Hệ thống khí hấp thụ xoay áp suất đóng gói (PSA) cung cấp một phương pháp tích hợp để tạo ra khí công nghiệp gần điểm tiêu thụ. Bằng cách đặt thiết bị tạo khí và các bộ phận hỗ trợ của nó bên trong một thùng chứa được thiết kế chuyên dụng, các hệ thống này có thể giảm nhu cầu xây dựng các tòa nhà thiết bị riêng biệt và đơn giản hóa việc triển khai tại các khu công nghiệp, nơi việc xây dựng nhà máy thông thường khó khăn, tốn thời gian hoặc không thực tế.
Tuy nhiên, cấu hình được chứa trong container không tự động phù hợp với mọi môi trường làm việc. Nhiệt độ môi trường, độ ẩm, bụi, chất ăn mòn, độ cao, cơ sở hạ tầng điện, thông gió, nhu cầu khí đốt và khả năng tiếp cận bảo trì đều ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Một container hoạt động hiệu quả tại cơ sở công nghiệp ven biển có thể yêu cầu các biện pháp bảo vệ khác nhau tại mỏ sa mạc, công trường xây dựng ở xa hoặc trang trại nuôi trồng thủy sản nhiệt đới.
Đối với chủ dự án, nhà thầu kỹ thuật và người sử dụng khí công nghiệp, câu hỏi quan trọng không chỉ đơn giản là liệu hệ thống khí PSA đóng gói có thể được lắp đặt tại một địa điểm cụ thể hay không. Câu hỏi quan trọng hơn là liệu hệ thống có thể cung cấp lưu lượng khí, độ tinh khiết và áp suất cần thiết theo điều kiện vận hành thực tế của địa điểm trong khi vẫn an toàn, có thể bảo trì và thiết thực về mặt kinh tế hay không.
Bài viết này giải thích các điều kiện làm việc phù hợp với hệ thống khí PSA đóng trong container, các giới hạn môi trường phải được đánh giá và các cân nhắc kỹ thuật ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị và vận hành lâu dài.
Những vị trí khó xây dựng nhà máy cố định
Một trong những ứng dụng phù hợp nhất cho hệ thống khí PSA đóng container là địa điểm mà việc xây dựng phòng thiết bị thông thường sẽ tạo thêm chi phí xây dựng, sự chậm trễ hoặc khó khăn về hậu cần.
Các dự án công nghiệp thường cần nguồn cung cấp khí đốt tại chỗ mà không có sẵn tòa nhà để lắp đặt máy nén, thiết bị xử lý không khí, thiết bị tạo khí, bộ điều khiển và các bộ phận liên quan. Sự sắp xếp trong container tích hợp các thành phần này thành một gói phối hợp, với điều kiện là cách bố trí thiết bị và bảo vệ môi trường được thiết kế cho việc lắp đặt dự định.
Cơ sở công nghiệp từ xa
Hoạt động khai thác, nhà máy chế biến khoáng sản, nhà xưởng ở xa và cơ sở sản xuất biệt lập có thể nằm cách xa cơ sở hạ tầng công nghiệp đã được thiết lập. Việc xây dựng một nhà máy chuyên dụng tại những địa điểm này có thể yêu cầu thêm công trình dân dụng, vận chuyển và nhân công.
Một hệ thống container có thể giảm bớt khối lượng công việc xây dựng riêng biệt cần thiết. Gói thiết bị có thể được vận chuyển đến khu vực lắp đặt đã chuẩn bị sẵn, kết nối với các tiện ích cần thiết và đưa vào vận hành theo kế hoạch dự án.
Tuy nhiên, việc triển khai từ xa vẫn đòi hỏi nền móng phù hợp, khả năng tiếp cận để nâng và vận chuyển, nguồn điện, hệ thống thông gió và sắp xếp bảo trì. Container làm giảm một số yêu cầu xây dựng; nó không loại bỏ sự cần thiết phải chuẩn bị trang web.
Hoạt động tạm thời hoặc dựa trên dự án
Một số ứng dụng công nghiệp hoạt động trong một khoảng thời gian dự án xác định. Ví dụ bao gồm phá dỡ công nghiệp, tháo dỡ tàu, cơ sở cắt kim loại tạm thời và một số dự án xây dựng.
Trong những môi trường này, nguồn cung cấp khí đốt bằng container có thể hấp dẫn vì thiết bị có thể được di dời sau khi dự án kết thúc. Khả năng di dời thực tế phụ thuộc vào cấu trúc container, thiết bị được lắp đặt, điểm nâng, kích thước vận chuyển, kết nối tiện ích và các quy trình cần thiết để chuẩn bị hệ thống di chuyển.
Một hệ thống dành cho việc di dời nhiều lần phải được thiết kế phù hợp ngay từ đầu. Thiết bị phù hợp cho việc lắp đặt cố định có thể yêu cầu bảo vệ kết cấu bổ sung, bố trí kết nối và kiểm tra liên quan đến vận chuyển trước khi có thể di chuyển thường xuyên.
Lắp đặt ngoài trời với sự bảo vệ môi trường thích hợp
Hệ thống khí PSA đóng container thường được chọn để lắp đặt ngoài trời vì vỏ bọc của chúng có thể bảo vệ các thiết bị bên trong khỏi tiếp xúc trực tiếp với thời tiết. Tuy nhiên, một container vận chuyển thông thường không tự động là nơi chứa đựng thiết bị công nghiệp thích hợp.
Cấu trúc thùng chứa, lớp cách nhiệt, cửa ra vào, vòng đệm, thông gió, làm mát, bảo vệ điện và chống ăn mòn phải được lựa chọn theo các điều kiện môi trường dự kiến.
