Per gli impianti industriali che necessitano di una fornitura continua di ossigeno o azoto, le apparecchiature per la generazione del gas non sono sempre installate come macchine separate all'interno di un edificio dedicato. UNgas containerizzatoLa soluzione integra la generazione di gas e le relative apparecchiature ausiliarie in un container di spedizione standard o in un'altra struttura modulare chiusa. Il sistema completo può includere un compressore d'aria, apparecchiature per il trattamento dell'aria, generatore di ossigeno o azoto PSA, serbatoio di stoccaggio, armadio di controllo, sistema di raffreddamento, tubazioni, valvole e strumenti di monitoraggio.
Questa configurazione modifica il modo in cui un sistema di gas industriale viene progettato, trasportato, installato e gestito. Invece di assemblare ogni componente nel sito finale, è possibile completare l'integrazione principale del sistema prima della consegna. Il container viene quindi trasportato presso la struttura dell'utente, collegato ai servizi e alle condutture di processo e messo in servizio per il funzionamento.
Che cos'è una soluzione di gas containerizzata?
A gas containerizzatoLa soluzione è un sistema monoblocco di generazione del gas installato all'interno di un container di spedizione modificato o di un involucro appositamente costruito. La sua funzione è quella di produrre gas industriali nel punto di utilizzo anziché fare affidamento interamente sulle bombole consegnate, sui serbatoi di gas liquido o su un fornitore di gas esterno.
PerGenerazione di ossigeno PSA, ad esempio, l'aria atmosferica viene prima compressa e trattata prima di entrare nei setacci molecolari. Il setaccio assorbe preferibilmente l'azoto consentendo il passaggio del gas ricco di ossigeno. Passando tra i cicli di adsorbimento e di rigenerazione, il sistema produce continuamente ossigeno.
Un generatore di azoto PSA funziona secondo un principio di adsorbimento con oscillazione di pressione simile, ma utilizza materiale a setaccio molecolare selezionato per adsorbire preferenzialmente ossigeno e altri componenti dall'aria compressa. L'azoto risultante viene raccolto e fornito all'applicazione.
Un sistema containerizzato quindi non si riferisce a una specifica tecnologia di generazione del gas. Descrive il metodo di confezionamento e implementazione del sistema di gas completo.
Quali attrezzature sono solitamente integrate all'interno del container?
La configurazione esatta dipende dal tipo di gas, dalla purezza richiesta, dalla portata, dalla pressione e dall'ambiente operativo. Un tipico sistema di gas PSA containerizzato può includere le seguenti apparecchiature:
| Componente di sistema | Funzione principale |
|---|---|
| Compressore d'aria | Fornisce aria compressa per il processo PSA |
| Essiccatore d'aria | Controlla l'umidità nell'aria compressa |
| Filtri dell'aria | Rimuovere aerosol d'olio, particelle e altri contaminanti |
| Generatore di PSA | Separa l'ossigeno o l'azoto dall'aria compressa |
| Serbatoio tampone del gas | Stabilizza la pressione e il flusso del gas |
| Stoccaggio del gas prodotto | Fornisce ulteriore riserva di gas quando necessario |
| Gabinetto di controllo | Controlla valvole, sequenziamento, allarmi e parametri operativi |
| Sistema di raffreddamento | Gestisce il calore generato dai compressori e dalle apparecchiature ausiliarie |
| Tubazioni e valvole | Collega i singoli componenti del processo |
| Strumenti di monitoraggio | Misura pressione, flusso, purezza, temperatura e altri parametri |
Il livello di integrazione è un punto importante per gli acquirenti. Un contenitore può contenere solo il generatore di gas e i controlli, mentre un'altra configurazione può integrare l'intero sistema aria compressa-gas prodotto.
Pertanto, quando si confrontano le soluzioni di gas containerizzate, gli acquirenti dovrebbero confermare esattamente quali apparecchiature sono incluse piuttosto che trattare ogni sistema containerizzato come un pacchetto completo chiavi in mano.
Come funziona un sistema di gas PSA containerizzato?
