Ако сте провели довољно времена око индустријске опреме, приметићете нешто занимљиво. Неки људи мисле да генератор азота само треба да ради, док се други фокусирају на сваку децималу. На папиру се 99 одсто и 99,9 одсто чистоће разликују само за једну деветку. Али стварне разлике у избору опреме, употреби енергије и дугорочним трошковима одржавања су много веће него што већина људи очекује. У Схенгер Гасу смо радили са многим корисницима који су суочени са овом одлуком, а ево јасног техничког прегледа стварних трошкова.
Дефиниција чистоће није само игра бројева
Многи људи виде кретање са 99 процената на 99,9 процената као једноставно повећање од 0,9 процентних поена. Али у стварним апликацијама, однос није линеаран. Чистоћа азота се обично дефинише као инверзна вредност преосталог нивоа кисеоника. 99 проценат чистоће значи око 10000 ппм кисеоника по запремини, док 99,9 процената чистоће значи око 1000 ппм, а 99,99 процената значи око 100 ппм.
Сваки пут када додате једну деветку, концентрација преосталог кисеоника опада десет пута. Постизање веће чистоће присиљава процес одвајања гаса унутар генератора да ради много теже. Ово директно утиче на три кључне области: трошкове опреме, оперативну потрошњу енергије и стопу поврата азота.
Где лежи разлика у улагању у опрему
За генераторе азота ПСА (адсорпција с променљивим притиском), захтев за чистоћом одређује количину и врсту потребног угљеничног молекуларног сита. Са чистоћом од 99 процената, стандардно угљенично молекуларно сито добро функционише под разумним условима протока ваздуха. Величина адсорпционог торња и спецификације вентила остају унутар исплативог распона.
Али када пређете на 99,9 процената, ствари се мењају. Микропоре молекуларног сита треба прецизније да одвоје кисеоник и азот. То значи да се за исти излаз гаса запремина сита мора повећати за 20 до 35 процената. Адсорпциони торањ треба да буде већи, а пнеуматски вентили, пригушивачи и тачност одзива контролног система морају се побољшати. За генератор азота од 10 Нм³ на сат, систем чистоће од 99 процената може бити по цени између 50000 и 70000 РМБ, док систем од 99,9 процената скаче на 80000 до 110000 РМБ. Разлика у цени од 30 до 50 одсто је врло честа.
За генераторе азота са мембранском сепарацијом ситуација је слична. Већа чистоћа захтева дуже мембранске модуле и стабилнији систем за предтретман компримованог ваздуха. Избор мембранских влакана се такође помера од опште намене ка високој селективности, а премијум опреме је понекад чак очигледнији него код ПСА.
Две кључне варијабле у трошковима енергије
Главне разлике у оперативним трошковима потичу из два фактора: потрошње компримованог ваздуха и стопе поврата азота.
Генератор азота не претвара ваздух директно у азот. Одваја и испушта кисеоник. Што је захтев за чистоћом већи, мање азота можете задржати у јединици времена. При чистоћи од 99 процената, стопа опоравка обично достиже 40 до 50 процената, што значи да на сваких 100 делова увученог ваздуха добијате 40 до 50 делова употребљивог азота. Са 99,9 процената, стопа опоравка пада на 25 до 35 процената.
Мањи опоравак значи да ваздушни компресор мора да обавља много бескориснији посао. За исти излаз азота од 10 Нм³ на сат, систему чистоће од 99 процената потребно је око 20 Нм³ по минуту усисног ваздуха, док систему са 99,9 процената може бити потребно више од 30 Нм³ у минути. Компресор је обично највећи потрошач електричне енергије у систему за производњу азота. При стопи електричне енергије од 0,7 РМБ по кВх, која ради непрекидно 8000 сати годишње, годишња разлика у трошковима електричне енергије између две опције чистоће може бити између 15000 и 25000 РМБ.
