท่ากับปริมาณสูงสุดในทันที สำหรับแต่ละเหตุการณ์ ให้บันทึกอัตราการไหล ระยะเวลา และแรงดันกระบวนการขั้นต่ำที่ยอมรับได้ จากนั้นเปรียบเทียบปริมาณก๊าซที่ขาดหายไปในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด กับปริมาณก๊าซในถังรับก๊าซที่มีอยู่ และปริมาณก๊าซที่คอมเพรสเซอร์จ่ายให้ การแยกแยะนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้เลือกขนาดเครื่องใหญ่เกินไปสำหรับเหตุการณ์ที่กินเวลาเพียงไม่กี่นาที ในขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดตรงกันข้าม คือ การเลือกเครื่องที่สามารถตอบสนองความต้องการโดยเฉลี่ยได้ แต่ทำให้แรงดันในท่อส่งก๊าซลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาที่มีการผลิตสูงสุด

สำหรับข้อมูลเปรียบเทียบอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง โปรดตรวจสอบในเว็บไซต์ การกำหนดขนาดคอมเพรสเซอร์ไนโตรเจน ตัวเลือกต่างๆ ขณะตรวจสอบสมมติฐานการทำงานในส่วนนี้ การตรวจสอบความถูกต้องในที่นี้เชื่อมโยงกับการเลือกอัตราการไหลของแรงดันคอมเพรสเซอร์ N2

3. พิจารณาอัตราส่วนการทำงาน (duty cycle) เป็นข้อกำหนดด้านความร้อนและกลไก

คำว่า “ใช้งานต่อเนื่อง” ไม่ใช่แค่ฉลากทางการตลาด คอมเพรสเซอร์ที่ทำงานใกล้กับโหลดที่กำหนดเป็นเวลานาน ต้องระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง รักษาอุณหภูมิของวาล์วและซีลให้อยู่ในขอบเขตที่อนุมัติ รักษาการหล่อลื่นในจุดที่ต้องใช้การหล่อลื่น และต้องสามารถเข้าถึงเพื่อซ่อมบำรุงได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการผลิตที่ยอมรับไม่ได้ การทำงานแบบไม่ต่อเนื่องก่อให้เกิดปัญหาที่แตกต่างกันออกไป เช่น การสตาร์ทซ้ำๆ การเปลี่ยนโหลด-ปลดโหลดบ่อยครั้ง และการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างมาก ซึ่งอาจกลายเป็นความเครียดหลัก บันทึกจำนวนการสตาร์ทต่อรอบการผลิต ชั่วโมงการทำงานที่มีโหลด ชั่วโมงการทำงานที่ไม่มีโหลด เวลาสแตนด์บายที่คาดไว้ และระยะเวลาการทำงานที่ความดันสูงสุด หากเครื่องจะทำงานในห้องคอมเพรสเซอร์ที่ร้อนหรือในที่สูง ควรระบุเงื่อนไขเหล่านั้นด้วย เพราะความสามารถในการระบายความร้อนและระยะขอบของมอเตอร์อาจเปลี่ยนแปลงได้ การเลือกควรตรงกับรูปแบบการทำงานจริงมากกว่าการสันนิษฐานว่าคอมเพรสเซอร์ที่เหมาะสมกับการใช้งานหนึ่งชั่วโมง ณ จุดทดสอบ จะสามารถใช้งานได้อย่างสะดวกสบายตลอด 24 ชั่วโมงเช่นกัน

4. ตรวจสอบว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อแหล่งไนโตรเจนเคลื่อนที่

