La demanda contínua d'oxigen és fonamentalment diferent de l'ús d'oxigen ocasional o d'emergència. Una instal·lació que consumeix oxigen durant diverses hores cada dia sovint pot funcionar amb bombones, sempre que la capacitat d'emmagatzematge i la logística de lliurament es gestionin correctament. Tanmateix, quan es requereix oxigencontínuament, amb un flux previsible i durant un període de funcionament prolongat, la font d'oxigen passa a formar part de la infraestructura de procés del lloc.
Aquesta distinció és important en hospitals, operacions mineres, instal·lacions d'aqüicultura, plantes de tractament d'aigües residuals, operacions de processament de metalls, fabricació de vidre, generació d'ozó i altres indústries intensives en oxigen.
Els dos enfocaments de subministrament comuns són:
Cilindres d'oxigen → Emmagatzematge → Regulació de la pressió → Punt d'ús
i
Aire ambiental → Compressor → Tractament de l'aire → Generador d'oxigen PSA → Tampó/Distribució → Punt d'ús
Cap de les dues tecnologies és adequada automàticament per a cada aplicació. L'elecció correcta depèn del flux d'oxigen, la puresa, la pressió, les hores de funcionament, la ubicació del lloc, els requisits de seguretat i si es necessita oxigen com a gas de procés o com a reserva d'emergència.
Per a instal·lacions ambconsum d'oxigen continu i relativament previsible, però, una planta d'oxigen PSA in situ pot oferir un model de subministrament fonamentalment diferent dels cilindres lliurats.
Què significa realment la "demanda d'oxigen contínua"?
La demanda contínua d'oxigen no vol dir simplement que l'oxigen s'utilitza cada dia.
Des d'una perspectiva d'enginyeria, la demanda contínua sol tenir diverses característiques:
es consumeix oxigen durant períodes de funcionament prolongats;
el cabal requerit és relativament estable o segueix un perfil de càrrega previsible;
la interrupció del subministrament d'oxigen afecta el procés;
l'oxigen ha d'estar disponible sense esperar el lliurament extern;
i la demanda total és prou gran com per justificar una infraestructura de subministrament dedicada.
Per exemple, una granja d'aqüicultura pot requerir oxigen contínuament per mantenir els nivells d'oxigen dissolt.
Una depuradora d'aigües residuals pot necessitar oxigen durant tot el cicle de tractament biològic.
Una explotació minera pot injectar oxigen contínuament en un procés metal·lúrgic.
Un hospital pot requerir oxigen durant el dia i la nit, i la demanda canvia segons l'ocupació del pacient.
Aquestes aplicacions tenen una característica comuna:
L'oxigen és una utilitat de procés més que un consumible ocasional.
Això canvia la manera com s'ha de dissenyar el sistema de subministrament d'oxigen.
Com els cilindres d'oxigen ofereixen una demanda contínua
Les bombones d'oxigen emmagatzemen l'oxigen que ja s'ha produït en altres llocs.
La cadena de subministrament és relativament senzilla:
Instal·lació de producció d'oxigen → Ompliment de cilindres → Transport → Emmagatzematge → Regulador → Punt d'ús
Quan el cilindre està connectat al sistema, l'oxigen comprimit flueix pel regulador de pressió i la canonada de distribució.
Per a petites necessitats d'oxigen, aquesta pot ser una solució eficaç.
Una instal·lació pot mantenir diversos cilindres connectats a un col·lector mentre que els cilindres addicionals romanen en reserva.
Quan els cilindres actius s'esgoten, el col·lector pot canviar al grup de reserva.
A continuació, els cilindres buits es substitueixen per cilindres plens.
Això crea unsubministrament continu mitjançant la rotació del cilindre, en lloc de la generació contínua d'oxigen en el punt d'ús.
La distinció és important.
El subministrament d'oxigen en si pot ser continu, però elLa font depèn de la reposició externa.
On els cilindres d'oxigen funcionen bé
Els cilindres segueixen sent molt pràctics quan el consum d'oxigen és:
relativament baix;
intermitent;
distribuït geogràficament;
orientat a emergències;
o difícil de justificar amb equips de generació permanent.