La sequenza operativa normalmente inizia con l'ingresso dell'aria ambiente nel compressore. L'aria compressa passa attraverso apparecchiature di filtraggio e essiccazione prima di entrare nel generatore PSA.
All'interno del generatore, più vasi di adsorbimento funzionano alternativamente. Una nave esegue l'adsorbimento mentre un'altra subisce depressurizzazione e rigenerazione. Le valvole automatiche commutano il flusso di gas secondo un ciclo programmato.
Per un generatore di ossigeno, l'azoto viene assorbito preferenzialmente dal setaccio molecolare, producendo gas arricchito di ossigeno all'uscita. Per un generatore di azoto, l'ossigeno viene preferibilmente adsorbito, consentendo il passaggio dell'azoto come gas prodotto.
Il gas generato può quindi entrare in un serbatoio tampone prima di essere consegnato al gasdotto dell'utente finale.
Il sistema di controllo coordina:
- Funzionamento del compressore
- Trattamento dell'aria
- Adsorbimento e rigenerazione del PSA
- Commutazione della valvola
- Controllo della pressione del gas prodotto
- Monitoraggio della purezza
- Funzioni di allarme e spegnimento
Questa sequenza integrata è importante perché la purezza del gas normalmente non può essere controllata dai soli recipienti PSA. Una scarsa qualità dell'aria compressa, un'umidità eccessiva, una contaminazione da olio, una pressione di ingresso instabile o parametri del ciclo errati possono influire sulle prestazioni del setaccio molecolare e sulla qualità del gas finale.
Perché mettere le apparecchiature per la generazione di gas all'interno di un contenitore?
Il motivo principale è semplificare la distribuzione.
Un impianto di generazione di gas convenzionale può richiedere una sala macchine dedicata, supporti strutturali, installazione di tubazioni, lavori elettrici, ventilazione e coordinamento tra più fornitori di apparecchiature. Una configurazione containerizzata sposta gran parte di questa integrazione in un ambiente di produzione controllato prima che il sistema raggiunga la sede del cliente.
Per le strutture che operano in località remote o aree con infrastrutture di costruzione limitate, ciò può ridurre la quantità di lavoro richiesto in cantiere.
Il contenitore fornisce inoltre un confine fisico definito per l'apparecchiatura. Le tubazioni interne, il percorso dei cavi, gli strumenti e i pannelli di controllo possono essere disposti in base al flusso di processo progettato invece di essere distribuiti in più stanze.
Tuttavia, la containerizzazione non elimina i requisiti del sito. Gli acquirenti devono ancora valutare le fondamenta, l'alimentazione, la ventilazione, la temperatura ambiente, il drenaggio, il collegamento dell'uscita del gas, i requisiti di sicurezza antincendio e l'accesso per la manutenzione.
Qual è il valore fondamentale per gli utenti finali?
Gran parte dell'assemblaggio e dei test delle apparecchiature può essere completato prima della spedizione. L'utente riceve un sistema integrato anziché singoli componenti che devono essere assemblati da zero nel luogo di installazione.
Ciò è particolarmente utile quando i tempi di costruzione sono limitati o quando il sistema del gas è necessario per un progetto industriale temporaneo, remoto o di rapida implementazione.
Il periodo di installazione effettivo dipende ancora dalla configurazione del sistema e dalle condizioni del sito. Restano necessari il collegamento elettrico, il collegamento alle utenze, il collegamento del gasdotto, i test e la messa in servizio.
Un sistema di gas containerizzato può ridurre la necessità di costruire una sala macchine separata.
Il contenitore fornisce la custodia, lo spazio per il montaggio delle apparecchiature e le aree di accesso definite. A seconda del progetto, l'utente potrebbe dover solo preparare una fondazione adeguata e collegare le utenze e le tubazioni di processo necessarie.
Ciò può essere utile per le fabbriche in cui lo spazio di costruzione disponibile è limitato.