ระบบการผลิตในสถานที่มักไม่สามารถสร้างสภาวะการดูดที่คงที่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ระบบ PSA และระบบเมมเบรนสามารถเปลี่ยนแปลงอัตราการไหลที่มีอยู่ได้ด้วยจุดตั้งค่าความบริสุทธิ์ สภาพอากาศป้อน และสถานะการควบคุม ตัวรับผลิตภัณฑ์สามารถช่วยลดความผันแปรเหล่านั้นได้บ้าง แต่บูสเตอร์ยังคงต้องการแรงดันขาเข้าขั้นต่ำที่กำหนดไว้และการตอบสนองการควบคุมเมื่อการจ่ายจากต้นทางลดลง สำหรับแหล่งไนโตรเจนแบบก้อนหรือแบบไอ แรงดันอาจเปลี่ยนแปลงไปตามกลยุทธ์การจัดเก็บและการควบคุมแทน สร้างขอบเขตการทำงานของคอมเพรสเซอร์โดยอิงจากแหล่งที่จะติดตั้งจริง ถามว่าบูสเตอร์จะทำอย่างไรเมื่อแรงดันดูดลดลง: กำลังการผลิตลดลงหรือไม่ ตัวควบคุมจะลดภาระลงหรือไม่ การอนุญาตให้ดูดต่ำจะหยุดเครื่องหรือไม่ หรือการรีไซเคิลจะรักษาอัตราการไหลขั้นต่ำไว้หรือไม่ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อผู้ใช้แรงดันสูงสามารถใช้สินค้าคงคลังในตัวรับได้เร็วกว่าที่เครื่องกำเนิดไนโตรเจนจะเติมเต็มได้

5. ปรับกลยุทธ์การควบคุมและปริมาณผู้รับให้สอดคล้องกับพฤติกรรมความต้องการ

ควรออกแบบความจุของคอมเพรสเซอร์และความจุของถังรับก๊าซร่วมกัน ถังรับก๊าซขนาดใหญ่สามารถรองรับความต้องการสูงสุดในช่วงเวลาสั้นๆ ลดการทำงานแบบวนซ้ำ และให้เวลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้นทางในการฟื้นตัว แต่ไม่สามารถแก้ปัญหาการขาดแคลนกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่องได้ ในทำนองเดียวกัน ระบบขับเคลื่อนความเร็วแปรผันสามารถปรับตามความต้องการที่เปลี่ยนแปลงได้เฉพาะภายในช่วงความเร็วที่ได้รับการอนุมัติสำหรับคอมเพรสเซอร์ มอเตอร์ ระบบหล่อลื่น และระบบระบายความร้อนเท่านั้น แพ็คเกจอื่นๆ อาจใช้การควบคุมการโหลด-ปลดโหลด การบายพาส หรือการรีไซเคิล เครื่องจักรหลายเครื่องเรียงกัน หรือการผสมผสานวิธีการต่างๆ ควรวางแผนความต้องการที่คาดการณ์ไว้เทียบกับความจุของคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่ ณ แรงดันดูดหลายระดับ จากนั้นจึงตัดสินใจว่าถังรับก๊าซจะทำงานในช่วงแรงดันใด และตัวควบคุมจะตอบสนองอย่างไรเมื่อท่อส่งเข้าใกล้จุดตั้งค่าแต่ละจุด เป้าหมายไม่ใช่เพียงแค่มาตรวัดการปล่อยก๊าซที่เสถียร แต่เป็นระบบควบคุมที่รักษาคอมเพรสเซอร์ให้อยู่ในช่วงการทำงานที่เหมาะสมในขณะที่ผู้ใช้ได้รับไนโตรเจนตามที่ต้องการ

6. กำหนดให้มีการประเมินประสิทธิภาพของซัพพลายเออร์สำหรับเอกสารทั้งหมด

หลังจากกำหนดภาระงานของโรงงานแล้ว ให้ขอให้ผู้จำหน่ายส่งข้อมูลประสิทธิภาพสำหรับสภาวะไนโตรเจนจริง แทนที่จะใช้กราฟอากาศทั่วไปหรือแบบจำลองที่ไม่เกี่ยวข้อง คำตอบควรระบุถึงกำลังการผลิต สภาวะการดูด แรงดันปล่อย ความต้องการของตัวขับ การแบ่งขั้นตอน ระบบระบายความร้อน และข้อจำกัดใดๆ ที่มีความสำคัญเมื่อพิจารณาขอบเขตของช่วงที่ร้องขอ ตรวจสอบกรณีการดูดต่ำ/การปล่อยสูงอย่างละเอียดถี่ถ้วนเช่นเดียวกับกรณีปกติ เพราะมักจะให้ค่าอัตราส่วนการอัดสูงสุด ตรวจสอบความต้องการขั้นต่ำด้วยเพื่อให้วิธีการควบคุมมีความน่าเชื่อถือ หากคาดว่าจะมีการขยายในอนาคต ให้ระบุกรณีในอนาคตแยกต่างหาก แทนที่จะรวมไว้ในค่าปัจจุบันทุกค่า วิธีนี้จะทำให้ต้นทุนการขยายปรากฏให้เห็นชัดเจนและช่วยหลีกเลี่ยงการซื้อเครื่องจักรขนาดใหญ่เกินไปที่ใช้งานแบบวนรอบในช่วงปีแรกๆ ในระหว่างการทดสอบระบบ ให้บันทึกตัวแปรเดียวกันกับที่ใช้ในการเลือก เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบระบบที่ติดตั้งกับจุดภาระงานที่ได้รับการอนุมัติได้

