Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

برآورد ظرفيت تأسيسات

برآورد ظرفيت تأسيسات

برآورد ظرفيت تأسيسات فشرده سازي هوا Dimensioning compressor installations

3-1-1     بررسي كلي ( General ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

هنگام برآورد ظرفيت تأسيسات تصميمات متعددي بايد گرفته شود تا با نيازهاي كاربر متناسب بوده ، از لحاظ نحوه عملكرد مقرون به صرفه و براي توسعه در آينده آماده باشد .

اساس اين تصميمات بر كاربردها يا فرايندي است كه هواي فشرده را مورد استفاده قرار مي دهد . بنابراين ، ابتدا بايد نقشه كلي از اين كاربردها و فرايند را تهيه نموده تا بتوان مبناي صحيحي براي اندازه گيري در اختيار داشت .

حوزه هايي كه بايد مورد توجه قرار گيرند شامل محاسبات يا ارزيابي هواي مورد نياز ، ظرفيت ذخيره سازي و فضا براي توسعه آتي مي باشد . از آنجائيكه فشار كاري تاٌثير به سزائي در مصرف انرژي دارد ، عامل مهمي به حساب مي آيد . گاهي اوقات مقرون به صرفه تر است كه براي دامنه هاي فشار متفاوت از كمپرسورهاي متفاوت استفاده نمود.

كيفيت هواي فشرده فقط مربوط به مقدار رطوبت هوا نيست بلكه مسائل محيطي نيز مستقيماً كيفيت هوا را تحت تأثير قرار مي دهند . بوي ها و ميكروارگانيزمهاي موجود در هوا عوامل مهمي هستند كه كيفيت محصول ، عدم پذيرش ها ، محيط كاري و محيط بيرون را تحت تأثير قرار مي دهند . اين موضوع كه آيا نصب كمپرسور بايد متمركز يا نامتمركز  باشد ، بر ميزان فضاي مورد نياز و شايد طرح هاي توسعه آتي تأثير بگذارد . از نقطه نظر اقتصادي و محيطي ، مهم است كه امكان بازيافت انرژي را در مراحل اوليه بررسي كنيم ، معمولاً اين امر سريعاً به سرمايه گذاري بر مي گردد .

مهم است كه اين مسائل را با توجه به نيازهاي كنوني و آتي تجزيه و تحليل نمائيم . سپس اين امكان وجود دارد و فقط بعد از آن ، كه تأسيساتي را طراحي كنيم كه انعطاف پذيري مطلوبي داشته باشد .

3-1-1-1 محاسبه فشار كاري  ( Calculating the working pressure ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

تجهيزات هواي فشرده در يك تاٌسيسات ميزان فشار كاري لازم را تعيين مي كند . فشار كاري مناسب فقط به كمپرسور بستگي ندارد بلكه به طراحي سيستم هواي فشرده و لوله كشي ، شيرآلات ، خشك كن هاي هواي فشرده ، فيلترها و غيره بستگي دارد .

تجهيزات متفاوت در يك سيستم مي توانند به فشار متفاوتي نياز داشته باشند . بطور معمول ، بالاترين فشار ، فشار لازم در تاٌسيسات را تعيين مي كند و فشار تجهيزات ديگر در نقاط مصرف با شيرهاي كاهش فشار تاٌمين ميشوند . در موارد بحراني تر اين متد نمي تواند اقتصادي باشد و براي نيازهاي بخصوص يك كمپرسور مجزا مي تواند راه حل خوبي باشد .

همچنين در نظر داشته باشيد كه افت فشار سريعاً با افزايش جريان ، افزايش مي يابد . اگر تغييري در مصرف پيش بيني شود ، اقتصادي تر است كه تاٌسيسات را با اين وضعيت انطباق دهيم .