Lượng mưa và khả năng tiếp xúc với nước
Những nơi thường xuyên có mưa, bão theo mùa hoặc độ ẩm cao cần được bảo vệ hiệu quả chống lại sự xâm nhập của nước. Nước xâm nhập vào vỏ thiết bị có thể làm hỏng các bộ phận điện, ăn mòn bề mặt kim loại, làm giảm khả năng cách điện và ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống điều khiển.
Việc lắp đặt phải bao gồm việc bịt kín mái và cửa, hệ thống thoát nước, bảo vệ lối vào cáp và bố trí nền móng để ngăn nước đọng tích tụ xung quanh thùng chứa. Vỏ bọc phải được kiểm tra sau các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt, đặc biệt khi có thể xảy ra mưa hoặc lũ lụt do gió.
Khi có nguy cơ lũ lụt, thiết kế địa điểm nên xem xét mức độ lũ dự kiến, tuyến thoát nước, độ cao của thiết bị và hậu quả của việc nước chạm tới các bộ phận hệ thống điện hoặc hệ thống khí đốt.
Gió và thời tiết khắc nghiệt
Tải trọng gió cần được xem xét khi lựa chọn kết cấu container, móng, hệ thống neo và các thiết bị hỗ trợ bên ngoài. Các địa điểm tiếp xúc với gió mạnh theo mùa, lốc xoáy hoặc thời tiết khắc nghiệt khác có thể yêu cầu kỹ thuật kết cấu bổ sung.
Đường ống bên ngoài, khay cáp, lỗ thông gió và thiết bị làm mát cũng phải được bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học và tiếp xúc với thời tiết.
Nhà cung cấp thiết bị và kỹ sư hiện trường phải xác minh rằng vỏ bọc và cách bố trí lắp đặt phù hợp với các yêu cầu về kết cấu và gió địa phương hiện hành.
Bức xạ mặt trời
Ánh sáng mặt trời trực tiếp có thể làm tăng đáng kể nhiệt độ của vỏ kim loại, đặc biệt là ở vùng khí hậu nóng. Ngay cả khi nhiệt độ không khí xung quanh có thể chấp nhận được thì nhiệt độ bên trong có thể vượt quá giới hạn vận hành của các bộ phận điện, máy nén, van và thiết bị khác.
Tùy thuộc vào thiết kế, các biện pháp phù hợp có thể bao gồm cách nhiệt, lớp phủ bên ngoài phản chiếu, che nắng, thông gió cưỡng bức hoặc làm mát cơ học. Giải pháp cần thiết phải được xác định từ tải nhiệt của thiết bị, khí hậu địa phương và nhiệt độ vận hành bên trong cho phép.
Mục tiêu không chỉ đơn thuần là giữ cho container luôn thoải mái cho nhân viên. Đó là duy trì mọi thành phần quan trọng trong phạm vi hoạt động được chỉ định của nó.
Nhiệt độ môi trường trong phạm vi hoạt động được thiết kế
Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phù hợp của hệ thống khí PSA đóng container.
Một hệ thống được thiết kế cho khí hậu công nghiệp ôn hòa có thể không duy trì được sản lượng quy định dưới nhiệt độ cực cao hoặc cực lạnh nếu không có các biện pháp kỹ thuật bổ sung. Phạm vi nhiệt độ cho phép thực tế phải được xác nhận với nhà sản xuất thiết bị vì nó phụ thuộc vào khí được sản xuất, thiết kế quy trình PSA, lựa chọn máy nén, bố trí làm mát, bộ phận điều khiển và các chi tiết cấu hình khác.
Khí hậu nóng và môi trường nhiệt độ cao
Các khu khai thác mỏ ở sa mạc, các cơ sở công nghiệp nhiệt đới và các công trình lắp đặt ngoài trời ở những vùng có nhiệt độ cao kéo dài có thể phải chịu tải nhiệt đáng kể.
Nhiệt độ môi trường cao có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của máy nén, hiệu suất làm mát, thiết bị điện và điều kiện vận hành của quy trình PSA. Tùy thuộc vào thiết kế, thiết bị có thể yêu cầu công suất làm mát lớn hơn hoặc bảo vệ môi trường bổ sung.
Thông số kỹ thuật của dự án phải xác định nhiệt độ môi trường xung quanh tối đa dự kiến và liệu hệ thống có phải hoạt động liên tục ở nhiệt độ đó hay không. Nó cũng phải tính đến việc làm nóng bằng năng lượng mặt trời của thùng chứa và nhiệt tỏa ra từ thiết bị hoạt động bên trong nó.
Nhà cung cấp phải xác nhận sản lượng khí, độ tinh khiết và áp suất phân phối khí dự kiến ở các điều kiện thiết kế đã nêu. Công suất danh nghĩa được đo trong các điều kiện tham chiếu không được tự động coi là duy trì ở nhiệt độ khắc nghiệt tại địa điểm.
Khí hậu lạnh
Việc lắp đặt trong thời tiết lạnh đưa ra những thách thức khác nhau. Nhiệt độ thấp có thể ảnh hưởng đến việc khởi động máy nén, thoát nước ngưng tụ, chất bôi trơn, vòng đệm, phản ứng của thiết bị và đường ống hở.
Nếu hệ thống khí hoạt động ở khu vực có thể có điều kiện đóng băng thì thiết kế có thể yêu cầu gia nhiệt vỏ bọc, cách nhiệt, vật liệu phù hợp, bảo vệ chống đóng băng hoặc bố trí đặc biệt để quản lý nước ngưng.
