Inngangur:Iðnaður eins og þungaefna, málmvinnslu, gler, efna og rafeindatækni hefur mikla eftirspurn eftir há-súrefni (O₂), köfnunarefni (N₂) og argon (Ar). Til að tryggja samfellu, hreinleika og hagkvæmni í gasframboði, velja sífellt fleiri stórar verksmiðjur að setja upp frystingareiningar (ASU) á -staðnum í stað þess að reiða sig á keyptar lofttegundir. Að velja rétta ASU er lykilatriði til að tryggja stöðuga framleiðslu, spara rekstrarkostnað og hámarka arðsemi fjárfestingar.
Í þessari grein verður fjallað ítarlega um hvernig á að velja ASU fyrir tiltekið verkefni úr þremur lykilvíddum-Afkastagetu, orkunotkun og OPEX, og CAPEX og heildarfjárfestingu-og, í tengslum við EPC & Turnkey þjónustulíkan NEWTEK, er sýnt hvernig hægt er að ná fram skilvirkri og áreiðanlegri lausn með einum-stöðvunarhönnun, uppsetningu og búnaði, afhending, smíði og búnað. rekstrarafhending.
1. ASU Grunnreglur og viðeigandi sviðsmyndir
Í fyrsta lagi skulum við rifja stuttlega upp grunnvinnuregluna um Cryogenic ASU. Cryogenic ASU virkar með því að þjappa saman, hreinsa (fjarlægja raka, CO₂ og óhreinindi), kæla það niður í mjög lágt hitastig (u.þ.b. -180 gráður til -200 gráður) og aðskilja síðan íhlutina byggt á suðumarksmun þeirra í skiptingarsúlu. Köfnunarefni (N₂), súrefni (O₂) og argon (Ar) er hægt að framleiða sem afurðarlofttegundir (eða vökvar), í sömu röð. Það fer eftir mælikvarða og uppsetningu einingarinnar (ein-súla, tvöföld-súla eða þrískipt-súla með argon endurheimt), ASUs eiga víða við í stálframleiðslu (auðgun súrefnis í sprengiofni, blástur breyti), jarðolíu/gasun (þarfnast mikið magns af súrefnisefnahvarfi), oxunarefni úr gleri, (oxý-eldsneyti), efnasmíði, rafeindatækni/hálfleiðarar (ofur-mjög hreint köfnunarefni/argon), hitameðhöndlun í stórum stíl og ofnar í óvirkum andrúmslofti. Þess vegna eru ASUs oft kjarnainnviðir í stórum og meðalstórum iðnaðarverkefnum og hönnun þeirra verður að vera mjög sérsniðin út frá þörfum eftir aftanstreymi (gasframleiðslumagn, hreinleiki, þrýstingur) og staðbundnum aðstæðum.
2. Stærð: Ákvörðun ASU stærð byggt á eftirspurn.
Aðalatriðið þegar þú velur ASU er afkastageta þess (þ.e. hversu mörg tonn/venjuleg rúmmetrar af O₂/N₂/Ar það getur framleitt á dag). Þessi afkastageta verður að passa við hámarksnotkun gass og væntanlegur vöxtur eftirferla.
Afkastagetusvið kryógenískra ASUs er mjög breitt. Samkvæmt gögnum iðnaðarins geta litlar eins-dálkaeiningar framleitt tugi til hundruða tonna af súrefni á dag; tvöfaldur-dálkur/miðlungs-kerfi geta náð hundruðum til tvö þúsund tonn á dag; á meðan stórar fjöl-dálkaeiningar (þar á meðal endurheimt argon) geta náð þúsundum til nokkur þúsund tonna af O₂ framleiðslu á dag. Nánar tiltekið sýna gögn að afkastagetusvið dæmigerðs stórra iðnaðar ASU getur náð yfir um það bil 100 til yfir 5.000 tonn á dag af O₂. Þegar afkastageta er valið, skal hámarksálag (blástursofnar, breytir, gasgjafar og ofnar þurfa mikið magn af súrefni á meðan á háum{10}}álagstímabilum stendur), kröfum um stöðuga notkun (24/7) og framtíðarstækkunarmöguleika (td bæta við framleiðslulínum, auka afkastagetu og öryggisafritun/offramboð).
