Ensisijainen nesteiden käsittelyjärjestelmät ovat kemiallisten laitosten verenkiertoverkostoja, liikkuvia raaka-aineita, väliaineita, katalysaattoreita ja lopputuotteita päivittäin mailien putkiston läpi. Kun nämä järjestelmät toimivat tehottomasti, seuraamukset ovat suoria: korkeammat energialaskut, suuremmat ylläpitokustannukset, pienemmät läpimenokustannukset ja suurempi turvallisuusriski. Primaarinesteiden käsittelyjärjestelmien tehokkuuden parantaminen ei ole kertaluonteinen hanke vaan jatkuva kurinalaisuus, joka koskee kaikkia laitoksen osia pumpun valinnasta ja putkireitityksestä ohjaamaan logiikkaa ja operaattorin koulutusta. Laajennetussa ohjeessa hahmotellaan toimintakelpoisia strategioita, joilla saavutetaan kestäviä tuloksia järjestelmän suorituskyvyn, hyödyntämällä alan parhaita käytäntöjä ja tosimaailman tapaustutkimuksia.

Nesteiden käsittelyjärjestelmien ydinkomponenttien ymmärtäminen

Ennen optimointia on tärkeää nähdä järjestelmä integroituna kokonaisuutena eikä kokoelmana erillisiä osia. Jokainen komponentti edistää kokonaistehokkuutta ja luotettavuutta.

Pumput ja kompressorit

Keskipakopumput ovat useimpien kemiallisten laitosten työhevosia, jotka käsittelevät kaikkea vedestä viskoosiin liekkiin. Kompressorit palvelevat samanlaisia tehtäviä kaasuille, jotka kuluttavat usein merkittävän osan laitoksen sähkökuormasta. Oikea koko, materiaalin valinta ja näiden pyörivien koneiden huolto vaikuttavat suoraan energiankulutukseen ja järjestelmän käyttöaikaan.

Piping ja Venttiilit

Piping-verkot luovat selkärangan nestekuljetukselle. Putkien halkaisija, materiaali (hiiliteräs, ruostumaton teräs, PVC jne.), reitityskompleksi ja kunto (korroosio, skaalaus) kaikki vaikuttavat paineen laskuun ja virtauksen vakauteen. Venttiilit säätelevät virtausta ja eristävät osia, mutta epäasianmukaisesti valituista tai osittain suljetuista venttiilistä voi tulla merkittäviä energianmenetyksen lähteitä.

Varastosäiliöt ja säilytyssäiliöt

Välivarastot tarjoavat puskurikapasiteettia, irrottavat prosessin vaiheet ja mahdollistavat huoltoa sulkematta koko tehdasta. Huonot säiliöiden eristys, epäasianmukainen tuuletus ja riittämätön tasoohjaus voivat tuhlata energiaa ja lisätä haihtumishäviöitä.

Valvonta- ja instrumentointijärjestelmät

Nykyaikaiset kemianlaitokset luottavat hajautettuihin ohjausjärjestelmiin (DCS) sekä virtaus-, paine-, lämpötila- ja tasolähettimiin seuratakseen ja säätääkseen olosuhteita reaaliajassa. Ilman tarkkoja instrumentteja ja reagoivia ohjaimia jopa parhaiten suunniteltu mekaaninen järjestelmä ajautuu kohti tehottomuutta.

Tehokkuuden parantamiseen tähtäävät järjestelmälliset strategiat

Tehokkuuden parantamisessa olisi noudatettava jäsenneltyä lähestymistapaa: arvioidaan perusedellytyksiä, kartoitetaan mahdollisuuksia, toteutetaan muutoksia ja tarkistetaan tuloksia. Seuraavat strategiat kattavat kaikkein vaikuttavimmat alat.

Säännöllinen huolto ja ennakoiva tarkastus

Ennakoiva ja ennaltaehkäisevä huolto-ohjelmat tarttuvat pieniin ongelmiin ennen kuin ne aiheuttavat suuria tappioita.

  • Vuodon havaitseminen ja korjaus[[ ... jopa neulanreikä vuoto korkeapainelinjassa tuhlaa energiaa ja aiheuttaa turvallisuusriskejä. Käytä ultraääni- tai akustisia menetelmiä piilotettujen vuotojen löytämiseksi.
  • Korroosion seuranta[ . Sisä- ja ulkokorroosio lisää pinnan karheutta, lisää kitkaa ja lopulta johtaa vikoihin. Säännölliset paksuusmittaukset ja kuponkitestaus ovat välttämättömiä.
  • Pumppaus ja kompressorin linjaus[ . ... ..
  • Valvon kunnon arviointi[ . Tarkista kuluminen venttiilin istuimissa, pakkausvuodot ja toimilaitteen liukuminen. Juuttunut tai osittain avoin ohitusventtiili voi hiljaa tuhlata energiaa vuosia.