Đường ống và đường thoát nước ngoài trời đáng được quan tâm đặc biệt vì nước đóng băng có thể cản trở hệ thống thoát nước hoặc làm hỏng các bộ phận. Khi sử dụng khí nén làm khí cấp, việc loại bỏ độ ẩm hiệu quả vẫn là điều cần thiết và hệ thống xử lý phải hoạt động trong điều kiện nhiệt độ quy định.
Đối với việc lắp đặt ở những khu vực có nhiệt độ thay đổi lớn theo mùa, việc lựa chọn thiết bị nên xem xét cả nhiệt độ dự kiến thấp nhất và nhiệt độ cao nhất trong quá trình hoạt động bình thường.
Độ ẩm và điều kiện độ ẩm có thể được kiểm soát hợp lý
Độ ẩm tương đối cao phổ biến ở các vùng nhiệt đới, cơ sở ven biển, nhà máy xử lý nước thải và hoạt động nuôi trồng thủy sản. Những môi trường này có thể phù hợp với hệ thống khí PSA đóng trong container khi độ ẩm xâm nhập, ngưng tụ và xử lý sơ bộ không khí được quản lý hợp lý.
Mối quan tâm chính không chỉ đơn giản là liệu không khí ngoài trời có ẩm hay không. Đó là liệu độ ẩm có ảnh hưởng đến hệ thống xử lý không khí cấp, vỏ bọc, thiết bị điện và các bộ phận khác hay không.
Độ ẩm trong nguồn cung cấp khí nén
Hệ thống tạo khí PSA thường yêu cầu khí nén đáp ứng các yêu cầu chất lượng được chỉ định. Độ ẩm quá mức hoặc ô nhiễm trong khí cấp có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của vật liệu hấp phụ và có thể làm tăng yêu cầu bảo trì.
Do đó, hệ thống chuẩn bị khí nén phải được lựa chọn theo chất lượng khí cấp cần thiết và môi trường vận hành thực tế. Tùy thuộc vào thiết kế, nó có thể bao gồm làm mát sau, tách ẩm, lọc, sấy khô và thoát nước ngưng tụ.
Điểm sương áp suất cần thiết và các thông số chất lượng không khí khác phải được nhà sản xuất thiết bị xác định thay vì giả định từ thực tiễn công nghiệp nói chung.
Ngưng tụ bên trong thùng chứa
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa vỏ bọc và không khí ngoài trời có thể gây ra sự ngưng tụ trên bề mặt kim loại, tủ điện và đường ống. Sự ngưng tụ liên tục có thể dẫn đến ăn mòn, các vấn đề về cách điện hoặc sự cố về điện.
Các biện pháp thông gió, kiểm soát độ ẩm, cách nhiệt, thoát nước và chống ngưng tụ thích hợp của khu vực bao quanh có thể làm giảm những rủi ro này. Tủ điện có thể yêu cầu bảo vệ môi trường và sưởi ấm bên trong phù hợp nếu được thiết kế quy định.
Trong môi trường ẩm ướt, nhà cung cấp phải làm rõ phạm vi độ ẩm dự định, bảo vệ vỏ bọc và các biện pháp bảo trì cần thiết để duy trì tình trạng thiết bị.
Những địa điểm bụi bặm với khả năng lọc và bảo vệ thiết bị phù hợp
Bụi phổ biến trong khai thác mỏ, khai thác đá, sản xuất xi măng, xử lý vật liệu, chế biến nông sản và xây dựng. Hệ thống khí PSA đóng trong thùng chứa có thể phù hợp với những vị trí này nếu lượng khí nạp, hệ thống làm mát, vỏ điện và các bộ phận bên ngoài của nó được thiết kế để chịu tải lượng bụi dự kiến.
Bảo vệ lượng khí nạp
Chất lượng không khí đi vào máy nén ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị hạ lưu. Bụi, khí dung dầu và các chất gây ô nhiễm khác có thể làm tăng tải của bộ lọc hoặc tạo ra nhu cầu bảo trì bổ sung.
Vị trí hút gió phải được lựa chọn để giảm thiểu tiếp xúc với các hoạt động tạo bụi, khí thải xe cộ và các chất gây ô nhiễm khác. Khi môi trường đặc biệt nhiều bụi, hệ thống có thể yêu cầu bộ lọc nạp thích hợp, bố trí nạp khí được bảo vệ và kiểm tra bộ lọc thường xuyên hơn.
Các bộ phận xử lý không khí phải được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu đầu vào được chỉ định của thiết bị tạo khí. Việc lắp đặt bộ lọc bổ sung mà không đánh giá mức giảm áp suất và ý nghĩa bảo trì của nó không phải lúc nào cũng là giải pháp tốt nhất.
Ngăn chặn bụi tích tụ bên trong vỏ bọc
Bụi có thể tích tụ trên bề mặt làm mát, động cơ, tủ điện và các bộ phận chuyển động. Sự tích tụ quá mức có thể làm giảm khả năng tản nhiệt và cản trở hoạt động của thiết bị.
Thiết kế thùng chứa phải có khả năng bảo vệ thích hợp chống bụi xâm nhập trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về thông gió và làm mát. Bộ lọc không khí, lỗ thông gió và thiết bị làm mát phải được kiểm tra và làm sạch định kỳ phù hợp với điều kiện tại địa điểm.
Trong môi trường có bụi dễ cháy, dự án cũng phải đánh giá nguy cơ bắt lửa, sự phù hợp của thiết bị điện và các yêu cầu hiện hành về khu vực nguy hiểm. Không nên cho rằng một vỏ bọc công nghiệp tiêu chuẩn sẽ cung cấp sự bảo vệ chống lại mọi mối nguy hiểm về bụi dễ cháy.