Alguns exemples típics inclouen:
Oxigen d'emergència
Els equips d'emergència poden requerir oxigen només durant incidències específiques.
Petites instal·lacions mèdiques
Una clínica petita amb un consum limitat d'oxigen pot mantenir les bombones com a font principal o de reserva.
Soldadura i tall
El consum d'oxigen només es pot produir quan es realitza el treball de fabricació.
Aplicacions de laboratori
Alguns laboratoris tenen requeriments d'oxigen de baix volum que no justifiquen una planta de generació d'oxigen.
Subministrament de còpia de seguretat
Fins i tot les instal·lacions amb plantes d'oxigen PSA poden retenir les bombones com a còpia de seguretat d'emergència.
La guia de l'OMS identifica específicament els cilindres com una font de seguretat important per als sistemes d'oxigen de PSA perquè les plantes de PSA requereixen una potència fiable i un manteniment planificat.
Per tant, la qüestió no és si els cilindres estan "obsolets".
Continuen sent una part important de molts sistemes d'oxigen.
On els cilindres es tornen més complicats
La situació canvia quan el consum d'oxigen esdevé continu i elevat.
Penseu en una instal·lació que funciona durant tot el dia.
Si el consum d'oxigen continua cada hora, l'oxigen emmagatzemat dins dels cilindres s'esgota gradualment.
Aleshores, la instal·lació depèn de:
Consum → Esgotament del cilindre → Lliurament → Substitució → Consum
Com més gran sigui la demanda d'oxigen, més sovint es produeix aquest cicle.
Això crea diversos requisits operatius:
inventari suficient de cilindres;
espai d'emmagatzematge dedicat;
horaris de lliurament regulars;
manipulació de cilindres;
gestió de múltiples;
accés al transport;
regulació de la pressió;
recollida de cilindre buit;
i reserves d'emergència.
La planta d'oxigen pot estar funcionant contínuament, però la cadena de subministrament d'oxigen no és independent.
Depèn de la fiabilitat del proveïdor extern de gas i de la xarxa de transport.
Què fa una planta d'oxigen PSA de manera diferent
Una planta d'oxigen PSA genera oxigen directament a partir de l'aire atmosfèric.
El procés bàsic és:
Aire ambiental → Compressió → Filtració/assecat → Adsorció de PSA → Gas enriquit amb oxigen
PSA vol dirAdsorció de canvi de pressió.
El sistema utilitza material de tamís molecular que adsorbeix preferentment nitrogen de l'aire comprimit.
Durant la fase d'adsorció, el nitrogen és retingut pel tamís molecular mentre que el gas enriquit amb oxigen surt del recipient d'adsorció.
A continuació, el recipient es despresuritza per alliberar el nitrogen adsorbit i regenerar el tamís molecular.
Diversos vasos d'adsorció funcionen en cicles alterns.
Això permet que el sistema generi oxigen contínuament en lloc d'emmagatzemar tot el requeriment d'oxigen en cilindres.
Les plantes de PSA s'utilitzen com a fonts d'oxigen in situ, i l'OMS especifica la tecnologia PSA per produir oxigen mèdic a una concentració d'oxigen d'aproximadament 93% ± 3% segons les seves especificacions tècniques pertinents.
Els sistemes PSA industrials es poden configurar per a diferents requisits de puresa, flux i pressió d'oxigen.
La diferència fonamental: l'oxigen emmagatzemat i l'oxigen generat
La manera més fàcil d'entendre la diferència és mirar d'on prové l'inventari d'oxigen.
Sistema basat en cilindres
Planta d'oxigen externa → bombones → emmagatzematge local → consum
La instal·lació emmagatzema l'oxigen que es va generar en un altre lloc.
Sistema basat en PSA
Aire atmosfèric → generador de PSA → consum
La instal·lació genera oxigen on es consumeix.
Això significa que una planta de PSA no necessita mantenir un inventari de cilindres suficient per cobrir el consum diari normal.