Un sistema di generazione del gas è normalmente più di un generatore PSA. Il compressore, l'essiccatore, i filtri, i contenitori PSA, i serbatoi, le valvole, il sistema di controllo e gli strumenti di monitoraggio devono funzionare come un unico processo.
L'integrazione containerizzata consente di progettare questi componenti attorno a una sequenza di processi comune.
Ad esempio, la tubazione dell'aria compressa può essere organizzata da compressore → filtrazione → essiccazione → generatore PSA → serbatoio tampone → tubazione utente. Il cablaggio della strumentazione e di controllo può quindi essere installato secondo lo stesso layout di processo.
Ciò riduce la necessità per l'utente finale di coordinare ogni singolo componente durante l'installazione.
Un sistema di gas containerizzato può essere progettato per luoghi in cui la costruzione di un impianto di gas permanente è difficile.
Le potenziali applicazioni includono:
- Impianti di produzione industriale
- Siti minerari
- Impianti di petrolio e gas
- Impianti di trattamento delle acque
- Lavorazione dei metalli
- Strutture mediche o sanitarie
- Progetti energetici
- Installazioni industriali remote
- Impianti di produzione temporanei
L'idoneità di ciascuna applicazione dipende dalla purezza del gas richiesta, dalla pressione, dalla portata, dalle condizioni ambientali e dalle norme di sicurezza applicabili.
Per gli utenti con un consumo di gas stabile, la produzione di ossigeno o azoto nel punto di utilizzo può modificare il modello di fornitura del gas.
Invece di ricevere continuamente bombole di gas o organizzare consegne di gas liquido, l’impianto può generare gas dall’aria atmosferica compressa.
Ciò può ridurre la dipendenza dai programmi di consegna e dalla logistica di stoccaggio. Consente inoltre di progettare la capacità di generazione del gas in base al profilo di consumo effettivo dell'utente.
Per gli appalti, tuttavia, il calcolo non dovrebbe semplicemente confrontare il prezzo di acquisto di un generatore con il prezzo del gas in bombole. Il consumo di elettricità, la capacità del compressore, la manutenzione, la sostituzione dei setacci molecolari, lo stoccaggio del gas e le ore di funzionamento dovrebbero essere tutti inclusi nel calcolo del costo del ciclo di vita.
Cosa dovrebbero controllare gli utenti finali prima di ordinare?
La sola containerizzazione non determina se un sistema di gas è adatto per un particolare impianto. Gli acquirenti devono fornire informazioni tecniche prima della selezione dell'attrezzatura.
| Parametro | Perché è importante |
|---|---|
| Tipo di gas | Determina la tecnologia di separazione e la configurazione del sistema |
| Purezza richiesta | Influenza la progettazione del PSA, la selezione del setaccio molecolare e il ciclo operativo |
| Flusso di gas | Determina la capacità del generatore e del compressore |
| Pressione di uscita | Influisce sulle condizioni operative del PSA e sulle apparecchiature a valle |
| Orari operativi giornalieri | Influisce sul dimensionamento del compressore e sul consumo energetico |
| Picco della domanda di gas | Determina se è necessaria la capacità di buffer o di archiviazione |
| Temperatura ambiente | Influisce sul raffreddamento del compressore e sulla ventilazione del contenitore |
| Qualità dell'aria compressa | Un eccesso di olio o umidità può danneggiare o ridurre le prestazioni dell'adsorbente |
| Alimentazione elettrica | Determina la compatibilità del compressore e del sistema elettrico |
| Posizione di installazione | Influisce sulle dimensioni del contenitore, sulla ventilazione, sulle fondamenta e sull'accesso per la manutenzione |
| Requisiti di controllo | Determina il monitoraggio, gli allarmi, la comunicazione remota e la configurazione dell'automazione |
La relazione tra questi parametri dovrebbe essere valutata come un sistema completo.
Ad esempio, aumentare il flusso di gas senza considerare la capacità del compressore può creare una fornitura di aria in ingresso insufficiente. L’aumento dei requisiti di purezza può anche modificare il ciclo PSA e il tasso di recupero del gas. Allo stesso modo, l’installazione di un compressore all’interno di un contenitore chiuso senza una sufficiente rimozione del calore può creare un ambiente operativo inadatto.
