עבור מתקנים תעשייתיים הזקוקים לאספקה רציפה של חמצן או חנקן, ציוד לייצור גז לא תמיד מותקן כמכונות נפרדות בתוך בניין ייעודי. אגז מיכלהפתרון משלב ייצור גז וציוד עזר נלווה במיכל שילוח סטנדרטי או מבנה מודולרי סגור אחר. המערכת השלמה יכולה לכלול מדחס אוויר, ציוד לטיפול באוויר, מחולל חמצן או חנקן PSA, מיכל אחסון, ארון בקרה, מערכת קירור, צנרת, שסתומים ומכשירי ניטור.
תצורה זו משנה את האופן שבו מערכת גז תעשייתית מתוכננת, מועברת, מותקנת ומופעלת. במקום להרכיב כל רכיב באתר הסופי, ניתן להשלים אינטגרציה עיקרית של המערכת לפני המסירה. לאחר מכן, המכולה מועברת למתקן המשתמש, מחוברת לשירותים וצינורות תהליכים, ומוזמנת לפעולה.
מהו פתרון גז מיכל?
A גז מיכלהפתרון הוא מערכת לייצור גז ארוזה המותקנת בתוך מיכל שילוח שונה או מתחם ייעודי. תפקידו לייצר גזים תעשייתיים בנקודת השימוש במקום להסתמך לחלוטין על צילינדרים שנמסרו, מיכלי גז נוזלי או ספק גז חיצוני.
עֲבוּריצירת חמצן PSA, למשל, אוויר אטמוספרי נדחס תחילה ומטופל לפני הכניסה למיטות מסננות מולקולריות. המסננת סופחת עדיפות חנקן תוך שהיא מאפשרת מעבר לגז עשיר בחמצן. על ידי מעבר בין מחזורי ספיחה והתחדשות, המערכת מייצרת חמצן ללא הרף.
מחולל חנקן PSA פועל על עיקרון ספיחה בתנודת לחץ דומה אך משתמש בחומר מסננת מולקולרית שנבחר כדי לספוח מועדף חמצן ורכיבים אחרים מאוויר דחוס. החנקן שנוצר נאסף ומסופק ליישום.
לכן מערכת מיכל אינה מתייחסת לטכנולוגיה ספציפית אחת לייצור גז. הוא מתאר את שיטת האריזה והפריסה של מערכת הגז השלמה.
איזה ציוד משולב בדרך כלל בתוך המכולה?
התצורה המדויקת תלויה בסוג הגז, הטוהר הנדרש, קצב הזרימה, הלחץ וסביבת ההפעלה. מערכת גז PSA טיפוסית עשויה לכלול את הציוד הבא:
| רכיב מערכת | פונקציה עיקרית |
|---|---|
| מדחס אוויר | מספק אוויר דחוס לתהליך PSA |
| מייבש אוויר | שולט על לחות באוויר דחוס |
| מסנני אוויר | הסר אירוסולי שמן, חלקיקים ומזהמים אחרים |
| מחולל PSA | מפריד חמצן או חנקן מאוויר דחוס |
| מיכל מאגר גז | מייצב את לחץ וזרימת הגז |
| אחסון גז למוצר | מספק עתודת גז נוספת בעת הצורך |
| ארון בקרה | שולט על שסתומים, רצף, אזעקות ופרמטרים הפעלה |
| מערכת קירור | מנהל חום שנוצר על ידי מדחסים וציוד עזר |
| צנרת ושסתומים | מחבר רכיבי תהליך בודדים |
| מכשירי ניטור | מודד לחץ, זרימה, טוהר, טמפרטורה ופרמטרים נוספים |
רמת האינטגרציה היא נקודה חשובה עבור הקונים. מיכל עשוי להכיל רק את מחולל הגז והבקרות, בעוד שתצורה אחרת עשויה לשלב את כל מערכת האוויר הדחוס-למוצר-גז.
לכן, כאשר משווים פתרונות גז מכולות, הקונים צריכים לאשר בדיוק איזה ציוד כלול במקום להתייחס לכל מערכת מכולות כאל חבילה מלאה.
כיצד פועלת מערכת גז PSA מיכלית?