فيلتر ها ، فيلترهاي گرد و غبار مخصوص ، در ابتدا افت فشار پاييني دارند اما در زماني مسدود مي شوند و در افت فشار پيشنهاد شده تعويض ميگردند ، كه در اينجا زمان تعويض فيلتر از جمله عواملي است كه نياز به محاسبه دارد . همچنين كنترل جريان كمپرسور نيز باعث تغييراتي در فشار مي شود و بايد در محاسبات گنجانده شود . لازم است كه محاسبات را بر طبق مثال زير نظام بندي كرد :

اصولاً فشار مصـرف كننده نـهايي به عـلاوه افت فـشار بـين

كمپرسور و مصرف كننده است كه تعيين مي كند ، كمپرسور نياز به توليد چه فشاري دارد . همانند مثال بالا ، با اضافه كردن افت فشار در سيستم مي توان فشار كاري را تعيين كرد .

3-1-1-1 محاسبه هواي مورد نياز ( Calculation the air requirement ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

هواي فشرده مورد نياز اسمي توسط مصرف كننده هاي هوا تعيين مي شود . اين نياز به عنوان مجموع مصرف هواي تمام ابزارها ، ماشين ها و فرايندهاي موجود محاسبه مي شود ، ضريب مصرفي را كه تجربي حاصل شده است بايد مد نظر باشد . علاوه بر نشتي ها ، فرسودگي و تغييرات آتي بايد در ميزان هواي مورد نياز مورد توجه قرار گيرد .

يك روش ساده براي تخمين ميزان هواي مورد نياز كنوني و آينده اين است كه هواي مورد نياز را براي تجهيزات موجود و ضريب مصرف تركيب كنيم .

در اين نوع محاسبه لازم است كه فهرستي از تجهيزات فراهم آوريم ، در اين فهرست ميزان مصرف هواي مورد انتظار در هر دستگاه و همچنين ضريب مصرف آن گنجانده مي شود . اگر اطلاعاتي درباره مصرف هوا يا ضريب مصرف در اختيار نداشته باشيد ، مي توانيد از مقادير استاندارد استفاده كنيد . برآورد ضريب مصرف براي ابزارها مشكل است ، بنابراين بايد در كاربردهاي مشابه مقادير محاسبه شده را با مصرف اندازه گيري شده مقايسه كرد .

به عنوان مثال وقتي كه مصرف كننده هاي توان بالا از جمله تجهيزات خردكن و تجهيزات ماسه پاشي مورد استفاده قرار ميگيرند ، خيلي اوقات براي دوره هاي طولاني ( 3 تا 10 دقيقه ) تحت كاربرد مستمر قرار دارند اگر چه ضريب مصرف پائين باشد .

در حقيقت اين ارتباطي با كاربردهاي بينا بين ندارد ، به همين دليل لازم است تعداد دستگاه هاي تاٌمين كننده حداكثرهواي مصرفي كل تخمين زده شود . ظرفيت كمپرسور در ابتدا توسط مقدار اسمي كل هواي فشرده مورد نياز تعيين مي شود . ميزان جريان خروجي آزاد كمپرسور بايد اين ميزان مصرف هوا را در برگيرد . ظرفيت ذخيره محاسبه شده در درجه اول توسط هزينه توليد به هدر رفته هواي فشرده تعيين مي شود .

تعداد كمپرسور ها و اندازه مشترك در اصل با توجه به ميزان انعطاف پذيري مورد نياز ، سيستم كنترل و بازده انرژي تعيين مي شود . در تاسيساتي كه به دلايل مربوطه به هزينه ، فقط بايد يك كمپرسور جوابگوي تاٌمين هواي فشرده باشد ، سيستم مي تواند براي اتصال سريع يك كمپرسور قابل حمل آماده سرويس دهي باشد . يك كمپرسور قديمي تر مي تواند به عنوان منبع نيروي ذخيره كم هزينه مورد استفاده قرار گيرد .

