اگر زمان کافی را در اطراف تجهیزات صنعتی صرف کرده باشید، متوجه چیز جالبی خواهید شد. برخی از مردم فکر می کنند که یک مولد نیتروژن فقط باید کار کند، در حالی که برخی دیگر روی هر نقطه اعشار تمرکز می کنند. بر روی کاغذ، خلوص 99 درصد و 99.9 درصد تنها با یک 9 تفاوت دارند. اما تفاوتهای واقعی در انتخاب تجهیزات، مصرف انرژی و هزینههای نگهداری طولانیمدت بسیار بیشتر از آن چیزی است که اکثر مردم انتظار دارند. در Shenger Gas، ما با بسیاری از کاربرانی که با این تصمیم روبرو هستند کار کردهایم، و در اینجا یک تفکیک فنی واضح از هزینههای واقعی ارائه شده است.
تعریف خلوص فقط یک بازی اعداد نیست
بسیاری از مردم حرکت از 99 درصد به 99.9 درصد را یک افزایش ساده 0.9 درصدی می دانند. اما در کاربردهای واقعی، این رابطه خطی نیست. خلوص نیتروژن معمولاً به عنوان معکوس سطح اکسیژن باقیمانده. 99 درصد خلوص به معنای حدود 10000 ppm اکسیژن بر حسب حجم است، در حالی که خلوص 99.9 درصد به معنای حدود 1000 ppm و 99.99 درصد به معنای حدود 100 ppm است.
هر بار که یک نه را اضافه می کنید، غلظت اکسیژن باقیمانده ده برابر کاهش می یابد. دستیابی به خلوص بالاتر فرآیند جداسازی گاز در داخل ژنراتور را مجبور می کند تا بسیار سخت تر کار کند. این به طور مستقیم بر سه حوزه کلیدی تأثیر می گذارد: هزینه تجهیزات، مصرف انرژی عملیاتی و نرخ بازیابی نیتروژن.
جایی که تفاوت سرمایه گذاری تجهیزات نهفته است
برای ژنراتورهای نیتروژن PSA (جذب نوسان فشار)، نیاز به خلوص میزان و نوع غربال مولکولی کربن مورد نیاز را تعیین می کند. با خلوص 99 درصد، غربال مولکولی کربن استاندارد در شرایط جریان هوا مناسب عمل می کند. اندازه برج جذب و مشخصات شیر در محدوده مقرون به صرفه باقی می ماند.
اما وقتی به 99.9 درصد بروید، همه چیز تغییر می کند. ریز منافذ غربال مولکولی باید اکسیژن و نیتروژن را با دقت بیشتری جدا کنند. این بدان معناست که برای خروجی یکسان گاز، حجم الک باید 20 تا 35 درصد افزایش یابد. برج جذب باید بزرگتر باشد و شیرهای پنوماتیکی، صدا خفه کن و دقت پاسخ سیستم کنترل همگی باید بهبود یابند. برای یک ژنراتور نیتروژن با سرعت 10 نیوتن متر در ساعت، یک سیستم خلوص 99 درصد ممکن است بین 50000 تا 70000 RMB قیمت داشته باشد، در حالی که یک سیستم 99.9 درصدی به 80000 تا 110000 RMB می رسد. اختلاف قیمت 30 تا 50 درصد بسیار رایج است.
برای ژنراتورهای نیتروژن جداسازی غشایی، وضعیت مشابه است. خلوص بالاتر به ماژول های غشایی طولانی تر و سیستم پیش تصفیه هوای فشرده با ثبات تر نیاز دارد. انتخاب الیاف غشایی نیز از هدف عمومی به درجههای گزینش پذیری بالا تغییر میکند و حق بیمه تجهیزات گاهی حتی واضحتر از PSA است.
دو متغیر کلیدی در هزینه های انرژی
تفاوت اصلی در هزینه های عملیاتی از دو عامل ناشی می شود: مصرف هوای فشرده و نرخ بازیابی نیتروژن.
یک مولد نیتروژن مستقیماً هوا را به نیتروژن تبدیل نمی کند. اکسیژن را جدا می کند و به بیرون تخلیه می کند. هر چه نیاز به خلوص بالاتر باشد، نیتروژن کمتری می توانید در واحد زمان نگه دارید. در خلوص 99 درصد، نرخ بازیابی معمولاً به 40 تا 50 درصد می رسد، به این معنی که به ازای هر 100 قسمت هوای وارد شده، 40 تا 50 قسمت نیتروژن قابل استفاده دریافت می کنید. در 99.9 درصد، نرخ بازیابی به 25 تا 35 درصد کاهش می یابد.
بازیابی کمتر به این معنی است که کمپرسور هوا باید کارهای بسیار بی فایده تری انجام دهد. برای همان خروجی نیتروژن 10 نیوتن متر مکعب در ساعت، یک سیستم با خلوص 99 درصد به حدود 20 نیوتن متر مکعب در دقیقه هوای ورودی نیاز دارد، در حالی که یک سیستم 99.9 درصد ممکن است به بیش از 30 نیوتن متر مکعب در دقیقه نیاز داشته باشد. کمپرسور معمولاً بزرگترین مصرف کننده برق در یک سیستم تولید نیتروژن است. با نرخ برق 0.7 RMB در هر کیلووات ساعت، که به طور مداوم به مدت 8000 ساعت در سال کار می کند، تفاوت هزینه برق سالانه بین دو گزینه خلوص می تواند بین 15000 تا 25000 RMB باشد.
