انتخاب نوع کمپرسور (Compressor type selection)

Compressor type selection

تعیین نوع کمپرسور نیاز به مقایسه الزامات سرویس کمپرس با توانایی ها و محدودیت های انواع ماشین در دسترس برای برگزیدن بهترین انتخاب مقرون به صرفه می باشد. انتخاب تایپ کمپرسور گاهی اوقات بسیار واضح است و به روش خاصی نیاز ندارد. اگرچه جایی که رقابت زیادی بین انواع کمپرسور در می گیرد، یک مطالعه و انتخاب مقایسه ای باید در مرحله طراحی فرایند انجام گیرد، زیراکه باید basic design سیستم utility و دیگر تاسیسات کمکی (installation Facilities) در نظر گرفته شود و همچنین بتوان هزینه پروژه را تخمین زد.

طبقه بندی نوع کمپرسور (COMPRESSOR TYPE CLASSIFICATION)

همه کمپرسورها در یکی از این سه دسته طبقه بندی می شوند: dynamic، positive displacement و ejector. به شکل زیر مراجعه نمایید.

untitled

اصطلاح blower اغلب برای نرخ جریان های بالا با افزایش جزئی فشار به کار برده می شود.

فاکتورهای تاثیرگذار بر روی انتخاب کمپرسور

تجربیات محلی: تجربه کسب شده از یک پالایشگاه خاص یا محیط جغرافیایی با یک نوع کمپرسور خاص ممکن است بر انتخاب نوع کمپرسور تاثیر گذارد، بخصوص در مواردی که یک یا انواع بیشتری کمپرسور به طور منطقی به کار گرفته شدند. تجربیات خوب و بد قبلی با یک نوع خاص ممکن است به هر یک از موارد زیر مربوط شود.

  • انتخاب مناسب نوع کمپرسور برای کاربرد قبلی
  • مدل خاص بکار گرفته شده قبلی.
  • در دسترس بودن خدمات سرویس سازندگان و پرسنل ماهر.
  • تعداد منابع ماهر موجود در کارکنان پلنت.
  • در دسترس بودن ابزار و امکانات تعمیر و نگهداری.

در دسترس بودن تجاری مدل های کمپرسور: یکی از مراحل اساسی در انتخاب نوع کمپرسور برای یک سرویس مشخص، مطمعن بودن از در دسترس بودن تجاری یک کمپرسور مناسب است. یعنی مدل انتخاب شده از نظر اقتصادی ارزش تولید داشته باشد و در رنج متداول محصولات بازار باشد. شکل های زیر رنج کاربرد برای هر یک از انواع کمپرسورهای مهم، با استفاده از پارامترهای نرخ جریان ورودی و فشار خروجی کمپرسور را نمایش می دهند.

دو رنج برای هر یک از انواع کمپرسور تعریف شده است. رنج امکانپذیر (feasible)، مدلهای تجاری است که توسط حداقل یک سازنده مهم پیشنهاد گردد و رنج اقتصادی (economic) که مدل ها حداقل توسط دو سازنده پیشنهاد گردد. برای کاربردهایی که به رنج امکانپذیر گره خورده است تجربه عملیاتی و منابع تامین آن اغلب بسیار محدود است.

برای سرویس هایی که volume flow rate و discharge pressure فقط در رنج اقتصادی (economic range) یک نوع کمپرسور بیافتد، فرایند انتخاب کمپرسور درست است و برای سرویس هایی که volume flow rate و discharge pressure در رنج اقتصادی بیش از یک نوع کمپرسور بیافتد، باید یک مطالعه انتخاب نوع کمپرسور انجام گردد.

به مقاله مقایسه مزایای انواع کمپرسور مراجعه نمایید.