3-1-1-1 اندازه گيري مقدار هواي مورد نياز  ( Measuring the air requirement ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

با انجام يك تجزيه و تحليل عملياتي مي توان عوامل كليدي در باره مقدار هواي فشرده مورد نياز را بدست آورد و همچنين مي توان بررسي كرد كه توليد چه مقدار هواي فشرده بهينه است . بيشتر شركتهاي صنعتي بطور پيوسته توسعه مي يابند ، به اين معني است كه نياز هواي فشرده نيز تغيير ميكند . بنابراين مهم است كه تاٌمين هواي فشرده بر اساس شرايط متداول جاري قرار داشته ،  همزمان با اينكه حدود مناسبي براي توسعه در تأسيسات ساخته مي شود .

بررسي عملكردي شامل اندازه گيري داده هاي عملياتي مي باشد ، كه اين داده ها احتمالاً توسط بازرسي دستگاههاي هواي فشرده طي دوره زماني مناسب تكميل ميگردند . اين تجزيه و تحليل بايد حداقل در طول يك هفته انجام گيرد و دوره اندازه گيري بايد به دقت انتخاب شود بطوري كه به عنوان يك نمونه مورد پذيرش تصوير قابل قبولي از خود ارائه دهد . همچنين داده هاي ذخيره شده مي توانند اين موقعيت را فراهم آورند كه مقياس ها و تغييرات در عملكرده هاي كمپرسور را شبيه سازي كرد و بدين ترتيب اهميت اقتصاد كل تأسيسات را بررسي كرد.

عواملي نظير زمان هاي باردهي و زمان هاي هرز گردي نيز با ارزيابي كلي عملكرده هاي كمپرسور ارتباط دارند . اين عوامل پايه و اساس ارزيابي ضريب باردهي و هواي فشرده مورد نياز در طول روز يا هفته كاري را تشكيل ميدهد . بدين ترتيب ، ضريب باردهي را نمي توان فقط از روي ساعت سنجش مقدار كاركرد كمپرسور قرائت كرد.

همچنين يك تجزيه و تحليل عملياتي از دستگاهها ، پايه و اساس بازيافت انرژي پتانسيل را ارائه ميدهد . غالبا بيش ازً %90 انرژي تاٌمين شده را مي توان بازيابي كرد . بعلاوه ، با اين تجزيه و تحليل مي توان پاسخ هاي مربوط به اندازه گيري و نيز روش هاي عملكردي تأسيسات را ارائه داد . بعنوان مثال ، غالباً مي توان فشار كاري را در زمان هاي معيني كاهش داد و سيستم كنترل را مي توان به منظور توسعه كاربر كمپرسور به همراه تغييراتي در توليد اصلاح كرد . عامل مهم ديگر اين است كه هرگونه نشتي را مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم

.

براي توليد مقادير كم هوا در طول شب و آخر هفته ها ، بايد به اين موضوع توجه كنيد كه آيا استفاده از كمپرسور هاي كوچك تر براي برآورده ساختن اين نياز مقرون به صرفه است

3-1-1 تمركز يا عدم تمركز ( Centralisation or decentralisation ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

3-1-1-1 بررسي كلي ( General ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

عوامل متعددي وجود دارد كه انتخاب بين يك كمپرسور بزرگ يا چندين كمپرسور كوچك تر را تحت تأثير قرار مي دهد تا همان مقدار هواي فشرده مورد نياز را فراهم آورد . به عنوان مثال ، هزينه توقف يك توليد ، قابل دسترس بودن جريان الكتريسيته ، تنوع باردهي ، هزينه هاي سيستم هواي فشرده و فضاي موجود .

3-1-1-2 تاٌسيسات متمركز فشرده سازي هوا ( ‍‍Centralised compressor installations ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

نصب متمركز كمپرسور هاي در بيشتر موارد راه حل خوبي است ، به اين علت كه نسبت به نصب چندين كمپرسور بطور غير متمركز ارزان تر است . دستگاه هاي كمپرسور را مي توان بطور مؤثري با يكديگر مرتبط ساخت كه باعث مصرف كمتر انرژي مي شود . نصب دستگاهها بصورت متمركز منجر به فرابيني و هزينه هاي نگهداري كمتر و نيز شرايط بهتري براي بازيافت انرژي مي شود . محوطه كلي مورد نياز براي نصب كمپرسور كمتر مي شود . فيلتر ها ، خنك كننده ها و تجهيزات كمكي ديگر و هواي ورودي را مي توان بطور بهينه اي اندازه گيري كرده و نصب كرد . عايق هاي صوتي نيز آسان تر نصب مي شوند .

