Καθώς τα βιομηχανικά έργα αντιμετωπίζουν όλο και πιο αυστηρά χρονοδιαγράμματα, απομακρυσμένα εργοτάξια και υψηλότερες απαιτήσεις για ευελιξία, οι μονάδες οξυγόνου που βασίζονται σε ολίσθηση-και σε εμπορευματοκιβώτια έχουν γίνει προτιμώμενη λύση σε τομείς όπως η εξόρυξη, η μεταλλουργία, η επεξεργασία λυμάτων, τα χημικά, η ενέργεια και η ανάπτυξη υποδομών. Αυτά τα αρθρωτά συστήματα οξυγόνου, βασίζονται συνήθως σεPSAήVPSAτεχνολογίας, έχουν σχεδιαστεί για να προ-συναρμολογούνται, να δοκιμάζονται στο εργοστάσιο- και να αναπτύσσονται γρήγορα στο χώρο.
Η αυξανόμενη δημοτικότητα των εγκαταστάσεων οξυγόνου που τοποθετούνται σε ολίσθηση-και σε εμπορευματοκιβώτια αντανακλά μια ευρύτερη βιομηχανική στροφή προς τη σπονδυλοποίηση. Αντί να κατασκευάζουν μεγάλες, σταθερές εγκαταστάσεις με μεγάλους κύκλους κατασκευής, πολλοί χειριστές προτιμούν πλέον συμπαγή συστήματα που μπορούν να μεταφερθούν, να εγκατασταθούν και να τεθούν σε λειτουργία με ελάχιστες εργασίες πολιτικού. Ωστόσο, η επίτευξη αυτής της απλότητας στην επιφάνεια απαιτεί προσεκτική μηχανική στα παρασκήνια.
Από την έννοια στη βιομηχανική πραγματικότητα
Οι εγκαταστάσεις οξυγόνου που βασίζονται σε ολίσθηση-και οι μονάδες οξυγόνου σε δοχεία δεν είναι απλώς τυπικές γεννήτριες οξυγόνου τοποθετημένες μέσα σε ένα χαλύβδινο πλαίσιο ή δοχείο. Είναι ολοκληρωμένα συστήματα στα οποία η μηχανική διεργασιών, η μηχανική διάταξη, ο ηλεκτρολογικός σχεδιασμός και ο σχεδιασμός της εφοδιαστικής πρέπει να συνεργάζονται.
Σε μια σχεδίαση βασισμένη σε ολίσθηση-, ο κύριος εξοπλισμός όπως συμπιεστές, φυσητήρες, πύργοι προσρόφησης, μονάδες επεξεργασίας αέρα, πίνακες ελέγχου και δεξαμενές απομόνωσης τοποθετούνται σε χαλύβδινη ολίσθηση. Η ολίσθηση λειτουργεί τόσο ως δομική βάση όσο και ως πλατφόρμα μεταφοράς.
Σε σχέδια με εμπορευματοκιβώτια, ο ίδιος εξοπλισμός εγκαθίσταται μέσα σε τυπικά ή προσαρμοσμένα δοχεία. Το κοντέινερ παρέχει προστασία από τις καιρικές συνθήκες, μείωση του θορύβου και ευκολότερο χειρισμό μέσω της υπάρχουσας υποδομής ναυτιλίας.
Και στις δύο περιπτώσεις, η βασική ιδέα είναι η ίδια:
Εργοστασιακή ενοποίηση αντί για συναρμολόγηση τοποθεσίας
Συντομότερος χρόνος εγκατάστασης
Μειωμένος- κίνδυνος κατασκευής ιστότοπου
Προβλέψιμη ποιότητα μέσω ελεγχόμενης κατασκευής
Ωστόσο, η σπονδυλοποίηση εισάγει μηχανολογικές προκλήσεις που δεν υπάρχουν σε παραδοσιακές εγκαταστάσεις που κατασκευάζονται με ραβδί-.
Μηχανική Διαδικασιών κάτω από Περιορισμούς Χώρου
Το πρώτο σημαντικό ζήτημα μηχανικής είναι πώς να τοποθετήσετε μια πλήρη διαδικασία παραγωγής οξυγόνου σε έναν περιορισμένο χώρο χωρίς συμβιβασμούς στην απόδοση.
Στις παραδοσιακές εγκαταστάσεις, η διάταξη του εξοπλισμού βελτιστοποιείται κυρίως για πρόσβαση στη συντήρηση και αποτελεσματικότητα της διαδικασίας. Σε ολισθηρές εγκαταστάσεις και σε δοχεία, η διάταξη πρέπει επίσης να τηρεί αυστηρά όρια διαστάσεων.