רצף ההפעלה מתחיל בדרך כלל עם כניסת אוויר סביבה למדחס. האוויר הדחוס עובר דרך ציוד סינון וייבוש לפני הכניסה למחולל PSA.
בתוך הגנרטור פועלים לסירוגין כלי ספיחה מרובים. כלי אחד מבצע ספיחה בעוד אחר עובר ירידת לחץ והתחדשות. שסתומים אוטומטיים מחליפים את זרימת הגז בהתאם למחזור מתוכנת.
עבור מחולל חמצן, חנקן נספג באופן מועדף על ידי המסננת המולקולרית, ומייצר גז מועשר בחמצן ביציאה. עבור מחולל חנקן, חמצן נספג בצורה מועדפת, מה שמאפשר לחנקן לעבור כגז המוצר.
לאחר מכן, הגז שנוצר יכול להיכנס למיכל חיץ לפני שהוא מועבר לצינור של משתמש הקצה.
מערכת הבקרה מתאמת:
- פעולת מדחס
- טיפול באוויר
- ספיחה והתחדשות PSA
- החלפת שסתום
- בקרת לחץ מוצר-גז
- ניטור טוהר
- פונקציות אזעקה וכיבוי
רצף משולב זה חשוב מכיוון שבדרך כלל לא ניתן לשלוט על טוהר הגז על ידי כלי PSA בלבד. איכות אוויר דחוס ירודה, לחות מוגזמת, זיהום שמן, לחץ כניסה לא יציב או פרמטרים שגויים של מחזור עלולים להשפיע על ביצועי המסננת המולקולרית ואיכות הגז הסופית.
למה לשים ציוד לייצור גז בתוך מיכל?
הסיבה העיקרית היא לפשט את הפריסה.
התקנה קונבנציונלית לייצור גז עשויה לדרוש חדר ציוד ייעודי, תומכים מבניים, התקנת צנרת, עבודות חשמל, אוורור ותיאום בין ספקי ציוד מרובים. תצורה מיכלית מעבירה חלק גדול מהשילוב הזה לתוך סביבת ייצור מבוקרת לפני שהמערכת מגיעה לאתר הלקוח.
עבור מתקנים הפועלים במקומות מרוחקים או באזורים עם תשתית בנייה מוגבלת, הדבר יכול להפחית את כמות העבודה הנדרשת באתר.
המכולה מספקת גם גבול פיזי מוגדר לציוד. צנרת פנימית, ניתוב כבלים, מכשירים ולוחות בקרה יכולים להיות מסודרים לפי זרימת התהליך המתוכננת במקום להתפזר על פני מספר חדרים.
עם זאת, קונטיינריזציה אינה מבטלת את דרישות האתר. קונים עדיין צריכים להעריך את הבסיס, אספקת החשמל, האוורור, טמפרטורת הסביבה, הניקוז, חיבור יציאת הגז, דרישות בטיחות אש וגישה לתחזוקה.
מהו ערך הליבה עבור משתמשי קצה?
ניתן להשלים חלק גדול מהרכבת ובדיקות הציוד לפני המשלוח. המשתמש מקבל מערכת משולבת ולא רכיבים בודדים שיש להרכיב מאפס באתר ההתקנה.
זה שימושי במיוחד כאשר זמן הבנייה מוגבל או כאשר מערכת הגז נדרשת עבור פרויקט תעשייתי זמני, מרוחק או פריסה מהירה.
תקופת ההתקנה בפועל עדיין תלויה בתצורת המערכת ובתנאי האתר. חיבור לחשמל, חיבור שירות, חיבור צינור גז, בדיקה והפעלה נותרו הכרחיים.
מערכת גז מיכל יכולה להפחית את הצורך בבניית חדר ציוד נפרד.
המכולה מספקת את המתחם, שטח הרכבת הציוד ואזורי גישה מוגדרים. בהתאם לתכנון, ייתכן שהמשתמש יצטרך רק להכין בסיס מתאים ולחבר את השירותים הנדרשים וצינורות התהליך.
זה יכול להיות בעל ערך עבור מפעלים שבהם שטח הבנייה הפנוי מוגבל.