سيستمي كه از چندين كمپرسور با اندازه هاي متفاوت در يك تاٌسيسات مركزي تشكيل شده باشد مي تواند براي افزايش بازدهي بطور ترتيبي كنترل شود . يك كمپرسور بزرگ نمي تواند تمام هواي فشرده مورد نياز را بدون اتلاف انرژي و بازدهي برآورده سازد .

به عنوان مثال ، سيستم هايي كه داراي يك كمپرسور بزرگ هستند غالباً با يك كمپرسور كوچكتر جهت استفاده در طول  شيفت هاي شبانه يا آخر هفته ها همراه مي باشند . عامل ديگري كه بايد در نظر گرفت مربوطه به تأثيري است كه روشن كردن يك موتور الكتريكي بزرگ بر روي شبكه جريان برق اصلي دارد .

3-1-1-3 تاٌسيسات فشرده سازي هواي غير متمركز ( Decentralised compressor installations ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

سيستمي كه داراي چندين كمپرسور غير متمركز است ، از سيستم هواي فشرده ساده تر و كوچكتري تشكيل شده است . از جمله نقطه ضعفهاي كمپرسور هاي غير متمركز مشكل كنترل داخلي تاٌمين هواي فشرده است ، هزينه آن زياد و كار تعمير و نگهداري سخت تر و همچنين نگهداري ظرفيت ذخيره مشكل است . اگر فرايندهاي مياني بطور موقت هواي زيادي مصرف نمايند مي توان كمپرسور هاي غير متمركز را براي نگهداري فشار در سيستمي كه داراي افت فشار زيادي است به كار گرفت . در غير اين صورت يك جايگزين با نهايت منتها درجه هاي كوتاه نصب يك ذخيره (تانك ذخيره هوا ) در مكان استراتژيك است . يك واحد صنعتي يا ساختمان كه معمولاً به وسيله هواي فشرده مركزي تاٌمين مي شود و تنها مصرف كننده هواي فشرده در برهه هاي خاصي مي باشد ميتواند مجزا شده و با كمپرسور خودش تاٌمين شود .مزاياي اين ، اجتناب از تغذيه هر گونه نشتي در قسمتهاي باقيمانده سيستم است كه كمپرسور موضعي مي تواند نيازهاي كمتر را تاٌمين نمايد .

3-1-2 اندازه گيري در ارتفاع بالا  ( Dimensioning at high altitude ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

3-1-2-1 بررسي كلي ( General ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

فشار و دماي محيط در ارتفاعات بالاتر از سطح دريا كاهش مي يابد . اين مسأله نسبت فشار را براي كمپرسورها و نيز تجهيزات مرتبط با آن تحت تأثير قرار ميدهد . كه در عمل به اين معني است كه مصرف انرژي و هوا را تحت تأثير قرار مي دهد . تغييرات همچنين بطور همزمان قدرت اسمي موجود موتورهاي الكتريكي و موتورهاي احتراقي را تحت تأثير قرار مي دهند .همچنين بايد آگاه باشيد كه چگونه شرايط محيطي مصرف كننده نهايي را تحت تأثير قرار مي دهد . آيا اين همان ميزان جريان جرم مخصوص براي مثال ، در يك فرايند است ؟ آيا اين همان ميزان جريان حجم مورد نياز شما است ؟ آيا اين همان ميزان نسبت فشار ، فشار مطلق يا مافوق فشار است كه براي اندازه گيري مورد استفاده قرار گرفت ؟ آيا دماي هواي فشرده مهم است ؟

تمام اين موارد ، شرايط متفاوتي براي اندازه گيري تاٌسيسات هواي فشرده كه در ارتفاع بالايي نصب     مي شود ، ايجاد مي كند و مي تواند نسبتاً براي محاسبه پيچيده باشد . اگر احساس عدم اطمينان مي كنيد هميشه بايد با سازنده تجهيزات تماس بگيريد .