Môi trường ven biển và ăn mòn với sự lựa chọn vật liệu phù hợp
Các cơ sở công nghiệp ven biển, nhà máy đóng tàu, địa điểm hỗ trợ ngoài khơi và địa điểm xử lý hóa chất có thể khiến thiết bị đóng container tiếp xúc với bụi muối, khí ăn mòn hoặc hóa chất tẩy rửa mạnh.
Những điều kiện này không tự động ngăn cản việc sử dụng hệ thống PSA trong thùng chứa, nhưng chúng có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu, bảo vệ vỏ bọc, thiết kế điện và tần suất bảo trì.
Phun muối và ăn mòn
Muối lắng đọng trên bề mặt kim loại có thể làm tăng tốc độ ăn mòn, đặc biệt ở những nơi vẫn còn hơi ẩm trên thiết bị. Sự ăn mòn có thể ảnh hưởng đến cấu trúc thùng chứa, ốc vít, đầu nối điện, đường ống bên ngoài và các giá đỡ thiết bị.
Tùy thuộc vào mức độ phơi nhiễm, thiết kế có thể yêu cầu lớp phủ bảo vệ cấp hàng hải, vật liệu chống ăn mòn phù hợp, kết nối điện được bảo vệ cũng như vệ sinh và kiểm tra thường xuyên.
Mức độ bảo vệ thích hợp phải dựa trên môi trường thực tế hơn là dựa trên mô tả chung chung như “ven biển”. Một xưởng ven biển có mái che và một cơ sở hàng hải lộ thiên có thể yêu cầu các thông số kỹ thuật khác nhau đáng kể.
Tiếp xúc với hóa chất
Một số khu công nghiệp có chứa hơi axit hoặc kiềm, hóa chất tẩy rửa hoặc khí xử lý có thể tấn công các vật liệu bao vây và bề mặt thiết bị.
Nhà cung cấp phải được thông báo về các hóa chất liên quan, nồng độ của chúng nếu biết, tần suất phơi nhiễm dự kiến và liệu có thể tiếp xúc trực tiếp hoặc phơi nhiễm qua không khí hay không. Cần đánh giá khả năng tương thích vật liệu đối với vỏ bọc, vòng đệm, đường ống, cách điện cáp và các bộ phận bị ảnh hưởng khác.
Khi khí ăn mòn có thể đi vào đầu vào của máy nén, vị trí đầu vào và các yêu cầu xử lý chất lượng không khí cần được đặc biệt chú ý. Không nên cho rằng quá trình lọc tiêu chuẩn có thể loại bỏ mọi khí hoặc hơi ăn mòn.
Địa điểm có nguồn điện đáng tin cậy và điều kiện tiện ích xác định
Mặc dù hệ thống được đóng gói trong container giảm bớt một số yêu cầu về cơ sở hạ tầng nhưng nó vẫn phụ thuộc vào các tiện ích phù hợp với cấu hình của nó.
Dự án nên đánh giá nguồn điện sẵn có, thiết bị nối đất, bảo vệ, định tuyến cáp và chất lượng điện trước khi lựa chọn thiết bị.
Cung cấp điện
Thiết kế điện phải xác nhận các yêu cầu về điện áp, tần số, pha, tải kết nối, dòng điện khởi động và các yêu cầu bảo vệ cần thiết. Động cơ máy nén và các tải trọng lớn khác có thể đặt ra yêu cầu khởi động hoặc nhất thời đáng kể.
Nếu địa điểm sử dụng máy phát điện hoặc mạng điện cách ly, kỹ sư điện phải xác minh rằng nó có thể hỗ trợ các tải cần thiết trong các điều kiện vận hành dự kiến. Sự dao động điện áp, biến đổi tần số và công suất khởi động không đủ có thể khiến thiết bị bị ngắt hoặc hoạt động không ổn định.
Nhà cung cấp phải cung cấp đủ sớm dữ liệu điện cần thiết để nhóm dự án xác định kích thước cáp, máy biến áp, máy phát điện và thiết bị bảo vệ một cách chính xác.
Nối đất và bảo vệ điện
Thùng chứa và thiết bị lắp đặt phải được nối đất và liên kết theo thiết kế điện đã được phê duyệt và các quy định của địa phương. Các lối vào cáp và vỏ điện phải phù hợp với điều kiện môi trường, bao gồm độ ẩm, bụi và ăn mòn nếu có.
Khi địa điểm được phân loại là khu vực nguy hiểm thì thiết kế điện phải tuân thủ các yêu cầu hiện hành cho khu vực cụ thể đó. Việc lắp đặt trong container không tự động phù hợp với khu vực nguy hiểm chỉ vì thiết bị được bao bọc.
Nước, thoát nước và các tiện ích phụ trợ
Tùy thuộc vào cấu hình thiết bị, hệ thống có thể yêu cầu không khí làm mát, nước làm mát, hệ thống thoát nước hoặc các dịch vụ phụ trợ khác. Những yêu cầu này phải được xác nhận trước khi cài đặt.
Nước ngưng từ thiết bị khí nén phải được xử lý theo các yêu cầu hiện hành về quản lý chất thải và môi trường, đặc biệt khi có thể có dầu hoặc các chất gây ô nhiễm khác.
Nhóm dự án cũng nên xác định xem địa điểm có cần nguồn điện dự phòng, phụ tùng thay thế hoặc công suất tiện ích bổ sung để hỗ trợ hoạt động liên tục cần thiết hay không.
Các địa điểm có nhu cầu khí đốt ổn định và được xác định rõ ràng
Chỉ riêng sự phù hợp với môi trường không quyết định được liệu hệ thống PSA trong container có phù hợp hay không. Nhu cầu khí đốt cũng phải phù hợp với khả năng của thiết bị được đề xuất.