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

untitled

 

 

میزان توان کمپرسور (Power Level): علاوه بر امکان پذیری به کارگیری یک نوع خاص کمپرسور برای یک ترکیب خاص از inlet volume flow و discharge pressure، باید توانایی انتقال توان (Power) با توجه به نوع کمپرسور ارزیابی گردد. جدول زیر خلاصه ای از حداکثر نرخ توان برای انواع کمپرسور را بیان کرده است.

untitled

تعمیر پذیری یا قابلیت استفاده از انواع کمپرسور (Serviceability of Compressor Types):

الزام طول مدت کارکرد ما بین زمان تعمیر و نگه داری و پتانسیل اعتمادپذیری می باشد. لطفا به مقاله تعمیرپذیری و قطعات یدکی کمپرسور مراجعه نمایید.

شرایط سرویس که بر انتخاب نوع کمپرسور تاثیر می گذارند:

شرایط سرویس زیر تاثیر بسیار زیادی بر انتخاب بهینه نوع کمپرسور می گذارد و همچنین تبعاتی بر استایل ساخت (construction style) و مشخصه های طراحی (design features) دارد.

  • هد مورد نیاز

کمپرسورهای جابجایی مثبت در هدهای زیاد نسبت به انواع کمپرسورهای دینامیکی اقتصادی تر هستند.

  • نسبت فشار (Pressure ratio):

کمپرسورهای چند مرحله ای در نسبت های فشار بالا بیشتر اقتصادی هستند.

 

untitled

 

منحنی مشخصه عملکردی هد-دبی: یک مقایسه شکلی از منحنی هد-دبی برای انواع کمپرسورها در شکل زیر می بینید.

 

untitled

تزریق روغن روانکاری به داخل جریان فرایندی: کمپرسورهایی که به روانکاری داخلی نیاز دارند (lubricated reciprocating, oil injected screw and sliding vane) برای سرویس اکسیژن و سرویس های راکتور تغذیه خاص مناسب نیستند زیرا که روغن ته نشین شده در تماس با اکسیژن باعث فعل و انفعالات خطرناک می شود. روغن کاری داخلی کمپرسور برای سرویس های instrument air و refrigeration مطلوب نیستند.

  • انتقال مایع در گاز فرایندی:

اجکتورها، liquid ring compressors و high pressure helical screw compressors  انواع کمپرسور با کمترین حساسیت مکانیکی به آب همراه گاز می باشند. ناسازگارترین کمپرسورها با این پدیده lubricated and unlubricated reciprocating، sliding vane و کمپرسورهای axial می باشند. به جدول Mechanical Characteristics Of The Major Compressor Types مراجعه کنید.

  • ذرات در گاز فرایندی:

کمپرسورهای Liquid ring و بعد از آن کمپرسورهای high pressure helical screw کمترین حساسیت را به ذرات جامد دارند.  حساسترین نوع کمپرسورها نسبت به ذرات sliding vane، non-lubricated and lubricated reciprocating و کمپرسور axial می باشند.

  • نوسان وزن مولکولی:

در مقایسه با کمپرسورهای دینامیکی، عملکرد کمپرسورهای جابجایی مثبت حساسیت کمتری نسبت به نوسانات در ترکیب گاز دارند. کمپرسورهای دینامیکی برای نوسانات شدید در وزن مولکولی گاز مناسب نمی باشند. توجه: در همه انواع ماشین ها تمام محدوده ترکیبات گاز باید مشخص گردد، چنانچه ممکن است بر روی ترتیب مراحل و طراحی ماشین تاثیر بگذارد.

  • حساسیت دمای خروجی گاز:

همه انواع کمپرسور به منظور محدود نگه داشتن افزایش دما می توانند با چندین مرحله (stage) طراحی شوند. نوع rotary screw و straight lobe میتوانند با تزریق مایع خنک کاری (liquid injection cooling) طراحی شوند. کمپرسورهای Liquid ring دمای خروجی را نزدیک به دمای مایع ورودی فشرده سازی نگه می دارند.

  • دمای بالای ورودی:

کمپرسورهای سانتریفوژ و فن ها می توانند به طور استثنایی برای دماهای ورودی 175 تا 540 درجه سانتیگراد طراحی شوند. کمپرسورهای High pressure helical screw می توانند برای دمای ورودی تا 230 درجه سانتیگراد طراحی گردند، البته از طریق استفاده از روتورهای سرد شده با روغن (oil cooled rotors).