Οι βασικές προκλήσεις περιλαμβάνουν:
Κατακόρυφος και οριζόντιος περιορισμός χώρου
Κατανομή βάρους στο δάπεδο της ολίσθησης ή του δοχείου
Διαδρομές πρόσβασης για λειτουργία και συντήρηση
Ενσωμάτωση σωληνώσεων, βαλβίδων και οργάνων σε στενούς χώρους
Οι μηχανικοί διεργασιών πρέπει συχνά να επανασχεδιάζουν τυπικές διατάξεις για να τις καθιστούν "σχεδιαστικές-φιλικές". Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει:
Χρησιμοποιώντας συμπαγή δοχεία προσρόφησης
Επιλογή ολοκληρωμένων πακέτων επεξεργασίας αέρα
Συνδυασμός πολλαπλών λειτουργιών σε μεμονωμένες ολισθήσεις
Βελτιστοποίηση διαδρομών σωληνώσεων για ελαχιστοποίηση των στροφών και της απώλειας πίεσης
Κάθε σχεδιαστική απόφαση γίνεται μια ισορροπία μεταξύ συμπαγούς και συντηρησιμότητας. Ένα σύστημα που είναι πολύ σφιχτά συσκευασμένο μπορεί να είναι δύσκολο να επισκευαστεί, αυξάνοντας τον μακροπρόθεσμο- κίνδυνο λειτουργίας.
Δομική Μηχανική και Διαχείριση Φορτίου
Οι μονάδες οξυγόνου ολίσθησης και εμπορευματοκιβωτίων είναι μηχανικά συστήματα, αλλά είναι επίσης δομικά συστήματα.
Κάθε ολίσθηση ή δοχείο πρέπει να υποστηρίζει:
Στατικό βάρος του εξοπλισμού
Δυναμικά φορτία από συμπιεστές, φυσητήρες και αντλίες κενού
Καταπονήσεις κατά τη μεταφορά κατά την ανύψωση, τη μεταφορά με φορτηγά ή τη μεταφορά
Αιολικά και σεισμικά φορτία στο χώρο εγκατάστασης
Οι δομικοί μηχανικοί πρέπει να σχεδιάζουν κουφώματα που να είναι γερά αλλά όχι υπερβολικά βαριά. Ο υπερβολικός σχεδιασμός αυξάνει το κόστος μεταφοράς και τη δυσκολία χειρισμού, ενώ ο υποσχεδιασμός δημιουργεί κίνδυνο για την ασφάλεια.
Τα βασικά δομικά ζητήματα περιλαμβάνουν:
Κατανομή φορτίου μεταξύ των χαλύβδινων δοκών
Απομόνωση κραδασμών για περιστρεφόμενα μηχανήματα
Σχεδιασμός σημείου ανύψωσης για γερανούς και περονοφόρα ανυψωτικά
Συμμόρφωση με τα διεθνή πρότυπα μεταφοράς και ανύψωσης
Σε συστήματα με εμπορευματοκιβώτια, προκύπτουν πρόσθετα ζητήματα:
Τροποποίηση τοιχωμάτων δοχείων για εξαερισμό και σωληνώσεις
Διατήρηση της δομικής ακεραιότητας μετά την κοπή των ανοιγμάτων
Ενίσχυση δαπέδων για βαρύ εξοπλισμό
Ένα δοχείο που φαίνεται τυπικό από έξω μπορεί, στην πραγματικότητα, να περιέχει σημαντική κρυφή ενίσχυση για τη στήριξη βιομηχανικών μηχανημάτων.
Μεταφορές και Logistics ως μέρος της Μηχανικής
Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των εγκαταστάσεων που βασίζονται σε ολίσθηση-και σε εμπορευματοκιβώτια είναι ότι μπορούν να μεταφερθούν ως ολοκληρωμένες μονάδες. Αλλά αυτό σημαίνει επίσης ότι η μεταφορά πρέπει να λαμβάνεται υπόψη από το πρώτο στάδιο σχεδιασμού.