Trước khi lựa chọn một hệ thống, chủ dự án nên xác định lưu lượng khí, độ tinh khiết, áp suất, lịch trình vận hành và sự thay đổi mức tiêu thụ cần thiết.
Tiêu thụ công nghiệp liên tục
Hệ thống đóng gói có thể phù hợp với cơ sở cần khí đốt suốt cả ngày làm việc hoặc trong các ca sản xuất liên tục. Các ví dụ có thể bao gồm các hoạt động xử lý kim loại nhất định, các ứng dụng đốt công nghiệp và các quy trình khác có nhu cầu khí đốt đã được thiết lập.
Đối với những dự án này, nhà cung cấp nên đánh giá nhiệm vụ vận hành liên tục, sản lượng yêu cầu, lịch trình bảo trì và hậu quả của sự gián đoạn không mong muốn.
Máy phát điện nên được lựa chọn dựa trên hồ sơ nhu cầu thực tế chứ không phải dựa trên số liệu lưu lượng đỉnh đơn lẻ. Một hệ thống có quy mô nhỏ có thể không đáp ứng được nhu cầu xử lý, trong khi một hệ thống quá lớn có thể tạo ra chi phí vốn và vận hành không cần thiết.
Nhu cầu thay đổi hoặc không liên tục
Một số ứng dụng có mô hình tiêu thụ không đều. Các hoạt động cắt, phá hủy và bảo trì công nghiệp có thể yêu cầu khí theo chu kỳ thay vì ở dòng chảy liên tục.
Thiết kế hệ thống nên xem xét nhu cầu cao điểm, mức tiêu thụ trung bình, thời gian vận hành và tần suất thay đổi nhu cầu. Tùy thuộc vào ứng dụng, việc bố trí bộ nhớ hoặc bộ nhớ đệm được thiết kế phù hợp có thể giúp quản lý các biến thể ngắn hạn.
Tuy nhiên, dung lượng lưu trữ, điều chỉnh áp suất và công suất máy phát điện phải được thiết kế như một hệ thống phối hợp. Không được bổ sung bình chứa nếu không xác nhận mức áp suất, yêu cầu an toàn và sự phù hợp của nó đối với dịch vụ khí đốt.
Độ tinh khiết và áp suất khí cần thiết
Các quy trình công nghiệp khác nhau có yêu cầu về chất lượng khí khác nhau. Hệ thống được chọn phải có khả năng đáp ứng độ tinh khiết và áp suất phân phối cần thiết trong các điều kiện vận hành dự kiến.
Thông số kỹ thuật của dự án cần phân biệt giữa chất lượng khí được tạo ra tại đầu ra của máy phát điện và chất lượng được yêu cầu tại điểm sử dụng. Tổn thất áp suất, vật liệu đường ống, ô nhiễm và thiết bị hạ nguồn có thể ảnh hưởng đến điều kiện cung cấp cuối cùng.
Trong trường hợp độ tinh khiết của khí đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng sản phẩm hoặc độ an toàn của quy trình thì các máy phân tích, báo động, bố trí lấy mẫu và quy trình xác minh được ghi lại thích hợp phải được đưa vào thiết kế hệ thống.
Các ứng dụng trong đó việc tạo khí cục bộ mang lại lợi thế vận hành
Hệ thống khí PSA đóng gói đặc biệt phù hợp khi người dùng muốn tạo khí gần điểm tiêu thụ thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào khí được giao. Sự phù hợp của chúng phụ thuộc vào loại khí cụ thể, yêu cầu quy trình, điều kiện địa điểm và tính kinh tế.
Khai thác và chế biến khoáng sản
Các dự án khai thác mỏ có thể cần khí công nghiệp cho các hoạt động sản xuất hoặc bảo trì xác định. Các địa điểm ở xa có thể gây khó khăn cho việc cung cấp khí đốt thường xuyên, đồng thời hoạt động tại địa điểm có thể thay đổi khi mỏ phát triển.
Một hệ thống trong container có thể cung cấp hệ thống lắp đặt trọn gói gần khu vực xử lý, tùy thuộc vào các yêu cầu về thông gió, khu vực nguy hiểm, khả năng tiếp cận và trường hợp khẩn cấp của mỏ.
Đối với các ứng dụng khai thác mỏ, dự án nên đánh giá mức độ tiếp xúc với bụi, độ rung, khả năng tiếp cận phương tiện vận chuyển, nguồn điện sẵn có và khả năng bảo trì của địa điểm. Nếu dự định lắp đặt là dưới lòng đất thì việc xem xét bổ sung về mặt kỹ thuật và quy định là cần thiết.
Phá dỡ công nghiệp và cắt kim loại
Các hoạt động phá dỡ công nghiệp, tháo dỡ tàu và cắt kim loại quy mô lớn có thể được hưởng lợi từ nguồn cung cấp khí đốt nằm gần khu vực làm việc. Việc bố trí trong container có thể đơn giản hóa việc triển khai các thiết bị hỗ trợ tại địa điểm dự án.
Tuy nhiên, việc sản xuất khí phải được tích hợp với thiết bị cắt, điều chỉnh áp suất, đường ống phân phối và các biện pháp phòng cháy. Thiết kế phải tính đến những thay đổi về nhu cầu, sự di chuyển của nhân viên và máy móc cũng như nhu cầu cách ly thiết bị trong quá trình bảo trì.
Đối với các dự án tạm thời, khả năng di dời thiết bị có thể là một lợi thế, miễn là hệ thống được thiết kế để vận chuyển và tuân thủ các quy trình kiểm tra và chạy thử bắt buộc.
