대형 공기 분리 장치를위한 에너지 소비 제약 및 에너지 절약 대책

 

뉴테크

 

고급 가스에 대한 산업 수요가 계속 증가함에 따라, 대형 공기 분리 장치 (ASUS)는 에너지 소비와의 생산 효율성의 균형을 맞추기위한 압력 증가에 직면 해있다.

 

큰 ASU의 핵심 에너지 소비 제약

 

열 손실 및 절연 비 효율성

 

대규모 ASUS는 극저온 온도에서 작동하여 에너지 효율에 열 관리를 중요하게 만듭니다 . 콜드 박스의 불충분 한 단열재, 운영 보고서에서 강조된 일반적인 문제는 상당한 열 입력으로 이어지고 압축기가 과정 온도를 유지하기 위해 연장전을 강요하여 공정 온도를 유지하도록 강요합니다. 극저온 상태 . 착빙 현상은 열 장벽을 손상시켜 열 이득에 대항하기 위해 에너지 집약적 조정이 발생합니다 ..

Newtek의 연구에 따르면, 잘 밀봉 된 콜드 박스는 불필요한 에너지 소비에 기여한다 . 콜드 박스 씰의 갭 또는 단열재의 부적절한 설치는 앰비언트 공기를위한 경로를 생성하고, 펄 라이트 모래의 효과적인 열 저항성을 감소시키고 효과적으로 감소하는 수분을 도입하는 습기를 도입하고,이 문제는 특히 정기적으로 고정된다. 불충분하여 시간이 지남에 따라 에너지 효율이 점진적으로 감소하게됩니다 . 펄 라이트 모래 내에 얼음이 축적되면 체중이 증가하여 파이프 라인 변형과 흐름 제한으로 인한 추가 에너지 손실 .

 

기계 및 공정 관련 에너지 배수

 

ASU의 중심부 인 압축기 시스템은 주요 에너지 소비자이며, 서지 조건 또는 상당한 에너지 폐기물에 대한 상당한 에너지 폐기물에 대한 파이프 라인 스트레스 . 파이프 라인 응력 . 파이프 라인 응력 . 부적절한지지 구조는 문제를 추가로 합성하여 유량 제한과 압력이 감소하여 가스 처리에 필요한 에너지를 증가시키는 에너지를 증가시킵니다. 강력한 재료는 파이프 라인이 열 응력 하에서 변형되어 압축기가 더 높은 압력에서 작동하도록하는 병목 현상을 생성 할 수 있습니다 .

열 교환기에서의 이산화탄소 또는 탄화수소 축적으로부터의 공정 성화는 효율성 저하 효율성 . 이러한 불순물이 적절하게 사전 처리 중에 적절하게 제거되지 않으면 열 교환기 채널 내에서 동결 또는 퇴적물을 동결하거나 퇴적 할 수 있으며, 열 전달 효율을 감소시키고 시스템이 표적 온도를 달성하기 위해 더 많은 에너지를 소비 할 수 있습니다. 불순물 수준이 부족하여 재시작주기 동안 청소 및 에너지 소비 증가로 이어지고 에너지 소비 증가 . 특히 탄화수소의 축적, 특히 에너지 집약적 인 응급 절차가 필요할 수있는 열 전달 및 안전 위험 감소로 인한 에너지 폐기물 .

 

운영 및 제어 시스템 제한

 

전통적인 제어 시스템은 종종 동적 하중 변화에 적응하기 위해 고생하여 에너지 집약적 인 과잉 보상 . 수동 조정 또는 프로세스 변동에 대한 지연된 응답으로 이어지면, 특히 시작 또는 종료 단계에서 불필요한 에너지 사용을 초래합니다. .} . 부적절한 온도 제어는 장비에 대한 열 응력을 유발하여 {4} {4} {4} {4}. 모니터링 시스템은 실시간 에너지 소비 데이터를 제공하지 않아 문제를 해결하여 사전 최적화가 어려워 .