Многи корисници занемарују једну важну тачку. Генератор азота високе чистоће не мора стално да ради у режиму највеће чистоће. Ако је вашој стварној примени потребно само 99 процената чистоће, али је машина подешена на 99,9 процената, не само да трошите струју, већ и убрзавате деградацију молекуларног сита од влаге и уља. С друге стране, ако је вашем процесу повремено потребна висока чистоћа, али углавном ради на умереним нивоима, дизајн прекидача двоструке чистоће може ефикасно уравнотежити трошкове и потражњу.
Скривене разлике у одржавању
Системи ниже чистоће имају већу толеранцију на варијације квалитета компримованог ваздуха. Све док се тачка росе под притиском контролише између 2 и 5 степени Целзијуса и садржај уља остане испод 0,01 мг по кубном метру, молекуларно сито може лако да траје 8 до 10 година.
Системи веће чистоће захтевају много више пажње. Угљено молекуларно сито је изузетно осетљиво на уљну маглу и водену пару. Чак и паре уља за подмазивање у траговима које улазе у адсорпциони торањ постепено ће блокирати микропоре и узроковати спори пад чистоће. Да бисте заштитили молекуларно сито, потребно је да у систем компримованог ваздуха додате прецизније филтере и стубове са активним угљем. Једнократни трошак за ову додатну опрему је око 10000 до 20000 РМБ, а филтерским елементима је потребна чешћа замена, додајући 2000 до 3000 РМБ годишње у трошковима потрошног материјала.
Конфигурација анализатора чистоће је такође различита. За чистоћу од 99 посто, можете користити електрохемијски сензор који кошта око 1000 РМБ, а калибрација једном годишње је генерално довољна. За чистоћу од 99,9 процената, обично вам је потребан цирконијум или парамагнетски анализатор који кошта од 5000 до 10000 РМБ, са строжим захтевима за положај уградње и предтретман гаса узорка, и приметно већим напором за одржавање.
Слика пуне цене чини то јаснијим
Претпоставимо да мала и средња производна компанија користи азот непрекидно 24 сата дневно са протоком од 5 Нм³ на сат и животним веком опреме од 8 година.
За план чистоће од 99 процената: инвестиција у опрему је 60000 РМБ, годишњи трошак електричне енергије око 30000 РМБ, годишњи трошак одржавања 4000 РМБ, а укупна 8 година кошта око 330000 РМБ.
За план чистоће од 99,9 процената: инвестиција у опрему је 90000 РМБ, годишња цена електричне енергије око 50000 РМБ, годишњи трошак одржавања 7000 РМБ, а укупна 8 година кошта око 550000 РМБ.
Разлика између њих је 220000 РМБ. Да ли је ова разлика вредна тога у потпуности зависи од ваших потреба процеса. За заштиту од заваривања, паковање азота за храну и хемијско покривање, чистоћа од 99 процената је већ стабилна и довољна. За апликације као што су помоћ при ласерском сечењу, лемљење електронских компоненти са поновним протоком и фармацеутски стерилни трансфер, чистоћа од 99,9 процената или чак већа је неопходна да би се обезбедио принос процеса.
Три предлога за техничке купце
Прво, немојте слепо јурити високу чистоћу. Довољна чистоћа је довољно добра. Додатна маржа само доприноси већем рачуну за струју. Прво можете тестирати горњу границу толеранције на кисеоник на месту употребе, а затим оставити сигурносну маргину од 1 до 2 процентна поена.
Друго, обратите пажњу на спецификацију тачке росе. Многи корисници гледају само на чистоћу и игноришу садржај влаге у азоту. За прецизно заваривање или производњу електронике, штета од влаге је понекад чак и већа него од кисеоника. Ако је ваш буџет ограничен, дајте приоритет испуњавању захтева за тачком росе и можете умерено да ублажите захтев за чистоћом.
Треће, оставите простор за будуће надоградње. Ако вам је тренутно потребна чистоћа од 99 процената, али можете да додате високо прецизну опрему три године касније, препоручује се да резервишете 20 до 30 процената додатног простора у запремини адсорпционог торња током избора и изаберете контролни систем са програмибилним параметрима. Потрошити мало новца на редунданцију је много исплативије него касније заменити цео генератор.