מערכת לייצור גז היא בדרך כלל יותר מחולל PSA. המדחס, המייבש, המסננים, מכלי ה-PSA, המיכלים, השסתומים, מערכת הבקרה ומכשירי הניטור חייבים לפעול כתהליך אחד.
אינטגרציה מכוללת מאפשרת לעצב רכיבים אלה סביב רצף תהליכים משותף.
לדוגמה, ניתן לארגן את צינור האוויר הדחוס ממדחס → סינון → ייבוש → מחולל PSA → מיכל חיץ → צינור משתמש. לאחר מכן ניתן להתקין מכשור וחיווט בקרה לפי אותה פריסת תהליך.
זה מפחית את הצורך של משתמש הקצה לתאם כל רכיב בודד במהלך ההתקנה.
ניתן לתכנן מערכת גז מכולות עבור מקומות שבהם קשה להקים מפעל גז קבוע.
יישומים פוטנציאליים כוללים:
- מפעלי ייצור תעשייתיים
- אתרי כרייה
- מתקני נפט וגז
- מפעלים לטיפול במים
- עיבוד מתכת
- מתקני רפואה או בריאות
- פרויקטים בתחום האנרגיה
- מתקנים תעשייתיים מרוחקים
- מתקני ייצור זמניים
ההתאמה של כל יישום תלויה בטוהר הגז הנדרש, בלחץ, בקצב הזרימה, בתנאי הסביבה ובתקנות הבטיחות החלות.
עבור משתמשים עם צריכת גז יציבה, הפקת חמצן או חנקן בנקודת השימוש יכולה לשנות את מודל אספקת הגז.
במקום לקבל ברציפות בלוני גז או לארגן אספקת גז נוזלי, המתקן יכול להפיק גז מאוויר אטמוספרי דחוס.
זה יכול להפחית את התלות בלוחות הזמנים של אספקה ובלוגיסטיקת האחסון. זה גם מאפשר לעצב את יכולת ייצור הגז סביב פרופיל הצריכה בפועל של המשתמש.
עם זאת, עבור רכש, החישוב לא צריך להשוות רק את מחיר הרכישה של גנרטור למחיר הגז בבקבוקים. צריכת חשמל, קיבולת מדחס, תחזוקה, החלפת מסננת מולקולרית, אחסון גז ושעות פעילות צריכים להיכלל בחישוב עלות מחזור החיים.
מה על משתמשי קצה לבדוק לפני ההזמנה?
מיכליות לבדה אינה קובעת האם מערכת גז מתאימה למתקן מסוים. על הקונים לספק מידע טכני לפני בחירת הציוד.
| פָּרָמֶטֶר | למה זה חשוב |
|---|---|
| סוג גז | קובע את טכנולוגיית ההפרדה ואת תצורת המערכת |
| טוהר נדרש | משפיע על עיצוב PSA, בחירת מסננת מולקולרית ומחזור הפעולה |
| זרימת גז | קובע את קיבולת הגנרטור והמדחס |
| לחץ יציאה | משפיע על תנאי ההפעלה של PSA וציוד במורד הזרם |
| שעות פעילות יומיות | משפיע על גודל המדחס וצריכת האנרגיה |
| שיא הביקוש לגז | קובע אם יש צורך בקיבולת חיץ או אחסון |
| טמפרטורת סביבה | משפיע על קירור המדחס ואוורור המיכל |
| איכות אוויר דחוס | עודף שמן או לחות עלולים לפגוע או לפגוע בביצועי הסופח |
| ספק כוח | קובע תאימות מדחס ומערכות חשמל |
| מיקום התקנה | משפיע על גודל המיכל, האוורור, הבסיס והגישה לתחזוקה |
| דרישות בקרה | קובע ניטור, אזעקות, תקשורת מרחוק ותצורת אוטומציה |
יש להעריך את הקשר בין פרמטרים אלה כמערכת שלמה.
לדוגמה, הגדלת זרימת הגז מבלי להתחשב בקיבולת המדחס עלולה ליצור אספקת אוויר כניסת לא מספקת. הגדלת דרישות הטוהר עשויה לשנות גם את מחזור ה-PSA ואת קצב התאוששות הגז. באופן דומה, התקנת מדחס בתוך מיכל סגור ללא הסרת חום מספקת עלולה ליצור סביבת הפעלה לא מתאימה.