بسیاری از کاربران یک نکته مهم را نادیده می گیرند. یک مولد نیتروژن با خلوص بالا لازم نیست همیشه در بالاترین حالت خلوص خود کار کند. اگر کاربرد واقعی شما فقط به خلوص 99 درصد نیاز دارد، اما دستگاه روی 99.9 درصد تنظیم شده است، نه تنها الکتریسیته را هدر می دهید، بلکه باعث تسریع تخریب غربال مولکولی از رطوبت و روغن می شوید. از سوی دیگر، اگر فرآیند شما گهگاه به خلوص بالا نیاز دارد اما بیشتر در سطوح متوسط اجرا میشود، طراحی سوئیچینگ خلوص دوگانه میتواند به طور موثر هزینه و تقاضا را متعادل کند.
تفاوت های پنهان نگهداری
سیستم های با خلوص پایین تر تحمل بیشتری برای تغییرات کیفیت هوای فشرده دارند. تا زمانی که نقطه شبنم فشار بین 2 تا 5 درجه سانتیگراد کنترل شود و محتوای روغن زیر 0.01 میلی گرم در متر مکعب بماند، غربال مولکولی به راحتی می تواند 8 تا 10 سال دوام بیاورد.
سیستم های با خلوص بالاتر نیاز به مراقبت بسیار بیشتری دارند. غربال مولکولی کربن به غبار روغن و بخار آب بسیار حساس است. حتی مقادیر کمی از بخار روغن روان کننده که وارد برج جذب می شود به تدریج ریز منافذ را مسدود کرده و باعث کاهش آهسته خلوص می شود. برای محافظت از غربال مولکولی، باید فیلترهای دقیق تر و برج های کربن فعال را به سیستم هوای فشرده اضافه کنید. هزینه یکبار مصرف برای این تجهیزات اضافی حدود 10000 تا 20000 RMB است و عناصر فیلتر نیاز به تعویض مکرر دارند و 2000 تا 3000 RMB در سال به هزینه های مصرفی اضافه می کنند.
پیکربندی تحلیلگر خلوص نیز متفاوت است. برای خلوص 99 درصد، می توانید از یک سنسور الکتروشیمیایی با قیمت حدود 1000 RMB استفاده کنید و کالیبراسیون یک بار در سال به طور کلی کافی است. برای خلوص 99.9 درصد، شما معمولاً به یک آنالایزر زیرکونیایی یا پارامغناطیس با هزینه 5000 تا 10000 RMB نیاز دارید، با الزامات سخت گیرانه تر برای موقعیت نصب و پیش تصفیه گاز نمونه، و تلاش تعمیر و نگهداری به میزان قابل توجهی.
تصویر هزینه کامل آن را واضح تر می کند
فرض کنید یک کسب و کار تولیدی کوچک تا متوسط از نیتروژن به طور مداوم 24 ساعت در روز با سرعت جریان 5 نیوتن متر مکعب در ساعت و عمر تجهیزات 8 سال استفاده می کند.
برای طرح خلوص 99 درصد: سرمایه گذاری تجهیزات 60000 RMB، هزینه برق سالانه حدود 30000 RMB، هزینه نگهداری سالانه 4000 RMB و هزینه کل 8 سال حدود 330000 RMB است.
برای طرح خلوص 99.9 درصد: سرمایه گذاری تجهیزات 90000 RMB، هزینه برق سالانه حدود 50000 RMB، هزینه نگهداری سالانه 7000 RMB و هزینه کل 8 سال حدود 550000 RMB است.
تفاوت بین این دو 220000 RMB است. اینکه آیا این تفاوت ارزش آن را دارد یا نه کاملاً به نیازهای فرآیند شما بستگی دارد. برای حفاظ جوشکاری، بسته بندی نیتروژن مواد غذایی و پوشش شیمیایی، خلوص 99 درصد از قبل پایدار و کافی است. برای کاربردهایی مانند کمک برش لیزری، لحیم کاری مجدد قطعات الکترونیکی، و انتقال استریل دارویی، خلوص 99.9 درصد یا حتی بالاتر برای اطمینان از عملکرد فرآیند ضروری است.
سه پیشنهاد برای خریداران فنی
اول، کورکورانه دنبال خلوص بالا نروید. خلوص کافی به اندازه کافی خوب است. حاشیه اضافی فقط به افزایش قبض برق کمک می کند. ابتدا می توانید حد بالایی تحمل اکسیژن واقعی را در محل استفاده خود آزمایش کنید و سپس یک حاشیه ایمنی بین 1 تا 2 درصد باقی بگذارید.
دوم، به مشخصات نقطه شبنم توجه کنید. بسیاری از کاربران فقط به خلوص نگاه می کنند و محتوای رطوبت موجود در نیتروژن را نادیده می گیرند. برای جوشکاری دقیق یا تولید لوازم الکترونیکی، آسیب رطوبت گاهی حتی بیشتر از اکسیژن است. اگر بودجه شما محدود است، برآوردن نیاز نقطه شبنم را در اولویت قرار دهید، و می توانید به میزان متوسطی نیاز خلوص را کاهش دهید.
سوم، فضایی را برای ارتقاءهای آینده بگذارید. اگر در حال حاضر به خلوص 99 درصد نیاز دارید اما ممکن است سه سال بعد تجهیزات با دقت بالا اضافه کنید، توصیه می شود در حین انتخاب، 20 تا 30 درصد فضای اضافی در حجم برج جذب رزرو کنید و یک سیستم کنترل با پارامترهای قابل برنامه ریزی را انتخاب کنید. صرف کمی پول برای افزونگی بسیار مقرون به صرفه تر از تعویض کل ژنراتور در آینده است.