Οι μηχανικοί πρέπει να απαντήσουν:
Ποιο είναι το μέγιστο επιτρεπόμενο πλάτος, ύψος και βάρος;
Η μονάδα θα ταξιδέψει με φορτηγό, πλοίο, σιδηρόδρομο ή και με τα τρία;
Υπάρχουν περιορισμοί σε γέφυρες, δρόμους ή λιμάνια;
Υπάρχει ειδικός εξοπλισμός ανύψωσης διαθέσιμος στην τοποθεσία;
Οι επιλογές σχεδιασμού συχνά καθοδηγούνται από την εφοδιαστική και όχι από την προτίμηση της διαδικασίας. Για παράδειγμα:
Ο εξοπλισμός μπορεί να χωριστεί σε πολλαπλές ολισθήσεις για την τήρηση των ορίων βάρους
Οι πύργοι προσρόφησης μπορούν να βραχυνθούν και να πολλαπλασιαστούν
Οι δεξαμενές μπορούν να παραδοθούν χωριστά και να συνδέονται επιτόπου
Ένα τεχνικά τέλειο σύστημα που δεν μπορεί να μεταφερθεί οικονομικά δεν είναι μια βιώσιμη βιομηχανική λύση.
Θερμική Διαχείριση και Αερισμός
Οι μονάδες οξυγόνου παράγουν σημαντική θερμότητα, ειδικά σε αεροσυμπιεστές, φυσητήρες και αντλίες κενού. Σε ανοιχτά φυτά, αυτή η θερμότητα διαχέεται φυσικά. Σε ολισθηρές εγκαταστάσεις και φυτά σε δοχεία, η συσσώρευση θερμότητας γίνεται σοβαρό πρόβλημα.
Οι ομάδες μηχανικών πρέπει να σχεδιάσουν:
Επαρκείς διαδρομές εξαερισμού
Αναγκαστικός αερισμός με χρήση ανεμιστήρων
Ανθεκτικές στη θερμότητα-διατάξεις
Διαχωρισμός θερμών και ψυχρών ζωνών
Σε συστήματα με εμπορευματοκιβώτια, τα ανοίγματα εξαερισμού πρέπει να τοποθετούνται προσεκτικά ώστε:
Αποφύγετε τη ροή αέρα βραχυκυκλώματος-
Αποτρέψτε την εισροή βροχής ή σκόνης
Μειώστε την εκπομπή θορύβου
Σε θερμά κλίματα, ο κακός αερισμός μπορεί να οδηγήσει σε:
Μειωμένη απόδοση συμπιεστή
Υψηλότερα ποσοστά αστοχίας ηλεκτρικών εξαρτημάτων
Μειώθηκε η διάρκεια ζωής του εξοπλισμού
Η διαχείριση θερμότητας δεν είναι βοηθητικό χαρακτηριστικό. Είναι ένας βασικός παράγοντας αξιοπιστίας.
Έλεγχος θορύβου και Περιβαλλοντική Συμμόρφωση
Πολλές μονάδες οξυγόνου εγκαθίστανται κοντά σε κατοικημένες ή περιβαλλοντικά ευαίσθητες περιοχές, όπως εγκαταστάσεις αστικών λυμάτων ή βιομηχανικά πάρκα με αυστηρούς κανονισμούς για το θόρυβο.
Τα συστήματα που βασίζονται σε ολίσθηση-είναι συνήθως ανοιχτά και απαιτούν εξωτερικά μέτρα ελέγχου του θορύβου, όπως ακουστικά περιβλήματα ή φράγματα.
Τα συστήματα με εμπορευματοκιβώτια παρέχουν φυσικά κάποια ηχομόνωση, αλλά συχνά απαιτείται πρόσθετη μηχανική:
Ακουστική επένδυση στο εσωτερικό των τοιχωμάτων του δοχείου
Σιγαστήρες στην εισαγωγή και την εξάτμιση αέρα
Βάσεις απομόνωσης κραδασμών
Ο έλεγχος θορύβου πρέπει να είναι ισορροπημένος με τις ανάγκες αερισμού. Η υπερβολική-μόνωση χωρίς σωστή ροή αέρα μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα υπερθέρμανσης.
Η περιβαλλοντική συμμόρφωση περιλαμβάνει επίσης:
Διαχείριση λαδιών και συμπυκνωμάτων
Ασφαλής εξαέρωση-πλούσιας σε άζωτο καυσαερίων
Συμμόρφωση με τους τοπικούς βιομηχανικούς κώδικες
Ενοποίηση Συστήματος Ηλεκτρικού και Ελέγχου
Οι σύγχρονες μονάδες οξυγόνου είναι εξαιρετικά αυτοματοποιημένες. Στα αρθρωτά συστήματα, η ηλεκτρική ενσωμάτωση και η ενσωμάτωση ελέγχου πρέπει να γίνεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στο εργοστάσιο.
