Dlaczego średnie zużycie azotu nie wystarcza do doboru?
Czy samochód dostawczy dobiera się na podstawie średniej masy przewożonego ładunku?
Jeżeli przez większość tygodnia przewozi 300 kg, ale raz dziennie musi zabrać dwie tony, odpowiedź jest oczywista. Średnia może wyglądać dobrze w arkuszu, ale nie dowiezie towaru.
Z azotem jest dokładnie tak samo.
Średnie zużycie azotu
Klient mówi – Zużywamy średnio 10 Nm³ azotu na godzinę.
Jeżeli tego nie wie to może skorzystać z kalkulatorów:
1. Kalkulator średniego zużycia azotu liczony z butli wysokociśnieniowych
2. Kalkulator średniego zużycia azotu z określonej ilości w czasie
Na tej podstawie można wykonać wstępną kalkulację kosztów. Nie można jednak odpowiedzialnie dobrać całej instalacji.
Bo generator nie pracuje dla średniej z faktury. Generator pracuje dla rzeczywistego procesu: jego szczytów, przerw, zmian ciśnienia, wymaganej czystości oraz czasu, w jakim azot musi zostać dostarczony.
Nie sztuką jest sprzedać – sztuką jest dobrać.
Zmienność zużycia azotu
Średnia mówi, ile azotu zużywasz. Nie mówi, kiedy go potrzebujesz.
Załóżmy, że zakład zużywa 240 Nm³ azotu na dobę.
Prosty rachunek: 240 Nm³ ÷ 24 godziny = 10 Nm³/h.
Można więc pomyśleć, że generator o wydajności 10 Nm³/h rozwiązuje temat.
Tylko że produkcja rzadko pobiera gaz równomiernie przez całą dobę.
Może wyglądać tak:
- przez 18 godzin zużycie jest niewielkie,
- przez 4 godziny pracuje główna linia,
- dwa razy na zmianę uruchamiany jest intensywny przedmuch,
- na początku partii następuje szybka inertyzacja zbiornika,
- podczas postoju pobór spada niemal do zera.
Średnie zużycie azotu nadal wynosi 10 Nm³/h. Chwilowe zapotrzebowanie może jednak wynosić 30, 50 albo 100 Nm³/h.
Jeżeli instalacja nie została przygotowana na taki pobór, ciśnienie zacznie spadać. Odbiornik nie otrzyma wymaganej ilości gazu, proces się wydłuży, a w skrajnym przypadku linia zgłosi alarm lub zatrzyma produkcję.
Dlatego w ankiecie doborowej pytam nie tylko o średnie zużycie, ale również o zużycie minimalne, maksymalne, czas trwania szczytu i odstępy pomiędzy kolejnymi pikami poboru.
Dobór generatora azotu
Ta sama ilość azotu może oznaczać zupełnie inny dobór
Spójrzmy na prosty przykład.
Proces potrzebuje 5 Nm³ azotu.
Może pobrać tę ilość:
- równomiernie przez godzinę, czyli z przepływem 5 Nm³/h,
- w ciągu 5 minut, czyli z chwilowym przepływem 60 Nm³/h.
Ilość gazu jest taka sama.
Dla instalacji są to jednak dwa zupełnie różne przypadki.
W pierwszym wystarczy stosunkowo niewielka, stabilna wydajność. W drugim trzeba zapewnić bardzo duży przepływ chwilowy. Można to zrobić większym generatorem, ale nie zawsze będzie to rozwiązanie ekonomiczne.
Często rozsądniej jest zastosować mniejszy generator pracujący stabilnie oraz odpowiednio dobrany zbiornik azotu. Generator odbudowuje zapas pomiędzy cyklami, a zbiornik pokrywa krótkotrwały szczyt poboru.
Właśnie tutaj zaczyna się prawdziwe projektowanie.
Nie dobieramy jednej maszyny z katalogu. Dobieramy sposób pracy całego układu.
Poniżej przykładowy przebieg zużycia azotu dla tej samej śreniej, ale 3 różnych profilów zużycia.
Zbiornik buforowy nie jest lekarstwem na każdy problem
Zbiornik azotu działa jak akumulator energii.
Gromadzi gaz, gdy pobór jest mniejszy od wydajności generatora, a następnie oddaje go podczas krótkiego wzrostu zapotrzebowania. Wygładza zmiany poboru, pomaga utrzymać stabilne ciśnienie i daje generatorowi czas na reakcję.
Nie oznacza to jednak, że wystarczy zamontować dowolnie duży zbiornik.
Trzeba znać:
- wymagany przepływ chwilowy,
- czas trwania poboru,
- czas pomiędzy kolejnymi cyklami,
- dopuszczalny spadek ciśnienia,
- minimalne ciśnienie wymagane przez odbiornik,
- wydajność generatora w rzeczywistych warunkach pracy.
Jeżeli szczyty występują zbyt często, generator nie zdąży odbudować zapasu. Zbiornik będzie stopniowo opróżniany, aż instalacja utraci wymagane ciśnienie.
Z kolei przewymiarowanie generatora wyłącznie po to, aby pokrył kilkuminutowy pik, może oznaczać wysoką cenę zakupu, większą sprężarkę i niepotrzebnie wysokie koszty energii przez wiele lat.
Sprężone powietrze kosztuje, azot jeszcze bardziej.
Dlatego warto współpracować z Ekspertem, by dobrać cały system zgodnie z realnym profilem pracy.
Dobór systemu produkcji azotu uwzględnia cały proces generacji azotu, od sprężarki poprzez uzdatnianie sprężonego powietrza, aż do układu zwiększania ciśnienia.