Optimoi pumpun ja kompressorin toiminnot

Pumppujen ja kompressorien osuus on suurin nesteiden käsittelyssä.

Muuttuvat taajuusasemat (VFD)

VFD-laitteilla varustetut pumput mahdollistavat nopeuden tasaamisen todelliseen kysyntään välttäen kuristusventtiilien energiahukkaa tai kierrätysvirtaa. Monet laitokset raportoivat 20.50% pumppuenergian vähennyksistä VFD-asennuksen jälkeen. Kompressorien VFD-järjestelmät voivat ylläpitää jatkuvaa painetta vähentäen samalla virrankäyttöä pienikuormitusisina aikoina.

Optimaalinen koko ja valinta

Ylimitoitettu pumppu kulkee kauas parhaasta hyötysuhdepisteestä (BEP), mikä johtaa kavitaatioon, liialliseen tärinäyn ja alhaiseen hyötysuhteeseen. Vaihdettaessa laitteita, suorita perusteellinen järjestelmäkäyräanalyysi ja valitse pumput, jotka toimivat lähellä BEP:tä normaaleissa työolosuhteissa. Kompressorien osalta arvioidaan purkauspainevaatimukset.

Impellerin ajo ja nopeusmuutokset

Jatkuvasti ylimitoitettujen keskipakopumppujen juoksupyörän halkaisijan (enintään 20%) trimmaaminen vähentää päätä ja virtausta ja parantaa tehokkuutta. Yhdessä nopeuden vähentämisen kanssa tämä voi välttää uuden pumpun kustannuksia ja samalla saavuttaa merkittäviä säästöjä.

Toteuta kehittyneet valvontajärjestelmät

Automaatio ja reaaliaikainen optimointi tuottavat johdonmukaisen, lähes ideaalisen toiminnan.

  • Mallien ennustava ohjaus (MPC)[] . ... ...............................................................................................................................................................................................................................
  • Ehdotukseen perustuva seuranta[ . ... käyttää tärinää, lämpötilaa ja virtaussensoreita hälyttämään operaattoreita ennen kuin vikoja tapahtuu, vähentäen suunnittelematonta seisonta-aikaa.
  • Etäohjaus ja SCADA-integrointi[ .

Edistynyt ohjaus ei ole vain uusille laitoksille; monet vanhemmat tilat voidaan jälkiasentaa älykkäitä lähettimiä ja kenttäbussi protokollia avata merkittäviä säästöjä. []S. Department of Energy Pump System Assessment and Improvement[ opas tarjoaa vaihe vaiheelta menetelmä.

Vähennä painetipuja piping-suunnittelun avulla

Jokainen jalka putki, asennus, ja venttiili lisää kitkahäviö. Vähentämällä tarpeetonta paineen pudotus laskee pään tarvitaan pumput, suoraan säästää energiaa.

  • Pienimmän putken halkaisijan lisääminen mahdollisuuksien mukaan ...
  • Yksinkertaistetaan reititystä[ .
  • Poistaa tarpeettomat venttiilit[ . Usein eristysventtiilit asennetaan enemmän kuin tarvitaan. Jokainen suljettu tai osittain avoin venttiili lisää vastus.
  • Pysy puhtaana sisätiloissa[ ... mittakaava, sedimentti ja polymerointi kasvavat ajan mittaan, mikä lisää karheutta. Mekaaninen tai kemiallinen puhdistus palauttaa alkuperäisen virtauskapasiteetin.

Lämpötehokkuutta varten tarkoitetut putket ja säiliöt

Kemiallisissa laitoksissa monet nesteet on pidettävä tietyissä lämpötiloissa. Kuuma tai kylmä nesteet on pidettävä täysin eristettyinä ja höyrynvaimentimet on pidettävä kosteuden estämiseksi. Riittämätön eristys johtaa lämpöhäviöön (tai voittoon), lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmien pakottamiseen toimimaan kovemmin. Höyry- tai kuumavesijohdoissa eristys voi vähentää energiahäviöitä 90%. Kuumaa tai kylmää nestettä varastoivien säiliöiden tulisi olla täysin eristettyjä höyrynesteitä, jotka estävät kosteuden tunkeutumisen. DOE:n teolliset eristysohjeet[] tarjoavat paksuuden suosituksia, jotka perustuvat putken kokoon ja käyttölämpötilaan.