Αυτό περιλαμβάνει:
Πίνακες διανομής ρεύματος
Κέντρα ελέγχου κινητήρα
Διεπαφή PLC ή DCS
Καλωδίωση οργάνων
Δίκτυα επικοινωνίας
Οι βασικές προκλήσεις περιλαμβάνουν:
Δρομολόγηση καλωδίων σε περιορισμένο χώρο
Προστασία από τη θερμότητα και τη σκόνη για ηλεκτρονικά
Εύκολη πρόσβαση για αντιμετώπιση προβλημάτων
Συστήματα εμπορευματοκιβωτίων περιλαμβάνουν συχνά μια ειδική περιοχή του δωματίου ελέγχου μέσα στο δοχείο, χωρισμένη από θορυβώδεις ή ζεστές ζώνες εξοπλισμού. Τα συστήματα που βασίζονται σε ολίσθηση- συνήθως βασίζονται σε εξωτερικούς θαλάμους ελέγχου.
Η απομακρυσμένη παρακολούθηση γίνεται όλο και πιο τυπική. Οι αρθρωτές μονάδες οξυγόνου εγκαθίστανται συχνά σε απομακρυσμένες περιοχές, καθιστώντας την απομακρυσμένη διάγνωση ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό σχεδιασμού.
Στρατηγική εργοστασιακών δοκιμών και θέσης σε λειτουργία
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα των εγκαταστάσεων με ολίσθηση και εμπορευματοκιβώτια είναι η δυνατότητα εκτέλεσης εργοστασιακών δοκιμών αποδοχής (FAT) πριν από την παράδοση.
Οι ομάδες μηχανικών πρέπει να σχεδιάσουν συστήματα που μπορούν να είναι:
Πλήρως συναρμολογημένο στο εργοστάσιο
Τροφοδοτήθηκε και δοκιμάστηκε υπό προσομοιωμένες συνθήκες
Αποσυναρμολογείται εύκολα για αποστολή εάν απαιτείται
Ωστόσο, δεν μπορούν να αναπαραχθούν όλες οι συνθήκες της διαδικασίας στο εργοστάσιο. Οι μηχανικοί πρέπει να καθορίσουν ποια μέρη της θέσης σε λειτουργία θα είναι:
Ολοκληρώθηκε στο εργοστάσιο
Ολοκληρώθηκε επί τόπου
Ο καλός αρθρωτός σχεδιασμός ελαχιστοποιεί-την εργασία στον ιστότοπο, αλλά εξακολουθεί να επιτρέπει ευελιξία για συγκεκριμένες προσαρμογές-στον ιστότοπο.
Προσαρμογή σε διαφορετικά περιβάλλοντα λειτουργίας
Οι μονάδες οξυγόνου ολίσθησης και δοχείων χρησιμοποιούνται συχνά σε δύσκολες τοποθεσίες: ερήμους, βουνά, παράκτιες περιοχές, τοποθεσίες εξόρυξης ή ζώνες προσωρινής κατασκευής.
Η μηχανική πρέπει να λαμβάνει υπόψη:
Υψηλή ή χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος
Υψηλή υγρασία ή αλατισμένος αέρας
Σκόνη και άμμος
Ασταθής παροχή ρεύματος
Αυτό επηρεάζει:
Επιλογή υλικού
Προστασία επίστρωσης και διάβρωσης
Κατηγορία ηλεκτρικής μόνωσης
Σχεδιασμός συστήματος ψύξης
Ένα εργοστάσιο με εμπορευματοκιβώτια σχεδιασμένο για την Ευρώπη μπορεί να αποτύχει γρήγορα σε ένα ορυχείο της ερήμου εάν δεν προσαρμοστεί η περιβαλλοντική μηχανική.
Συντήρηση και προσβασιμότητα
Ο συμπαγής σχεδιασμός δεν πρέπει να εξαλείφει την πρόσβαση στη συντήρηση.
Οι μηχανικοί πρέπει να διασφαλίζουν:
Τα φίλτρα μπορούν να αντικατασταθούν
Οι βαλβίδες μπορούν να επισκευαστούν
Τα όργανα μπορούν να βαθμονομηθούν
Τα κύρια εξαρτήματα μπορούν να αφαιρεθούν εάν είναι απαραίτητο
Αυτό συχνά απαιτεί:
Αφαιρούμενα πάνελ ή πόρτες
Σύρετε-τα πλαίσια εξοπλισμού
Υπερυψωμένα σημεία ανύψωσης
Μια εγκατάσταση που είναι εύκολη στην εγκατάσταση αλλά αδύνατο να διατηρηθεί θα δημιουργήσει υψηλό μακροπρόθεσμο-κόστος και χρόνο διακοπής λειτουργίας.
Μηχανική Ασφαλείας σε κλειστά συστήματα
Τα συστήματα οξυγόνου περιλαμβάνουν περιβάλλοντα-εμπλουτισμένα σε οξυγόνο και-πλούσια σε άζωτο, τα οποία ενέχουν σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια.