ใช้เว็บไซต์ คอมเพรสเซอร์ N2 ใช้แหล่งข้อมูลนี้เป็นขั้นตอนตรวจสอบที่สองเมื่อแปลข้อกำหนดนี้ไปเป็นข้อกำหนดเฉพาะของคอมเพรสเซอร์ การตรวจสอบซ้ำในที่นี้เชื่อมโยงกับการเลือกอัตราการไหลของแรงดันในคอมเพรสเซอร์ N2

การตรวจสอบความถูกต้องของการเลือก

แบบฟอร์มตรวจสอบโครงการ

เปลี่ยนรายการตรวจสอบ “สร้างจุดการทำงาน” ให้เป็นขั้นตอนการยอมรับที่บันทึกไว้ ระบุตำแหน่งที่สังเกตแรงดันดูด สถานะการทำงานในขณะนั้น และสภาวะต้นน้ำหรือปลายน้ำที่อาจเปลี่ยนแปลงการไหลปกติ บันทึกเครื่องมือ ภาพวาด เอกสารข้อมูล หรือการตรวจสอบทางกายภาพที่ใช้เป็นพื้นฐาน จากนั้นดำเนินการ “เขียนแรงดันดูดต่ำสุด ปกติ และสูงสุดที่หน้าแปลนทางเข้าคอมเพรสเซอร์” ภายใต้เงื่อนไขที่ทำซ้ำได้ หากผลลัพธ์ขัดแย้งกับพฤติกรรมที่คาดหวัง ให้ระงับการตัดสินใจด้านการออกแบบหรือการบำรุงรักษาครั้งต่อไปจนกว่าจะมีการอธิบายความคลาดเคลื่อนนี้ ซึ่งจะช่วยให้วิศวกรคนอื่นมีบริบทเพียงพอที่จะทำซ้ำการตรวจสอบได้โดยไม่ต้องอาศัยความจำหรือข้อสันนิษฐานที่ไม่ได้บันทึกไว้

ใช้แรงดันขาออกเป็นจุดตรวจสอบภาคสนามที่เชื่อมโยงกับ “ระบุแรงดันกระบวนการที่ต้องการและคำนวณการสูญเสียแรงดันปลายทางแยกต่างหาก” บันทึกตำแหน่งการวัดหรือการตรวจสอบ สถานะของก๊าซ โหลดของคอมเพรสเซอร์ ตำแหน่งวาล์วที่เกี่ยวข้อง และเอกสารที่กำหนดการยอมรับ ตรวจสอบอัตราการไหลสูงสุดไปพร้อมกัน เพื่อป้องกันไม่ให้เข้าใจผิดว่าอาการเฉพาะจุดเป็นปัญหาของทั้งระบบ แนวคิด “แยกความต้องการปกติและความต้องการสูงสุด” จะสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อการสังเกตนำไปสู่การตัดสินใจที่ชัดเจน: ยอมรับ แก้ไข หรือส่งต่อให้ผู้จำหน่ายตรวจสอบ ทำการตรวจสอบซ้ำหลังจากแก้ไขแล้ว และเก็บค่าก่อนและหลังการแก้ไขไว้ในบันทึกการทดสอบระบบหรือการบำรุงรักษา

ตรวจสอบ “กำหนดแรงดันที่ผู้ใช้” โดยการสร้างสภาวะควบคุมหนึ่งสภาวะที่สามารถตีความอัตราการไหลปกติและรอบการทำงานร่วมกันได้ ทำให้ระบบเสถียร บันทึกแรงดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล หรือสถานะของเครื่องจักรตามความเหมาะสม และใช้เครื่องมือที่ได้รับการสอบเทียบหรือตรวจสอบโดยตรง ณ ตำแหน่งที่กำหนด ดำเนินการ “แสดงรายการอัตราการไหลปกติ อัตราการไหลสูงสุด และระยะเวลาสูงสุดบนพื้นฐานของการอ้างอิงที่กำหนด” และบันทึกทั้งการตอบสนองที่คาดหวังและที่สังเกตได้ หากจำเป็นต้องใช้ขีดจำกัดเฉพาะรุ่น ให้ขอรับจากเอกสารของคอมเพรสเซอร์ ถัง ท่อ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือกระบวนการที่เลือก แทนที่จะใส่ค่าทั่วไป บันทึกควรแสดงให้เห็นว่าเหตุใดการตัดสินใจขั้นสุดท้ายจึงมีความชอบธรรมทางเทคนิค