레거시 제어 아키텍처가있는 ASUS에서 통합 진단의 부족은 에너지 비 효율성이 주요 실패로 나타날 때까지 종종 . 산소 순도 감소에 대한 느린 반응이 고급 가스의 장기간 과잉 생산으로 이어질 수 있으며, 비 신체적 분리 에너지에 대한 에너지가 장기간 과잉 생산을 초래할 수 있음을 의미합니다. ASU가 장기간 차선 적 효율로 작동 할 수있는 수리 . 실시간에서 에너지 소비 패턴을 모니터링 할 수 없기 때문에 운영자는 시간이 지남에 따라 축적되는 미묘한 비 효율성을 식별하지 못하게합니다. .

 

설치 및 유지 보수 관련 에너지 배수

 

ASUS의 에너지 효율은 설치 및 유지 보수 관행 . 파이프 라인 지지대의 설치 부적절한 설치에 의해 깊은 영향을 미치며, 이는 파이프에 과도한 열 응력을 불러 일으켜 흐름을 제한하고 에너지 수요를 증가시키는 변형을 유발하고 에너지 수요를 증가시킬 수 있습니다. 성능을 유지하기 위해 . 노화 씰 또는 불충분 한 펄라이트 모래 교체의 교체가 지연되어 단열성 성능을 점차적으로 저하시켜 에너지 소비의 누적 증가를 초래합니다. . 장비 건강 데이터를 기반으로 한 사전 유지 관리 일정을 구현하지 못한다.

 

뉴테크의 전체적인 에너지 절약 대책

 

고급 제어 시스템 통합

 

Newtek의 Tripartite Control Architecture-Combining DCS, ESD 및 ITCC 시스템-활성화 정확한 에너지 관리 . Foxboro IAS DCS 시스템은 압축기 속도와 프로세스 매개 변수를 실시간으로 최적화하여 적응 적 부하 밸런싱 .을 통해 적응 적 부하 밸런싱.을 통해 에너지 사용을 줄입니다. 출력 품질을 유지하는 동안 피크 수요 기간 동안 .

TRICONEX TRICON ITCC 시스템은 트리플 모듈 식 중복성 (TMR) 설계를 통해 최적의 유량을 유지함으로써 압축기의 에너지-배수 서지 조건을 방지합니다. . TMR 아키텍처는 결함 허용 오류를 보장하여 중단없이 압축기 성능을 조정할 수 있습니다. 또는 비상 종료 . ITCC는 샤프트 진동 모니터링 및 방지 방지 제어 알고리즘을 통합하여 기계적 비 효율성에서 에너지 손실을 방지하기 위해 운영 매개 변수를 적극적으로 조정합니다 .

 

콜드 박스 디자인 및 단열재 향상

 

Newtek은 개선 된 콜드 박스 엔지니어링을 통해 열 손실을 해결하고, 이중층 밀봉 시스템 및 수분 방지 펄 라이트 모래 . 모듈 식 디자인을 구현합니다. . 이러한 향상은 습기 침입의 위험을 최소화함으로써 열 입지를 줄입니다. 모래는 습한 환경에서도 열 단열재를 유지합니다 .

고급 시뮬레이션 도구는 파이프 라우팅 및지지 구조를 최적화하고 파이프 라인 변형에서 열 응력 및 에너지 폐기물을 최소화하는 데 사용됩니다. . 설계 단계에서 열 확장 및 수축을 모델링하여 Newtek은 파이프 라인이 스트레스 유도 실패를 피하기위한 적절한 유연성을 강화하고 에너지 손실을 강화하고 에너지 손실을 감소시키기위한 적절한 유연성을 갖도록 보장합니다. 파이프 .이 회사는 콜드 박스에서 핫스팟을 식별하고 교정하기 위해 커미셔닝하는 동안 열 이미징 기술을 사용하여 균일 한 절연 성능 .을 보장합니다.