Installazione di generazione di gas containerizzata e convenzionale
Le due configurazioni si basano sugli stessi principi di generazione del gas, ma i loro approcci di installazione differiscono.
| Articolo | Sistema containerizzato | Installazione convenzionale |
|---|---|---|
| Disposizione dell'attrezzatura | Contenitore interno integrato | Distribuito nel locale tecnico |
| Costruzione del sito | Generalmente meno lavori di costruzione | Di solito richiede uno spazio dedicato |
| Assemblaggio in fabbrica | Possibilità di preassemblaggio più elevato | È necessario più assemblaggio in loco |
| Trasporti | Sistema trasportato come un pacco | Attrezzatura trasportata separatamente |
| Installazione | Sono necessarie connessioni alle utenze e al processo | Installazione del sito più estesa |
| Espansione | Si possono prendere in considerazione moduli aggiuntivi | Dipende dallo spazio edificabile disponibile |
| Distribuzione remota | Adatto se progettato correttamente | Più difficile dove le infrastrutture sono limitate |
Nessuna delle due configurazioni è automaticamente adatta ad ogni progetto. Un impianto permanente ad alta capacità con infrastrutture sufficienti può utilizzare un edificio dedicato per le apparecchiature, mentre un progetto remoto con risorse di costruzione limitate può trarre vantaggio dall’implementazione containerizzata.
La scelta corretta dipende dalla domanda di gas, dalle condizioni del sito, dalla durata del progetto, dallo spazio disponibile, dai requisiti di installazione e dal costo operativo totale.
NEWTEKsi concentra sui sistemi di generazione del gas in loco, inclusi generatori di ossigeno PSA, generatori di azoto PSA, compressori d'aria e apparecchiature per il trattamento dell'aria. Questi prodotti possono costituire parti diverse di un sistema integrato di generazione del gas a seconda del tipo di gas richiesto dall'utente e delle condizioni operative.
Per un progetto containerizzato, la progettazione del sistema deve considerare qualcosa di più del generatore PSA stesso. La fonte di aria compressa, la filtrazione, l'essiccazione, il sistema di adsorbimento, lo stoccaggio del gas, l'armadio di controllo, le tubazioni, il raffreddamento e la ventilazione devono essere coordinati in base alla portata e alla purezza target.
NEWTEK può quindi affrontare un progetto di gas containerizzato come una configurazione di sistema piuttosto che fornire semplicemente una singola nave PSA. La disposizione finale può essere determinata in base a parametri quali purezza dell'ossigeno o dell'azoto, flusso del gas prodotto, pressione di uscita, programma operativo, condizioni di alimentazione e ambiente di installazione.
Per gli utenti finali, la domanda chiave per l’acquisto non è semplicemente se un generatore di gas possa essere collocato all’interno di un container. La questione è se il sistema completo può fornire il gas richiesto nelle effettive condizioni operative del sito, lasciando allo stesso tempo spazio sufficiente per l'ispezione, la manutenzione, la ventilazione e l'assistenza futura.
Conclusione
Una soluzione di gas containerizzata è essenzialmente un metodo per integrare apparecchiature di generazione di gas e sistemi ausiliari in un involucro trasportabile. Il suo valore fondamentale deriva dalla combinazione dell'integrazione delle apparecchiature con l'implementazione semplificata del sito.
Per gli utenti finali, le considerazioni principali dovrebbero rimanere di carattere tecnico: purezza del gas richiesta, portata, pressione, qualità dell'aria compressa, alimentazione, condizioni ambientali, capacità di stoccaggio, ventilazione e accesso per la manutenzione.
Quando questi parametri vengono definiti prima della selezione dell'attrezzatura, un sistema di ossigeno o azoto PSA containerizzato può essere configurato in base alla domanda effettiva di gas e all'ambiente di installazione invece di selezionare semplicemente un contenitore standard e riempirlo con l'attrezzatura.