התקנת ייצור גז קונבנציונלי מול מיכלים
שתי התצורות מבוססות על אותם עקרונות ייצור גז, אך גישות ההתקנה שלהן שונות.
| פָּרִיט | מערכת מכולות | התקנה קונבנציונלית |
|---|---|---|
| פריסת ציוד | משולב בתוך מיכל | מופץ בחדר ציוד |
| בניית אתרים | בדרך כלל פחות עבודות בנייה | בדרך כלל דורש מקום ייעודי |
| הרכבת המפעל | רמה גבוהה יותר של הרכבה מוקדמת אפשרית | נדרשת הרכבה נוספת באתר |
| הוֹבָלָה | המערכת מועברת כחבילה | הובלת ציוד בנפרד |
| הַתקָנָה | נדרשים חיבורי שירות ותהליכים | התקנת אתר נרחבת יותר |
| הַרחָבָה | ניתן לשקול מודולים נוספים | תלוי בשטח הבניין הפנוי |
| פריסה מרחוק | מתאים כאשר מתוכנן כהלכה | קשה יותר כאשר התשתית מוגבלת |
אף תצורה לא מתאימה אוטומטית לכל פרויקט. מפעל קבוע בעל קיבולת גבוהה עם תשתית מספקת עשוי להשתמש בבניין ציוד ייעודי, בעוד שפרויקט מרוחק עם משאבי בנייה מוגבלים עשוי ליהנות מפריסה במכולות.
הבחירה הנכונה תלויה בביקוש לגז, תנאי האתר, משך הפרויקט, השטח הפנוי, דרישות ההתקנה ועלות התפעול הכוללת.
NEWTEKמתמקדת במערכות לייצור גז באתר, כולל מחוללי חמצן PSA, מחוללי חנקן PSA, מדחסי אוויר וציוד לטיפול באוויר. מוצרים אלה יכולים להוות חלקים שונים של מערכת משולבת לייצור גז בהתאם לסוג הגז הנדרש ולתנאי ההפעלה של המשתמש.
עבור פרויקט מכולות, תכנון המערכת צריך לקחת בחשבון יותר מאשר מחולל ה-PSA עצמו. יש לתאם את מקור האוויר הדחוס, הסינון, הייבוש, מערכת הספיחה, אחסון הגז, ארון הבקרה, הצנרת, הקירור והאוורור בהתאם לקצב הזרימה והטוהר.
לכן, NEWTEK יכולה לגשת לפרויקט גז מיכל כתצורת מערכת במקום פשוט לספק כלי PSA בודד. ניתן לקבוע את הסידור הסופי לפי פרמטרים כמו טוהר חמצן או חנקן, זרימת גז מוצר, לחץ יציאה, לוח זמנים הפעלה, תנאי חשמל וסביבת התקנה.
עבור משתמשי קצה, שאלת הרכישה המרכזית היא לא רק האם ניתן להציב מחולל גז בתוך מיכל. זה האם המערכת הארוזה השלמה יכולה לספק את הגז הנדרש בתנאי ההפעלה בפועל של האתר תוך השארת מקום מספיק לבדיקה, תחזוקה, אוורור ושירות עתידי.
מַסְקָנָה
פתרון גז מכולות הוא בעצם שיטה לשילוב ציוד לייצור גז ומערכות עזר במתחם נייד. הערך המרכזי שלו נובע משילוב של שילוב ציוד עם פריסת אתר פשוטה.
עבור משתמשי קצה, השיקולים העיקריים צריכים להישאר טכניים: טוהר הגז הנדרש, קצב זרימה, לחץ, איכות אוויר דחוס, אספקת חשמל, תנאי סביבה, קיבולת אחסון, אוורור וגישה לתחזוקה.
כאשר פרמטרים אלו מוגדרים לפני בחירת הציוד, ניתן להגדיר מערכת חמצן או חנקן מסוג PSA במכולות סביב דרישת הגז בפועל וסביבת ההתקנה במקום פשוט לבחור מיכל סטנדרטי ולמלא אותו בציוד.