Þess vegna, fyrir stór-málmvinnslu-, jarðolíu- eða glerverkefni, er almennt mælt með því að stilla miðlungs til stóra ASU (hundruð til þúsunda tonna/dag O₂) til að tryggja stöðugt framboð og draga úr flöskuhálsum. Fyrir smærri-skala eða hjálpargasnotkun (td hitameðhöndlunarhreiður, staðbundið óvirkt andrúmsloft, varageta) geta litlar/einingareiningar einnig komið til greina.
3. Orkunotkun & OPEX: Helstu drifkraftar
Þegar afkastageta hefur verið ákvörðuð er útreikningur á rekstrarkostnaði (sérstaklega raforkunotkun) næsta mikilvæga skrefið í valferlinu, þar sem OPEX ákvarðar oft langtímahagkvæmni-.
- Orkunotkunarsvið
Dæmigert sértæk orkunotkun frystikerfis ASU fellur venjulega á bilinu um það bil 250–500 kWh/tonn O₂ (eða um það bil 0,3–0,6 kWh/Nm³ O₂).
Sumar eldri eða smærri hönnun kunna að hafa aðeins meiri (og verri) orkunotkun, á meðan nútíma-orkusparandi hönnun sem notar háþróaða hitaendurheimtu, túrbó-þenslu og betri varmaskiptakerfi getur dregið verulega úr orkunotkun.
Raunveruleg orkunotkun hefur einnig áhrif á þætti eins og framleiðsluþrýsting, hreinleika vöru og uppbyggingu gasframleiðslu (hvort argon/N₂ er endurheimt). Til dæmis, að auka afhendingarþrýsting/þjöppunarhlutfall eða krefjast meiri hreinleika getur aukið orkunotkun.
- Samsetning rekstrarkostnaðar
Það fer eftir uppruna, raforkukostnaður er venjulega ≈70–80% af rekstrarkostnaði (OPEX). Annar kostnaður felur í sér starfsfólk (rekstraraðila, stjórnun), viðhald (endurskoðun þjöppu, viðhald á kæliboxi, skipta um bakka/pökkun), skipti á hvata/aðsogsefni/kælimiðli (ef við á), svo og smurningu, rekstrarvörur, tryggingar/skattar o.s.frv. Á heildina litið eru þessir ýmsir hlutir um það bil 10–20% af OPEX. Því á svæðum með háan raforkukostnað (eða hátt staðbundið iðnaðarrafmagnsverð) getur rekstrarkostnaður ASU verið efnahagsleg byrði. Aftur á móti, ef verkefnið er staðsett á svæði með lágt raforkuverð og ódýrt/sérstakt afl (td nálægð við virkjanir, notkun á úrgangshita/eigin orku), mun rekstrarhagkvæmni ASU batna verulega.
Efnahagslegt gildi auka-lofttegunda (N₂/Ar/argon)
Margir ASU framleiða ekki aðeins súrefni (O₂) heldur einnig köfnunarefni (N₂) og (valfrjálst) argon (Ar). Með því að endurheimta og selja (eða nota innan verksmiðjunnar) með-afurðalofttegundum er hægt að jafna rekstrarkostnað/rafmagnskostnað ASU að hluta. Ef argon er tekið sem dæmi, þar sem argoninnihald í loftinu er um það bil 0,93%, getur efnahagslegt verðmæti endurheimts argon (eða fljótandi argon) dregið verulega úr hreinum O₂ kostnaði ef markaður er fyrir það (td í málmsteypu, rafeindatækni, óvirkum varnarlofttegundum osfrv.). Þess vegna, við val og fjárfestingarákvarðanir, ætti súrefnisframleiðsla, samtímis köfnunarefnis/argon framleiðslu og nýtingu (innri eða markaðssala) að taka ítarlega í huga til að hámarka heildarhagkvæmni.