Nuôi trồng thủy sản và xử lý nước thải
Một số hoạt động nuôi trồng thủy sản sử dụng oxy để hỗ trợ quản lý oxy hòa tan, trong khi các quy trình xử lý nước thải có thể sử dụng oxy để hỗ trợ xử lý sinh học hoặc các hoạt động xác định khác.
Những ứng dụng này có thể được hưởng lợi từ việc sản xuất khí tại chỗ, nơi nhu cầu có thể dự đoán đầy đủ và thiết bị có thể được lắp đặt gần điểm sử dụng.
Thiết kế phải xem xét lưu lượng oxy cần thiết, hiệu quả chuyển giao, chất lượng nước, sự thay đổi theo mùa về nhu cầu và hậu quả của việc gián đoạn nguồn cung cấp. Các cơ sở nuôi trồng thủy sản nói riêng nên đánh giá các biện pháp dự phòng vì việc mất nguồn cung cấp oxy có thể ảnh hưởng đến khả năng sống sót của đàn giống.
Đối với các cơ sở xử lý nước thải, nhà cung cấp phải tính đến môi trường ăn mòn, độ ẩm, mức độ tiếp xúc với hóa chất cũng như các yêu cầu về điện và thoát nước của hệ thống lắp đặt.
Cung cấp khí công nghiệp cho các cơ sở ở xa
Các xưởng ở xa, nhà máy sản xuất biệt lập và một số địa điểm dịch vụ công nghiệp nhất định có thể sử dụng hệ thống container khi việc vận chuyển xi lanh thông thường đắt tiền hoặc khó lên lịch.
Đánh giá kinh tế nên so sánh đầu tư thiết bị, tiêu thụ điện, bảo trì, nhu cầu khí đốt, chi phí vận chuyển và nguồn cung dự phòng sẵn có. Sản xuất tại chỗ không nhất thiết là lựa chọn có chi phí thấp nhất cho mọi cơ sở, đặc biệt khi nhu cầu thấp hoặc rất không thường xuyên.
Điều kiện làm việc yêu cầu các biện pháp kỹ thuật bổ sung
Một số môi trường nhất định vẫn có thể phù hợp với hệ thống khí PSA đóng trong container, nhưng chỉ sau khi các biện pháp kiểm soát bổ sung được thiết kế và xác minh.
| Điều kiện làm việc | Mối quan tâm chính | Phản ứng kỹ thuật có thể xảy ra |
|---|---|---|
| Nhiệt độ môi trường cao | Giảm hiệu suất làm mát và thay đổi điều kiện vận hành | Tăng cường làm mát, cách nhiệt, che nắng và xếp hạng nhiệt độ được xác minh |
| Thời tiết băng giá | Nước ngưng đông lạnh, vòng đệm bị ảnh hưởng và khởi động khó khăn | Hệ thống sưởi, cách nhiệt, bảo vệ chống đóng băng và vật liệu phù hợp |
| Độ ẩm cao | Ngưng tụ, ăn mòn và các vấn đề về điện | Kiểm soát độ ẩm, thoát nước, bảo vệ vỏ bọc và kiểm tra |
| Bụi nặng | Tải bộ lọc, giảm khả năng làm mát và ô nhiễm thiết bị | Cửa hút được bảo vệ, bộ lọc phù hợp, thùng kín và vệ sinh thường xuyên hơn |
| Phun muối ven biển | Ăn mòn các bộ phận kết cấu và điện | Lớp phủ phù hợp, vật liệu chống ăn mòn và kiểm tra theo kế hoạch |
| Hóa chất hoặc hơi ăn mòn | Suy thoái vật liệu và không khí nạp bị ô nhiễm | Đánh giá khả năng tương thích hóa học, vật liệu phù hợp và di dời cửa hút nếu khả thi |
| Độ cao | Giảm mật độ không khí và có thể thay đổi công suất | Đánh giá hiệu suất của nhà sản xuất và định cỡ thiết bị phù hợp |
| Nguồn điện không ổn định | Các vấn đề về khởi động động cơ, ngắt quãng và lỗi hệ thống điều khiển | Đánh giá điện, thiết bị điện có kích thước chính xác và bảo vệ phù hợp |
| Bầu không khí nguy hiểm | Nguy cơ đánh lửa và thiết bị điện không phù hợp | Đánh giá khu vực nguy hiểm chính thức và lựa chọn thiết bị tuân thủ |
| thường xuyên di dời | Hư hỏng cơ học và sự cố kết nối | Thiết kế hướng đến vận chuyển, lắp đặt an toàn và quy trình vận hành lại |
Các biện pháp được đề xuất là ví dụ chứ không phải là yêu cầu phổ quát. Thiết kế cuối cùng phải dựa trên các điều kiện tại địa điểm được đo hoặc ghi lại, thông số kỹ thuật của thiết bị và các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
Lắp đặt ở độ cao cần xác minh hiệu suất đặc biệt
Ở độ cao cao hơn, áp suất khí quyển thấp hơn làm giảm mật độ không khí đi vào máy nén. Điều này có thể ảnh hưởng đến công suất máy nén, hiệu suất làm mát và công suất của thiết bị phụ thuộc vào khí nén.
Tác động lên hệ thống khí PSA phụ thuộc vào thiết kế, kích thước máy nén, áp suất vận hành và chiến lược điều khiển. Do đó, nó nên được đánh giá bằng cách sử dụng dữ liệu hiệu suất của nhà sản xuất thay vì hệ số hiệu chỉnh chung.
Đối với mỏ hoặc nhà máy công nghiệp trên cao, nhà cung cấp phải xác nhận lưu lượng khí, độ tinh khiết, áp suất và mức tiêu thụ điện năng dự kiến ở độ cao lắp đặt thực tế.