En canvi, la planta necessita:
energia elèctrica fiable;
equips d'aire comprimit;
tractament adequat de l'aire;
equips d'adsorció de PSA;
controls;
manteniment;
i l'emmagatzematge/tampó d'oxigen adequat.
Per tant, el model d'oferta canvia deemmagatzematge depenent de la logísticaageneració depenent de l'equip.
La demanda contínua fa que el cabal sigui més important que el recompte de cilindres
Quan es comparen els dos sistemes, mirar només el nombre de cilindres pot ser enganyós.
El paràmetre d'enginyeria més útil éstaxa de consum d'oxigen.
Per exemple:
Demanda d'oxigen=30 Nm³/h
significa que la instal·lació requereix aproximadament 30 metres cúbics normals d'oxigen cada hora en les condicions de referència especificades.
Durant un període de 24 hores:
30 × 24=720 Nm³/dia
Aquesta no és una recomanació per a una mida de planta específica; simplement il·lustra per què la demanda contínua modifica el càlcul de l'oferta.
Un sistema de bombones ha de proporcionar suficient oxigen emmagatzemat per cobrir aquest consum entre lliuraments.
En canvi, un sistema PSA necessita una capacitat de generació suficient per produir oxigen aproximadament a la velocitat requerida, amb una dotació adequada per a la demanda màxima, el manteniment i la redundància.
Per tant, la selecció de plantes d'oxigen hauria de començar amb:
Demanda mitjana + demanda punta + horari de funcionament + reserva requerida
en lloc de preguntar simplement:
"Quants cilindres fem servir actualment?"
Per què la logística dels cilindres esdevé important als llocs remots
El subministrament de cilindres depèn en gran mesura del transport.
Això es pot gestionar a les zones industrials urbanes on hi ha proveïdors d'oxigen a prop.
La situació pot ser molt diferent per a:
campaments miners remots;
instal·lacions offshore;
hospitals rurals;
granges d'aqüicultura aïllades;
instal·lacions industrials del desert;
instal·lacions insulars;
i obres de construcció temporals.
Una ruta de lliurament pot implicar un transport per carretera de llarga distància o diverses etapes logístiques.
Qualsevol interrupció pot afectar la disponibilitat d'oxigen.
Una planta de PSA redueix la freqüència dels subministraments externs d'oxigen perquè la seva matèria primera és l'aire ambient.
Per a instal·lacions remotes, aquesta pot ser una consideració operativa important.
No vol dir que la logística externa desaparegui completament.
El lloc encara necessita peces de recanvi, materials de manteniment del compressor, filtres i altres consumibles.
Però l'oxigen en si ja no s'ha de transportar al lloc per a cada cicle de reposició.
Oxigen PSA proporciona una generació contínua, no oxigen il·limitat
Sovint es passa per alt una distinció tècnica important.
Una planta d'oxigen de PSA ho fanosignifica que l'oxigen està disponible independentment de les condicions de funcionament.
El generador requereix:
energia elèctrica;
alimentació d'aire;
qualitat de l'aire adequada;
pressió de funcionament adequada;
vàlvules d'adsorció en funcionament;
refrigeració adequada;
i manteniment regular.
Si el compressor s'atura, el generador d'oxigen PSA no pot continuar produint oxigen indefinidament.
Si s'interromp l'alimentació, la producció d'oxigen també s'atura, tret que el sistema tingui una font d'alimentació de reserva o una reserva d'oxigen emmagatzemada.
És per això que un sistema d'oxigen fiable no hauria de ser simplement:
PSA → Procés
Per a aplicacions crítiques, una disposició més robusta pot ser:
PSA → Tampó d'oxigen → Procés
amb:
Cilindres de seguretat → Subministrament d'emergència
De la mateixa manera, les directrius de l'OMS posen l'accent en l'energia fiable, el manteniment i l'oxigen de seguretat per als sistemes basats en PSA.
La configuració més forta és sovint PSA + cilindres
La comparació no sempre ha de ser:
PSA O cilindres
Per a aplicacions crítiques de demanda contínua, la millor arquitectura pot ser:
PSA com a font primària + cilindres com a còpia de seguretat
Durant el funcionament normal:
PSA → Distribució d'oxigen → Procés
Durant el manteniment de PSA o la interrupció de l'alimentació:
Cilindres de reserva → Regulació de pressió → Procés
Això crea redundància de fonts.