3-1-1-1 تأثير بر روي يك كمپرسور ( The effect on a compressor ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

براي انتخاب صحيح كمپرسور در مواقعي كه شرايط محيطي غير از شرايط ذكر شده در صفحه داده ها  مي باشد ، بايد عوامل زير را در نظر بگيريد :

–        ارتفاع بالاي سطح دريا يا فشار محيط

–        دماي محيط

–        رطوبت

–        دماي مبرد

–        نوع كمپرسور

–        منبع تغذيه قدرت

اين عوامل مقدمتاً موارد زير را تحت تأثير قرار مي دهند :

–        حداكثر فشار كاري

–        ظرفيت

–        مصرف توان

–        نيازهاي خنك كاري

 

مهم ترين عامل ، تغيرات فشار ورودي در ارتفاع است . به عنوان مثال ، به اين معني است كه كمپرسوري با نسبت فشار 8 در سطح دريا ، در ارتفاع 3000 متري (تحت شرايطي كه فشار كاري ثابت است ) داراي نسبت فشار 1/11 خواهد بود . اين مسأله ، بازدهي و سپس توان مورد نياز را تحت تأثير قرار ميدهد . تا چه ميزان اثرگذاري آن  به نوع و طراحي كمپرسور بستگي دارد كه در شكل ( 6 : 3 ) به آن اشاره شده است .

دماي محيط ، رطوبت و دماي ماده خنك كننده ، عملكرد كمپرسورها را تحت تأثير قرار مي دهند .

3-1-1-1 منبع توان    ( Power source ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

3-1-3-3-1 موتورهاي الكتريكي ( Electric motors ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

خنك كاري در ارتفاعات بالا و هواي رقيق باعث صدمه رسارندن به موتور الكتريكي مي شود . بايد براي موتورهاي استاندارد اين امكان وجود داشته باشد كه تا ارتفاع 1000 متر و با دماي محيط  ˚C40 بدون انحراف از داده هاي مجاز اسمي به درستي كار كنند . در ارتفاعات بيشتر جدول 3:7  مي تواند به عنوان راهنماي موتورهاي استاندارد به كار رود . توجه كنيد كه براي بعضي از انواع كمپرسور كارائي موتور در ارتفاعات بالا بيشتر از توان گرداننده مورد نياز كمپرسور مورد آسيب قرار ميگيرد.

3-1-3-3-2 ماشين هاي احتراقي  ( Combustion engines ) در برآورد ظرفيت تأسيسات

كاهش در فشار محيط ، افزايش دما يا كاهش در رطوبت ، ميزان اكسيژن را در هواي ورودي كاهش ميدهد و بدين ترتيب توان قابل حصول از موتور نيز كاهش مي يابد . ميزان افت توان محور گردنده به نوع موتور و روش هواگيري آن بستگي دارد ، مراجعه شود به جدول 8 : 3   . وقتيكه درجه حرارت از ˚C 30 پايين تر بيايد ، رطوبت نقش كمتري را ايفاء مي نمايد ( كمتر از % 1 به ازاء هر 1000 متر )

توجه كنيد كه توان موتور سريع تر از توان مورد نياز محور گردنده افت مي كند ، به اين معني است كه براي هر تركيب كمپرسور / موتور يك حداكثر ارتفاع كاري وجود دارد . اصولاً بايد اجازه دهيد كه خود تاٌمين كنندگان محترم داده هاي مخصوصي را كه در كمپرسور ، موتور و تجهيز مصرف كننده هوا مورد محاسبه قرار داده و بيان نمايند .

 برآورد ظرفيت تأسيسات “برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات ” برآورد ظرفيت تأسيسات “

مطالب مرتبط