4. Fjárfestingarkostnaður (CAPEX & heildarkostnaður verkefna): Umfang og afhendingaraðferð hefur veruleg áhrif
Fyrir utan rekstrarkostnað eru fjármagnsútgjöld (CAPEX) afgerandi þáttur í ákvörðunum um val ASU. Uppsetningar- og byggingarkostnaður ASU af mismunandi stærðum/hönnun/stillingum (hvort argon endurheimt er innifalin, margar lestir, margar súlur) er mjög mismunandi.
Sumar greinarskýrslur benda til þess að innkaupakostnaður (PEC) fyrir lítinn/sleða-uppsettan ASU geti numið milljónum dollara; heildaruppsetningarkostnaður (TPC) eftir uppsetningu og gangsetningu verður enn hærri. Samkvæmt gögnum um 200 tonn/dag (TPD) ASU koma um það bil 75% af líftímakostnaði frá orku; því, jafnvel með lága CAPEX, getur rekstrar OPEX ákvarðað endanlega efnahagslega hagkvæmni. Byggt á opinberu mati í iðnaði, fyrir meðalstórar (hundruð–þúsundir tonna á dag) ASU, eru upphafsfjárfestingar (verksmiðja, uppsetning, gangsetning, innviðir, lagnatengingar, gasnet, raforkuver, einangrunarkassa osfrv.) venjulega á bilinu frá tugum milljóna til hundruð milljóna Bandaríkjadala.
Sérstaklega fyrir -flókin kerfi í stórum stíl með endurheimt argon, margar lestir og margar gasúttak (O₂/N₂/Ar), CAPEX er hærri, en framleiðslukostnaður einingagass (eftir niðurfellingu CAPEX + OPEX) er oft lægri, sem sýnir stærðarhagkvæmni.
Þess vegna verður eftirfarandi að vera skýrt skilgreint á fyrstu stigum verkefnis (FEED/ Investment Assessment phase):
Hönnunargeta (núverandi + hugsanleg framtíðarstækkun)
Nauðsynlegur hreinleiki (O₂, N₂, Ar) og úttaksþrýstingur/rennslishraði
Breytileiki í bensínnotkun (samfelld 24/7 eða á hámarki + utan-tímabils)
Hvort þarf argon/nitur sem aukaafurð og hvort það séu nýtingar-/söluleiðir
Staðbundið raforkuverð, stöðugleiki aflgjafa/kostnaðaruppbyggingar/orkusamningar (td framboð á litlu- iðnaðarrafmagni)
Flækjustig verkfræðilegrar byggingar (mannvirkjagerð, undirstöður, lagnir, uppsetning, rafmagn/kæling/einangrun/öryggi/tækjabúnaður)
Aðeins með því að íhuga þessa þætti ítarlega er hægt að áætla heildarverkefnisfjárfestingu (CAPEX) og rekstrarhagkvæmni í framtíðinni (einingagaskostnaður) á sanngjarnan hátt.
5. Sameina EPC og turnkey líkan NEWTEK - Að veita einn-stöðvalausnir fyrir viðskiptavini
Þegar þú stendur frammi fyrir flóknum -ákvarðanatöku og verkfræðiáskorunum sem nefnd eru hér að ofan, er mikilvægt að velja birgja með víðtæka kerfissamþættingargetu og getu til að veita EPC (verkfræði, innkaup, smíði) + turnkey (frá hönnun til gangsetningar og reksturs) þjónustu til að ná árangri í verkefninu. Þetta er einmitt staðsetning NEWTEK.
Hvers vegna EPC og turnkey skiptir máli
Sameinað hönnunar- og verkfræðistjórnun: ASU verkefni fela í sér loftþjöppur, kalda kassa, skiptingarturna, varmaskipta, lagnir, einangrun, stjórnkerfi, öryggisaðstöðu, rafkerfi og innviði. Í gegnum EPC geta almennir verktakar (eins og NEWTEK) samræmt allar greinar (ferli, burðarvirki, rafmagn, tækjabúnað, borgaraleg og uppsetning), forðast vandamál við fjöl-viðmót birgja, samskipta-/samhæfingarkostnað og hugsanlega blinda bletti í ábyrgð.