Hệ thống làm mát và các bộ phận điện cũng có thể có những hạn chế vận hành liên quan đến độ cao. Nếu địa điểm trải qua cả độ cao và nhiệt độ môi trường xung quanh cao thì các điều kiện này cần được đánh giá cùng nhau vì tác động kết hợp của chúng có thể đòi hỏi khắt khe hơn so với chỉ riêng từng điều kiện.
Truy cập cài đặt và bảo trì an toàn là rất cần thiết
Hệ thống trong container chỉ phù hợp khi nó có thể được lắp đặt, kiểm tra và bảo trì an toàn trong suốt thời gian sử dụng.
Nền tảng và quyền truy cập
Khu vực lắp đặt phải có nền móng ổn định, có khả năng đỡ thùng chứa và thiết bị của thùng chứa. Thiết kế nên xem xét trọng lượng thiết bị, phân bổ tải trọng, lực gió, độ rung, hệ thống thoát nước và khả năng tiếp cận các hoạt động nâng.
Phải dành không gian để mở cửa, tháo bộ lọc, bảo dưỡng máy nén, thay thế linh kiện và thực hiện kiểm tra điện. Thực tế là tất cả các thiết bị đều nằm gọn trong thùng chứa không có nghĩa là nó có thể được bảo trì hiệu quả nếu khoảng cách làm việc không đủ.
Thông gió và loại bỏ nhiệt
Máy nén, động cơ và các thiết bị khác có thể giải phóng nhiệt đáng kể trong quá trình vận hành. Vỏ bọc phải được thiết kế để loại bỏ lượng nhiệt đó mà không ảnh hưởng đến việc bảo vệ môi trường của thiết bị.
Việc bố trí thông gió phải xem xét vị trí nạp không khí, xả khí thải, tuần hoàn, nạp bụi và bất kỳ rủi ro nào liên quan đến khí được tạo ra. Khi sử dụng thiết bị làm mát, công suất của thiết bị phải được kiểm tra theo điều kiện thiết kế thực tế của môi trường xung quanh.
Cách ly khẩn cấp và kiểm soát truy cập
Việc lắp đặt phải cung cấp các điểm cách ly được xác định rõ ràng, bố trí tắt khẩn cấp khi cần thiết và lối vào không bị cản trở cho nhân viên có thẩm quyền.
Đường ống dẫn khí, kết nối điện và các dịch vụ khác phải được dán nhãn và ghi lại. Đội ngũ vận hành nên hiểu cách cách ly hệ thống một cách an toàn trong quá trình vận hành hoặc bảo trì bất thường.
Đối với các hệ thống tạo oxy, thiết kế cũng phải đề cập đến việc làm giàu oxy, phòng chống cháy nổ, vật liệu tương thích với oxy và giám sát thích hợp khi đánh giá rủi ro cho thấy điều đó là cần thiết.
Cách xác nhận xem trang web có phù hợp hay không trước khi mua
Đánh giá địa điểm có cấu trúc giúp ngăn ngừa các vấn đề có thể chỉ được phát hiện sau khi giao thiết bị.
Trước khi yêu cầu báo giá, chủ dự án nên chuẩn bị một bộ yêu cầu rõ ràng về vận hành và môi trường.
Thông tin trang web
Cung cấp cho nhà cung cấp:
Vị trí lắp đặt và độ cao.
Nhiệt độ môi trường xung quanh tối thiểu và tối đa dự kiến.
Điều kiện độ ẩm và lượng mưa tương đối.
Bụi, phun muối, tiếp xúc với hóa chất hoặc các chất gây ô nhiễm có liên quan khác.
Yêu cầu lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
Điện áp, tần số và công suất điện có sẵn.
Kích thước nền móng và khả năng tiếp cận giao thông.
Các quy định hiện hành của địa phương và phân loại khu vực nguy hiểm.
Những điều kiện này được ghi lại càng chính xác thì nhà cung cấp càng có thể đánh giá cấu hình thiết bị một cách đáng tin cậy hơn.
Yêu cầu quy trình
Đặc điểm kỹ thuật của dự án cũng cần xác định:
Loại khí cần thiết.
Yêu cầu về độ tinh khiết của khí và áp suất phân phối.
Mức tiêu thụ trung bình và cao điểm.
Giờ hoạt động hàng ngày và lịch trình hoạt động dự kiến hàng năm.
Sự thay đổi về nhu cầu và hậu quả của sự gián đoạn nguồn cung.
Dung lượng lưu trữ hoặc bộ đệm cần thiết, nếu có.
Dự phòng nguồn cung kỳ vọng.
Khả năng bảo trì và yêu cầu đáp ứng dịch vụ.
Những chi tiết này giúp xác định xem hệ thống được đề xuất có thể đáp ứng các yêu cầu của quy trình trong điều kiện vận hành thực tế hay không.
Xác minh nhà cung cấp
Trước khi hoàn thiện thiết bị, hãy yêu cầu xác nhận phạm vi môi trường xung quanh thiết kế, công suất dự kiến trong điều kiện tại địa điểm, yêu cầu về nguồn điện, bảo vệ vỏ bọc, bố trí thông gió và làm mát cũng như mọi hạn chế về vị trí lắp đặt.
Nhà cung cấp cũng nên làm rõ những thành phần nào được bao gồm, những tiện ích nào phải được khách hàng cung cấp và những thử nghiệm vận hành nào được yêu cầu.
Đối với môi trường từ xa hoặc khắc nghiệt, điều đặc biệt quan trọng là phải xác nhận quyền truy cập bảo trì, yêu cầu về phụ tùng thay thế, khoảng thời gian kiểm tra và quy trình khởi động lại hệ thống sau khi tắt máy.
Câu hỏi thường gặp
Nhiệt độ môi trường lý tưởng cho hệ thống khí PSA đóng container là bao nhiêu?