 

공정 최적화 및 유해 물질 제어

 

Newtek의 통합 제어 솔루션은 공기 공급에서 이산화탄소 및 하이드로 카본 수준의 실시간 모니터링을 제공하는 ESD 시스템을 통해 유해 물질의 사전 관리를 우선시합니다. .이 사전 예비 접근 방식은 열 교환기 오염을 방지하여 최적의 열 전달 효율을 유지하고 온도 제어에 필요한 에너지를 감소시킵니다 (}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}... 실시간 공급 대기 질 데이터를 기반으로 불순물, 흡착 시간 및 재생주기를 제거하는 데 사용되는 에너지를 최소화합니다. .

ITCC 시스템은 과정 조건의 갑작스런 변동이 압력과 유량에 대한 정확한 제어를 유지함으로써 에너지 폐기물 .를 초래할 수있는 임계 단계에서 안정적인 작동을 보장합니다. ITCC는 과정 업셋 수정에 대한 불필요한 에너지 소비를 방지하고, 일시적인 상태에서도 일관된 성능을 보장하고, hydrocbon and tormet allogn and sollown and sollown and sollown and sollown and sollown and riglanced allocn and ehnown in rigly rolocbon management 동안 일관된 성능을 보장합니다. 과도한 에너지 소비없이 농도 축적을 방지하기위한 퍼지 전략 .

 

설치 및 유지 보수 우수성

 

Newtek은 처음부터 에너지 손실을 최소화하기위한 엄격한 설치 프로토콜을 강조합니다. . 회사의 설치 팀은 컴퓨터 지원 디자인 (CAD)을 사용하여 재료 선택에 대한 표준화 된 절차를 따릅니다. 응력 . 극저온 파이프 라인에 대한 용접 절차는 100% 비파괴적인 테스트를 거쳐 누출 중간 연결을 보장하여 도망자 배출로 인한 에너지 폐기물을 제거합니다 .

유지 보수에서 Newtek은 에너지 효율을 최적화하기위한 데이터 중심의 전략을 구현합니다 . 콜드 박스의 정기적 인 열 스캔은 단열성 저하를 조기에 감지하여 전체 시스템 정비보다는 대상 펄라이트 모래 교체를 감지 할 수 있습니다. 에스컬레이션 .이 접근법은 유지 보수 비용과 에너지 폐기물이 장기 차선 작전에서 감소합니다 .

 

역동적 인 에너지 관리 전략

 

Newtek의 에너지 관리 프레임 워크는 소비를 최적화하기 위해 여러 전략을 통합합니다.

적응 형로드 조정: DCS 시스템은 실시간 에너지 가격을 분석하고 생산 일정을 조정하여 저렴한 전력 기간을 우선 순위로 삼아 비 약한 운영을 피크 시간으로 이동하여 비용을 줄이기 위해 .입니다.

열 회수 시스템: 압축기의 폐 열은 예열 공정 스트림에 대한 용도 변경되어 온도 제어에 대한 전체 에너지 수요가 줄어 듭니다. . 여기에는 열 교환기를 통합하여 소산 될 열 에너지를 포착하고 재사용하는 것이 포함됩니다. ..

예측 유지 보수: ITCC 시스템 예측 장비 저하의 AI 구동 진단, 에너지 집약적 인 고장을 피할 수있는 사전 유지 보수가 가능하기 전에 잠재적 인 문제를 식별함으로써 클라이언트가 최적의 장비 효율성을 유지하고 계획되지 않은 종료를 줄이는 데 도움이됩니다. .

에너지 시뮬레이션을위한 디지털 쌍둥이: Newtek은 ASUS의 가상 모델을 배포하여 다양한 운영 시나리오를 시뮬레이션하여 실제 프로세스를 방해하지 않고 에너지 절약 기회를 식별합니다. .이 모델은 피드 공기 품질, 에너지 가격 및 장비 건강을 고려하여 최적의 운영 매개 변수 .을 권장합니다.