ก่อนที่จะตัดสินใจเลือกอุปกรณ์ ให้เปรียบเทียบหน้าที่นี้กับหน้าที่ของสถานที่นั้นๆ เครื่องอัดอากาศ N2 อุตสาหกรรม ตรวจสอบช่วงและยืนยันว่าใช้ฐานแรงดันเดียวกัน การตรวจสอบซ้ำในที่นี้เกี่ยวข้องกับการเลือกอัตราการไหลของแรงดันคอมเพรสเซอร์ N2

ขอบเขตความปลอดภัยและการตรวจสอบ

ไนโตรเจนสามารถแทนที่ออกซิเจนได้ และก๊าซอัดจะกักเก็บพลังงานไว้จำนวนมาก ควรจัดวางช่องระบายอากาศ ช่องระบายแรงดัน และช่องปล่อยก๊าซให้เหมาะสม เพื่อไม่ให้เกิดบริเวณที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอ ก่อนเปิดส่วนใดส่วนหนึ่งของคอมเพรสเซอร์หรือท่อที่เชื่อมต่อ ต้องแยกแหล่งพลังงาน ลดแรงดันในปริมาตรที่ถูกกักไว้ และปฏิบัติตามขั้นตอนการล็อกเอาต์และการขออนุญาตของสถานที่นั้นๆ อุปกรณ์ระบายแรงดัน ภาชนะรับแรงดัน อุปกรณ์ไฟฟ้า และอุปกรณ์สำหรับพื้นที่อันตราย ต้องได้รับการเลือกให้เป็นไปตามข้อกำหนดและเอกสารที่ได้รับอนุมัติซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงการนั้นๆ

รายการตรวจสอบ RFQ ก่อนขอแบบจำลอง

1. ระบุค่าแรงดันดูดต่ำสุด ค่าปกติ และค่าสูงสุดที่หน้าแปลนทางเข้าของคอมเพรสเซอร์
2. ระบุแรงดันกระบวนการที่ต้องการ และคำนวณการสูญเสียแรงดันปลายทางแยกต่างหาก
3. ระบุอัตราการไหลปกติ อัตราการไหลสูงสุด และระยะเวลาสูงสุด โดยอ้างอิงจากข้อมูลที่กำหนดไว้
4. อธิบายส่วนต่างๆ ของวงจรการทำงาน ได้แก่ ขณะมีโหลด ขณะไม่มีโหลด ขณะหยุด และขณะสแตนด์บาย
5. กำหนดช่วงแรงดันใช้งานของตัวรับและหลักการควบคุมคอมเพรสเซอร์
6. ขอให้ผู้จำหน่ายยืนยันประสิทธิภาพทั้งในกรณีปกติและกรณีจำกัด

คำถามคัดเลือกที่ควรหาคำตอบตั้งแต่เนิ่นๆ

กฎการเลือกเพื่อรักษาไว้

การเลือกคอมเพรสเซอร์ N2 ที่เหมาะสมนั้นต้องพิจารณาจากข้อกำหนดด้านแรงดัน อัตราการไหล และเวลาที่สอดคล้องกัน ต้องระบุแหล่งที่มา ผู้ใช้งาน และพฤติกรรมการควบคุมระหว่างกัน เมื่อเอกสารขอใบเสนอราคา (RFQ) ระบุช่วงแรงดันด้านดูด ข้อกำหนดด้านการปล่อย อัตราการไหลปกติและสูงสุด ระยะเวลาสูงสุด รอบการทำงาน และอัตราการลดกำลังการผลิตที่คาดหวัง ผู้จำหน่ายสามารถเลือกขนาดคอมเพรสเซอร์ให้เหมาะสมกับการใช้งานจริงได้ และทีมงานทดสอบระบบก็จะมีพื้นฐานที่ชัดเจนในการยอมรับ