Samþætting innkaupa og birgðakeðju: Aðfangasamþættingargeta NEWTEK (gasverkfræði + alþjóðleg innkaup) tryggir tímanlega afhendingu búnaðar (þjöppur, köldu kassar, sundrunarturna), efna (sérstáls, einangrunarefni) og tækjastýringarkerfi, forðast afhendingartafir eða samhæfniáhættu af völdum margra innkauparása.
Smíði, uppsetning og gangsetning: Uppsetning og gangsetning ASU (einangrun kæliboxa, gangsetning kælikerfis, loftþéttleikaprófun, hitauppstreymi, tenging stjórnkerfis og skoðun öryggiskerfis) skiptir sköpum. EPC + Turnkey líkanið tryggir uppsetningargæði, styttir-tímalínur byggingarsvæðis og gerir skjóta byrjun-möguleika.
Samþætting viðmóts og niðurstreymisferlis: Fyrir stór verkefni eins og málmvinnslu, efnaverkfræði, glerframleiðslu og gösun er ASU aðeins einn hluti af heildargasveitukerfi verksmiðjunnar. NEWTEK getur aðstoðað við að samþætta ASU óaðfinnanlega við ferla í aftanstreymi (brennuofna, gasunartæki, leiðslur, geymslugeyma og gasþjöppunarkerfi) til að ná -eftirspurn úthlutun, geymslu og afhendingu O₂/N₂/Ar.
Verkefnaafhending og rekstraraðstoð: Frá gangsetningu, staðfestingu og rekstrarþjálfun til síðari viðhalds og ábyrgðar, Turnkey líkanið veitir notendum „eins-stöðva, áhyggjulausa-áhyggjulausa upplifun-sem hentar sérstaklega vel fyrir nýjar verksmiðjur án víðtækrar reynslu í loftskiljukerfum.
Þess vegna, fyrir viðskiptavini sem leita að mikilli-hagkvæmni, mikilli-áreiðanleika og há-hreinleika gasframboði og vilja draga úr verkefnastjórnun og tæknilegri áhættu (svo sem stálmyllur, jarðolíuverksmiðjur, glerverksmiðjur og efnaverksmiðjur), getur það að taka upp EPC + turnkey líkan NEWTEK, sem getur dregið úr flóknum tíma verkefna og dregið verulega úr verkefnakostnaði.
6. Hvernig á að velja viðeigandi ASU í alvöru-heimsverkefni - Skref-fyrir-ráðleggingar
1. Byggt á ofangreindri greiningu er eftirfarandi ráðlagt ASU val/fjárfestingar/innleiðingarferli, sem hentar verkfræðistjórum, verkefnafjárfestum eða-ákvörðunaraðilum í verksmiðjum:
1.1 Ákvarða gasþörf
1.1.1 Reiknaðu eyðslu á O₂/N₂/Ar fyrir hverja vinnslueiningu í verkefninu (fyrirliggjandi + fyrirséð stækkun) (rennslishraði, þrýstingur, hreinleiki, tímadreifing)
1.1.2 Áætla hámarks- og meðaleftirspurn og offramboð/öryggismörk
1.2 Skýra gasgæðakröfur
1.2.1 O₂ hreinleiki (td 99,5%–99,9%), N₂/Ar hreinleikakröfur
1.2.2 Úttaksþrýstingur, loftkenndur eða fljótandi (td ef nauðsynlegt er að geyma fljótandi súrefni/fljótandi köfnunarefni)
1.3 Meta staðbundið raforkuverð/orkuskilyrði
1.3.1 Fáðu raforkuverð í iðnaði (dag/nótt/hámark/samið verð), orkustöðugleika, framboð á ódýru/eigu/úrgangshitaorku
1.3.2 Reiknaðu rekstrarkostnað á hverja gaseiningu (O₂/N₂) miðað við orkukostnað
1.4 Veldu ASU mælikvarða og stillingar