Käytä korkeatehoisia venttiiliä ja kuntoilua

Kaikki venttiilit eivät ole yhtä suuria paineen pudotuksen kannalta. Täydet karheat palloventtiilit ja porttiventtiilit tarjoavat paljon pienempi vastus kuin palloventtiilit. Ohjaussovelluksissa, käytä korkean suorituskyvyn perhonen venttiilit tai ominaista palloventtiilit alhainen luontainen paine pudotus. Samoin, valitsemalla lakaista ties ja asteittainen vähennyslaitteet yli äkillisiä muutoksia poikkileikkauksen vähentää energiajätettä.

Palauta energia aina kun mahdollista

Korkeapaineprosessit.Nämä ovat esimerkiksi höyryjärjestelmien pettämisasemat tai paineenalennus säätöventtiilien kautta.Asennusturbiinit (hydraulinen tai kaasulaajennus), jotka tuottavat sähköä tai ohjaavat laitteita suoraan. Samoin lämpimästä jätevesistä peräisin olevaa lämpöä voidaan käyttää lämmönvaihtimien kautta saapuvan rehun esilämmittämiseen, kattilan kuormituksen vähentämiseen. Tarkennettu tuotantotoimiston prosessitehokkuusteknologia[ sisältää tällaisten hankkeiden tapaustutkimuksia.

Junahenkilöstö säännöllisesti

Parhaatkin laitteet ja valvontalaitteet edellyttävät ammattitaitoisia toimijoita. Säännöllisen koulutuksen tulisi kattaa

  • Lukupumppukäyrät ja BEP:n ymmärtäminen
  • Tehottomuuden merkkien tunnistaminen (kavitointi, tärinä, korkea virtapiirustus)
  • Kunnossa oleva venttiilin asennon hallinta
  • Hätäkatkaisu- ja uudelleenkäynnistysmenettelyt prosessien häiriöiden minimoimiseksi

Toimijat, jotka ymmärtävät "miksi" takana energiansäästökäytännöt ovat paljon todennäköisemmin ylläpitää niitä. Harkitse käyttää pätevyysmatriisi ja määräajoin kertauskurssit.

Parannusten mittaaminen ja ylläpitäminen

Tehokkuuden kasvu on todellista vain, jos niitä voidaan mitata. Asenna pysyvä virtaus, paine ja tehonmittaus kaikkiin merkittäviin nesteiden käsittelyjärjestelmiin.

  • Pumppuenergiaa liikutettua tilavuutta kohti (kWh/gallona tai kWh/m3)
  • Järjestelmän paineen lasku ajan myötä
  • Moottorikäyttöisten laitteiden tehokerroin
  • Pumppujen ja kompressoreiden vian keskimääräinen aika

Tarkista nämä mittarit kuukausittain ja vertaa perusviittoja luotu ennen päivityksiä. Anomalies voi osoittaa kehittyvät ongelmat, jotka tarvitsevat huomiota. Lisäksi, käytä [American Petroleum Institute (API)[] standardien pumpun ja kompressorin suorituskyvyn testaus validoida parannuksia.

Tehokkuuden sisällyttäminen pääomahankkeisiin

Kun uusia nesteiden käsittelyjärjestelmiä suunnitellaan, niissä on tehokkuus alusta alkaen. Suorita koko elinkaarikustannusanalyysi (LCC), joka sisältää pääoman, energian, ylläpidon ja seisokkikustannukset.Ei vain alhaisin alkuhinta. Määrittelemällä VFD-valmiita moottoreita, suurempia putkiotsikkoja ja ohitusjärjestelmiä tulevaa laajentamista varten maksaa takaisin monta kertaa laitoksen käyttöiän aikana.

Päätelmät

Tehokkuuden parantaminen primaaristen nesteiden käsittelyjärjestelmien kemian laitoksissa ei ole yksittäinen aloite vaan jatkuva arviointi-, toteutus- ja seurantasykli. Ymmärtämällä pumppujen, putkistojen, venttiilien ja valvontajärjestelmien vuorovaikutusta, soveltamalla kohdennettuja parannuksia, kuten VFD-laitteita ja kehittynyttä valvontaa, ja edistämällä operatiivista huippuosaamista henkilöstön keskuudessa, laitokset voivat saavuttaa 15.30% alennuksia nesteenkäsittelyenergian kustannuksissa ja parantaa luotettavuutta ja turvallisuutta. Jokainen laitos on ainutlaatuinen, joten aloita perusteellinen järjestelmätarkastus edellä strategioilla, sitten priorisoida toimia perustuu paluun investointeihin. Pitkäaikainen voitto on kilpailukykyisempi ja joustava toiminta valmis tulevaisuuden kemianteollisuuden haasteisiin.