Στις εγκαταστάσεις με εμπορευματοκιβώτια, η μηχανική ασφάλειας πρέπει να αφορά:
Ανίχνευση διαρροής οξυγόνου
Αερισμός για την αποφυγή συσσώρευσης οξυγόνου
Συστήματα συναγερμού και κλειδώματος
Ανθεκτικά στη φωτιά-υλικά
Ο σχεδιασμός ασφαλείας πρέπει να συμμορφώνεται με:
Πρότυπα βιομηχανικής ασφάλειας
Τοπικοί κανονισμοί
Συγκεκριμένες{0}}πολιτικές ασφάλειας του κατόχου
Η ασφάλεια δεν αφορά μόνο τον εξοπλισμό αλλά και τη διάταξη, τη σήμανση, τον έλεγχο πρόσβασης και τον σχεδιασμό αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης.
Μηχανική vs Οικονομία
Ένας από τους κύριους λόγους για την επιλογή αρθρωτών εγκαταστάσεων είναι το κόστος και η ταχύτητα. Αλλά η επιθετική μείωση του κόστους στη μηχανική μπορεί να αποτύχει.
Κάτω από-μηχανικά συστήματα ενδέχεται να έχουν ως αποτέλεσμα:
Υψηλότερο ποσοστό αποτυχίας
Δύσκολη συντήρηση
Μικρή διάρκεια ζωής του εξοπλισμού
Λειτουργική αστάθεια
Καλές μηχανικές ισορροπίες:
Αρχική επένδυση
Κόστος μεταφοράς
Ταχύτητα εγκατάστασης
Λειτουργικό κόστος
Μακροπρόθεσμη- αξιοπιστία
Το φθηνότερο αρθρωτό εργοστάσιο είναι σπάνια το καλύτερο αρθρωτό εργοστάσιο.
Η σπονδυλοποίηση ως τυπική πρακτική
Οι εγκαταστάσεις οξυγόνου που βασίζονται σε ολίσθηση-και οι εγκαταστάσεις δοχείων δεν είναι πλέον εξειδικευμένες λύσεις. Γίνονται πρότυπο για πολλούς τύπους έργων:
Εξερεύνηση ορυχείων και πρώιμες φάσεις παραγωγής
Έργα υποδομής εξ αποστάσεως
Προσωρινές ή σταδιακές βιομηχανικές εγκαταστάσεις
Επείγουσα και εφεδρική παροχή οξυγόνου
Καθώς η σπονδυλοποίηση αυξάνεται, τα πρότυπα μηχανικής εξελίσσονται επίσης. Περισσότεροι προμηθευτές αναπτύσσουν τυποποιημένες πλατφόρμες ολίσθησης και εμπορευματοκιβωτίων, επιτρέποντας ταχύτερη παράδοση έργων χωρίς να θυσιάζεται η ποιότητα.
Ωστόσο, η τυποποίηση πρέπει να εξακολουθεί να επιτρέπει την προσαρμογή. Δεν υπάρχουν δύο βιομηχανικές εγκαταστάσεις που να είναι ακριβώς οι ίδιες.
Η Μηχανική Κατασκευάζει ή Καταστρέφει Αρθρωτές Εγκαταστάσεις Οξυγόνου
Οι μονάδες οξυγόνου που βασίζονται σε ολίσθηση-και οι μονάδες οξυγόνου φαίνονται απλές εξωτερικά, αλλά είναι από τις πιο εντατικές μορφές μηχανικής-βιομηχανικών συστημάτων οξυγόνου.
Η επιτυχία τους εξαρτάται από:
Έξυπνη διάταξη διαδικασίας σε περιορισμένο χώρο
Ισχυρή δομική και δονητική σχεδίαση
Μηχανική με επίγνωση της εφοδιαστικής-
Αποτελεσματική διαχείριση θερμότητας και θορύβου
Ολοκληρωμένα ηλεκτρικά συστήματα και συστήματα ελέγχου
Προσαρμογή στο περιβάλλον και την ασφάλεια
Σχεδιασμός-φιλικός προς τη συντήρηση
Όταν αυτοί οι παράγοντες αντιμετωπίζονται σωστά, οι αρθρωτές μονάδες οξυγόνου προσφέρουν απαράμιλλα πλεονεκτήματα στην ταχύτητα, την ευελιξία και τον έλεγχο του έργου. Όταν παραμελούνται, το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα που είναι δύσκολο στη μεταφορά, δύσκολο στη λειτουργία και ακριβό στη συντήρηση.