Không có phạm vi nhiệt độ lý tưởng duy nhất cho mọi hệ thống. Phạm vi môi trường xung quanh cho phép phụ thuộc vào thiết kế thiết bị, loại khí, cấu hình máy nén, bố trí làm mát và các bộ phận khác. Dự án nên chỉ định nhiệt độ tối thiểu và tối đa của địa điểm và nhận được xác nhận bằng văn bản rằng hệ thống có thể mang lại hiệu suất cần thiết trong những điều kiện đó.
Hệ thống khí PSA dạng container có thể hoạt động ngoài trời quanh năm không?
Nó có thể hoạt động ngoài trời quanh năm nếu thùng chứa và thiết bị của nó được thiết kế phù hợp với điều kiện theo mùa của địa điểm. Tất cả đều có thể cần phải có khả năng chống mưa, kiểm soát nhiệt độ, thông gió, thoát nước, chống ăn mòn và chống chịu thời tiết khắc nghiệt. Sự phù hợp của hệ thống phải được xác minh dựa trên điều kiện khí hậu thực tế của địa phương và các quy định hiện hành.
Hệ thống container có phù hợp với các địa điểm khai thác sa mạc không?
Nó có thể phù hợp, nhưng phải xem xét nhiệt độ cao, bụi, bức xạ mặt trời, nguồn nước hạn chế và khả năng tiếp cận bảo trì khó khăn. Thiết kế có thể yêu cầu tăng cường làm mát, lọc đầu vào phù hợp, thiết bị điện được bảo vệ và kế hoạch bảo trì phù hợp với điều kiện của địa điểm.
Những hệ thống này có thể được lắp đặt tại các cơ sở công nghiệp ven biển không?
Có, trong trường hợp thiết bị được thiết kế để chịu được khả năng tiếp xúc với bụi muối, độ ẩm và ăn mòn dự kiến. Có thể cần phải có lớp phủ phù hợp, các bộ phận chống ăn mòn, kết nối điện được bảo vệ và kiểm tra thường xuyên. Mức độ bảo vệ cần thiết phụ thuộc vào mức độ phơi nhiễm thực tế của địa điểm.
Cấu hình container có loại bỏ nhu cầu xây dựng một tòa nhà thiết bị riêng biệt không?
Việc bố trí trong các container có thể giảm hoặc loại bỏ nhu cầu về một tòa nhà thông thường dành riêng cho các thiết bị đóng gói. Tuy nhiên, khu vực này vẫn cần nền móng phù hợp, kết nối tiện ích, lối vào, thông gió, làm mát, thoát nước và tuân thủ các yêu cầu của địa phương. Cấu trúc bổ sung có thể vẫn cần thiết cho một số cài đặt.
Hệ thống khí PSA đóng trong container có phù hợp để vận hành liên tục không?
Nó có thể được thiết kế để hoạt động liên tục nếu công suất định mức, điều kiện vận hành, lịch bảo trì và các tiện ích hỗ trợ phù hợp với yêu cầu của quy trình. Nhà cung cấp phải xác nhận hiệu suất dự kiến trong điều kiện môi trường thực tế và làm rõ mọi hạn chế vận hành hoặc gián đoạn liên quan đến bảo trì.
Thông tin nào là quan trọng nhất khi yêu cầu báo giá?
Thông tin quan trọng nhất bao gồm loại khí cần thiết, độ tinh khiết, lưu lượng, áp suất, lịch trình vận hành, vị trí địa điểm, phạm vi nhiệt độ, độ ẩm, tiếp xúc với bụi hoặc ăn mòn, nguồn điện sẵn có và các hạn chế lắp đặt. Việc cung cấp thông tin này sớm sẽ giúp nhà cung cấp đề xuất cấu hình phù hợp và xác định mọi biện pháp bảo vệ môi trường bổ sung cần thiết.
Phần kết luận
Hệ thống khí PSA đóng container rất phù hợp với các dự án công nghiệp cần gói sản xuất khí tích hợp gần điểm sử dụng, đặc biệt khi khó xây dựng các tòa nhà cố định, thời gian lắp đặt quan trọng hoặc thiết bị có thể cần phải di dời.
Sự phù hợp của chúng phụ thuộc vào nhiều thứ hơn là bản thân thùng chứa. Nhiệt độ môi trường, độ ẩm, bụi, ăn mòn, độ cao, nguồn điện, thông gió, nhu cầu khí đốt và khả năng tiếp cận bảo trì đều ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị và hiệu suất vận hành.
Cách tiếp cận hiệu quả nhất là xác định các điều kiện làm việc thực tế trước khi lựa chọn hệ thống, xác minh đầu ra cần thiết trong các điều kiện đó và chỉ định các biện pháp bảo vệ môi trường, tiện ích, kiểm soát an toàn và sắp xếp bảo trì cần thiết. Đối với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như khai thác mỏ, phá dỡ, nuôi trồng thủy sản, xử lý nước thải và sản xuất công nghiệp từ xa, đánh giá kỹ thuật này là cần thiết để tránh thiết bị có kích thước nhỏ, chi phí vận hành không cần thiết và thời gian ngừng hoạt động có thể ngăn ngừa được.
Do đó, hệ thống lắp đặt trong container phải được coi là một hệ thống cung cấp khí được thiết kế hoàn chỉnh thay vì chỉ đơn giản là một bộ máy được đặt bên trong vỏ kim loại. Khi cấu hình của nó phù hợp với các yêu cầu về quy trình và môi trường tại chỗ, nó có thể cung cấp một tùy chọn thiết thực và có thể bảo trì để sản xuất khí công nghiệp tại chỗ.