1.4.1 Ákvarða uppsetningu einnar/tvöfaldurs/þrífaldrar lestar (þar á meðal endurheimt argon) byggt á gasþörf; ein lest hentar fyrir litla-skala/aðstoðargasnotkun, tvöföld/þrífald lest hentar fyrir stórar og meðalstórar-/margar-vörueftirspurnir
1.4.2 Íhugaðu framtíðarstækkun og offramboð (td margar lestir samhliða)
1.5 Veldu framboð/samningsgerð
1.5.1 Forgangsraða kerfisbirgjum sem geta veitt EPC + turnkey þjónustu (td NEWTEK)
1.5.2 Krefjast þess að birgjar veiti eins-þjónustu frá verkfræðihönnun, búnaðarkaupum, mannvirkjagerð/grunni, uppsetningu, gangsetningu, prufurekstur, rekstrarþjálfun til afhendingar og reksturs
1.6 Framkvæma efnahagslegt mat (CAPEX + OPEX + Gas eftir-tekjur af vöru)
1.6.1 Áætla heildarfjárfesting (CAPEX), rekstrarkostnað á ári/líftíma (aðallega rafmagn + viðhald + (mannauðs)
1.6.2 Áætla nýtingu/sölutekjur af gasi eftir -vöru (N₂/Ar) og hreinan kostnað miðað við keypta gas-/aðstoðarframboðsvalkosti.
1.7 Áhættumat og verkefnastjórnun
1.7.1 Taktu tillit til afhendingartíma búnaðar, byggingartíma, flókið gangsetningu, rekstrarstöðugleika, viðhaldsþægindi, öryggi og reglugerðarkröfur (þrýstihylki/kæling/öryggi).
1.7.2 Ef gasnotkun sveiflast eða eftirspurn eykst skaltu íhuga máta/fasa stækkun (fjöl-lest) til að draga úr-fjárfestingaráhættu í eitt skipti.
7. Samantekt - Jöfnunargeta, orkunotkun, fjárfestingar og þjónustugeta
Að velja viðeigandi ASU er alhliða skipting-á milli getu (að mæta eftirspurn), orkunotkun (rekstrarhagfræði), fjárfestingarkostnaði (CAPEX og fjármögnunarkostnaður), framkvæmd verkefna og rekstrar- og viðhaldsstuðnings.
Fyrir litla eða meðalstóra-notendur (aðstoðargas, staðbundin notkun, sveigjanleg eftirspurn) getur verið nóg að ein-raða/einingakerfi, lítil ASU eða PSA/himnukerfi. Hins vegar, þegar eftirspurn er stöðug, umfangið er stórt og kröfur um hreinleika, fjölbreytni vöru og áreiðanleika eru miklar, Cryogenic ASUs eru besti kosturinn.
Innan Cryogenic ASUs er viðeigandi val (geta/fjöldi dálka/hitaendurheimt) mikilvægt.
Gasstilling aukaafurða og orkusparnaður (framúrskarandi þjöppun/kæling/hitaskiptahönnun) eru lykillinn að því að lækka einingagaskostnað (O₂/N₂/Ar).
Þó að fjármagnsútgjöld séu ekki lág, með réttri hönnun, mikilli nýtingu búnaðar (samfelldur rekstur allan sólarhringinn) og fullri nýtingu á verðmæti aukaafurða (köfnunarefnis, argon), er auðvelt að stjórna einingargaskostnaði innan samkeppnismarka með margra- ára rekstrarafskriftum.
Að lokum getur val á birgi með fullkomna EPC + turnkey þjónustugetu (eins og NEWTEK) dregið verulega úr flókið verkefni, smíði og gangsetningu erfiðleika, þverfaglega samhæfingarkostnað og áhættu, veitt viðskiptavinum raunverulega "hönnun-til að-starfa-samþættri, áhyggjulausri"{.5}lausn
Fyrir fyrirtæki sem hyggjast byggja eða stækka stóra-efna-/málmvinnslu-/gler-/gasunar-/orkuverkefni eru rétt val, sanngjörn hönnun og fagleg EPC + turnkey verktaka mikilvæg til að tryggja farsælan, hagkvæman og skilvirkan rekstur ASU-verkefna.