 

Newtek의 에너지 절약 구현

 

주요 산업 가스 생산 시설에서 Newtek은 25, 000 nm³/h ASU에 대한 포괄적 인 에너지 절약 패키지를 구현하여 시설 운영에서 식별 된 주요 비 효율성을 해결했습니다.

제어 시스템 업그레이드: 레거시 컨트롤을 Newtek의 3 중 아키텍처로 교체 한이 시설은 압축기 에너지 사용 감소 . 새로운 시스템을 통해 압축기 속도와 압력의 실시간 최적화를 가능하게하여 에너지 폐기물을 극복 수정으로부터 제거했습니다 ..

콜드 박스 리트로이트: 새로운 듀얼 레이어 씰 및 수분 내성 펄라이트 모래 컷 열 손실 및 제거 된 펄 라이트 모래 착빙 문제 설치 . 개조는 맨 홀, 케이블 침투 및 밸브 오프닝에서 씰을 강화하여 공기 유입을 방지했습니다 .

프로세스 최적화: 이산화탄소 제거를 관리하기위한 고급 알고리즘 구현 전처리 에너지 소비 감소 . DCS는 사료 공기의 실시간 CO₂ 수준에 따라 흡착주기를 조정하도록 프로그래밍되어 에너지 집약 정화 공정의 사용을 최적화합니다 .

파이프 라인 지원 업그레이드: 부적절한 앵글 아이언을 대체하는 열 팽창을 위해 설계된 스테인리스 스틸 구조로 교체 파이프 라인 응력 감소, 유동 효율 향상 및 압축기 에너지 수요 감소 .

업그레이드는 연간 에너지 비용 절감과 계획되지 않은 셧다운의 상당한 감소 . ASU의 운영 안정성이 개선되어보다 일관된 생산을 허용하고 유지 보수 오버 헤드 감소를 허용하고 . 시설이 시작 및 셧다운 단계에서 주목할만한 에너지 감소를보고했으며, 새로운 제어 시스템의 새로운 제어 시스템에 대한 에너지 소비 감소를보고했습니다. 관리 .

 

산업적 영향과 미래 추세

 

Newtek의 접근 방식은 산업 가스 생산의 지속 가능성을 유도 할 수있는 통합 자동화의 잠재력을 강조합니다. . 전세계 에너지 가격이 상승하고 탈탄화 대상이 강화됨에 따라 ASU 운영자는 점점 더 채택하고 있습니다.

디지털 쌍둥이: 물리적 구현 전 가상 에너지 최적화의 경우 이해 관계자가 다른 운영 시나리오를 모델링하고 실제 프로세스를 방해하지 않고 에너지 절약 기회를 식별 할 수 있습니다 .

재생 가능한 에너지 통합: 수요가 적은 기간 동안 ASU 운영을 보충하기 위해 태양열 또는 풍력 발전을 사용하여 그리드 전기에 대한 의존도를 줄이고 탄소 배출량 감소 .

탄소 포획 시너지: ASUS에 의해 생성 된 산소가 탄소 캡처를 위해 산소 연료 연소에 사용되는 에너지 효율적인 탄소 관리 생태계를 만들기 위해 ASUS를 CCUS 시스템과 통합하여 닫힌 루프 시스템을 생성합니다 .

고급 재료 연구: 분리 효율을 높이고 에너지 소비를 줄이고 에너지 소비를 줄이기 위해 차세대 흡착 재료 및 열교환기를 개발하는 .이 분야에서 뉴테크의 진행중인 연구는 재료 흡착 동역학 및 열전도율을 최적화함으로써 ASU 에너지 소비를 더욱 줄이는 것을 목표로합니다 .

업계는 ASUS에 대한보다 표준화 된 에너지 효율 지표를 향해 나아가고 있으며, 더 나은 벤치마킹 및 성능 추적 . Newtek은 에너지 관리를 핵심 설계 매개 변수로 우선 순위를 정하는 통합 제어 시스템을 옹호하고 있습니다 ({1}}.