  • گاز با ذرات معلق یا ناخالصی (Fouling Tendency of the Gas):

کمپرسور سانتریفوژ یک طبقه Axial و high speed برای سرویس fouling مناسب نمی باشد. Flushing به کمپرسورهای سانتریفوژ مرسوم و helical screw اجازه می دهد تا در سرویس های fouling استفاده شوند.

فاکتورهایی که مستقیما بر قیمت مقایسه ای تاثیر می گذارد:

  • قیمت ماشین:

در این رابطه با کارشناسان تجهیزات دوار مشاوره کنید.

  • میزان هزینه نصب:

این مورد به اندازه فیزیکی، پیچیدگی ماشین و تعداد کمپرسورها بستگی دارد. کمپرسورهای دینامیکی و high pressure helical screw هزینه های کمتری نسبت به کمپرسورهای reciprocating دارند.

  • راندمان:

این فاکتور بر روی هزینه بهره برداری (operating) تاثیر دارد.

  • الزامات تعمیر و نگه داری:

هزینه های تعمیر و نگهداری و بهره برداری مرسوم باید برای همه utilityها باید لحاظ گردد.

روش انتخاب نوع ماشین سرویس متراکم سازی

انتخاب نوع کمپرسور برای هر کاربرد باید از طریق به کار گیری روش زیر انتخاب گردد:

  • میزانpower مورد نیاز را با power rating تعریف شده در جدول زیر مقایسه گردد. با این کار بعضی از انواع کمپرسور خود به خود حذف می شود و می توان قضاوت کرد که کدام کاربرد روتین است و کدام کاربرد غیر معمول است.

untitled

  • توجه کنید که نقاط inlet volume flow و discharge pressure برای کدام نوع از کمپرسور در منطقه اقتصادی (economic) قرار می گیرد و در کدام نوع در منطقه امکانپذیر (feasible) می افتد. از جداول بالا استفاده کنید.
  • انواع کمپرسورهایی که از نظر فنی (technically) مناسب الزامات سرویس های خاص نیستند حذف گردند.
  • تجربیات محلی قبلی که با سرویس مشابه کار می کردند لحاظ گردد.
  • از یک متخصص تجهیزات دوار برای تصمیم گیری در رابطه با تعیین نوع کمپرسور که در منطقه امکانپذیر (feasible) قرار گرفته است کمک بگیرید.
  • برای انواع کمپرسورهایی که باقی مانده اند تصمیم گرفته شود چند واحد و با چه ظرفیتی باید نصب شوند و همچنین چه قطعات یدکی بزرگی (capital spares) نیاز است.
  • مزایا هر یک از انواع کمپرسورها را در نظر بگیرید. (به مقاله مزایا و معایب انواع کمپرسور مراجعه کنید)
  • با استفاده از اطلاعات عملکردی که در این مقاله آمده است یک مقایسه اقتصادی بین موارد که با یکدیگر رقابت دارند انجام دهید. هزینه های بهره برداری و تعمیر و نگهداری در یک دوره 3 تا 5 ساله را برآورد کنید.
  • اگر از نظر اقتصادی رقابت تنگاتنگی بین دو یا چند نوع کمپرسور وجود داشت از یک متخصص تجهیزات دوار بخواهید که حداقل از دو سازنده، هزینه جاری و اطلاعات عملکردی هر یک از کمپرسورها را استعلام کند.
  • یک مطالعه اقتصادی دقیق با استفاده از اطلاعات جاری سازندگان انجام دهید.
  • اگر نتیجه مطالعه اقتصادی نمایانگر رقابت سخت بین انواع کمپرسورها بود، Design Specification خود را بر مبنای انتخاب با احتمال بیشتر بنویسید و پیشنهادهای (proposals) کامل فنی و اقتصادی برای نوع جایگزین همچنین باید درخواست گردد. پیشنهادات در مرحله مهندسی تفصیلی باید ارزیابی گردد.

مشاهده نظرات

  • ندا
    • admin