La planta de PSA gestiona la càrrega base contínua, mentre que els cilindres cobreixen:
posada en marxa;
manteniment;
situacions d'emergència;
pics de demanda temporals;
i aturades de PSA inesperades.
Això és especialment rellevant per als sistemes d'oxigen mèdic, on la interrupció de l'oxigen pot tenir conseqüències immediates.
L'OMS i les guies relacionades amb el sistema d'oxigen reconeixen múltiples fonts d'oxigen i recomanen disposicions de seguretat en lloc de confiar en una única font per als serveis crítics.
La canonada directa canvia l'economia de la distribució d'oxigen
Una planta d'oxigen de PSA pot subministrar oxigen directament a través d'una canonada.
El sistema pot ser:
PSA → Dipòsit tampó → Regulació de la pressió → Capçalera principal d'oxigen → Usuaris finals
Això elimina la manipulació manual repetida del cilindres en cada punt d'ús.
La canonada directa és especialment útil quan els consumidors d'oxigen estan estacionaris.
Alguns exemples inclouen:
sales d'hospital;
reactors d'aigües residuals;
dipòsits d'aqüicultura;
reactors industrials;
dipòsits de processament metal·lúrgic;
i equips de fabricació centralitzats.
PATH assenyala que les plantes de generació d'oxigen poden subministrar oxigen a través de canonades o d'ompliment de cilindres, i que els sistemes d'oxigen a granel per canalització poden ser avantatjoses per a una disponibilitat contínua d'oxigen.
Per a una instal·lació fixa, això pot fer que el sistema d'oxigen sigui molt més fàcil d'automatitzar.
L'ompliment de cilindres encara té un paper important
PSA no elimina la utilitat dels cilindres.
Una planta de PSA es pot equipar amb un reforç d'oxigen i un col·lector d'ompliment de cilindres.
La configuració es converteix en:
PSA → Tampó d'oxigen → Compressor de reforç → Colector d'ompliment → Cilindres
Això permet que una instal·lació generi oxigen localment mentre manté les bombones per:
equips mèdics mòbils;
instal·lacions per satèl·lit;
àrees de treball remotes;
resposta d'emergència;
emmagatzematge de seguretat;
i transport als usuaris propers.
La documentació de l'OMS descriu específicament les plantes d'oxigen de PSA com a capaços de subministrar oxigen directament per canonada o, amb un compressor de reforç, omplir cilindres per a la seva distribució o còpia de seguretat.
Per tant, el PSA i els cilindres poden funcionar com a tecnologies complementàries.
La puresa de l'oxigen no és l'únic criteri de selecció
Un error comú és comparar sistemes basats només en la puresa de l'oxigen.
Per a aplicacions industrials contínues, diversos paràmetres són igualment importants:
| Paràmetre | Per què importa |
|---|---|
| Flux d'oxigen | Determina si la font pot satisfer la demanda del procés |
| Puresa d'oxigen | Determina la idoneïtat del procés |
| Pressió de sortida | Determina la compatibilitat amb equips aigües avall |
| Horari de funcionament | Determina l'arquitectura del sistema de subministrament |
| Pica de demanda | Determina la capacitat i el buffer necessaris |
| Disponibilitat d'energia | Determina la fiabilitat operativa de PSA |
| Requisit d'emmagatzematge | Determina l'estratègia de còpia de seguretat |
| Ubicació del lloc | Determina els requisits logístics i de manteniment |
| Redundància | Determina la resiliència del sistema |
| Requisit d'ampliació | Determina la capacitat futura |
Per exemple, un sistema que produeix oxigen amb la puresa correcta però amb un flux insuficient no pot suportar el procés.
De la mateixa manera, una planta de PSA amb un cabal suficient però amb una pressió de sortida inadequada encara pot requerir equips addicionals aigües avall.
La demanda contínua d'oxigen requereix una adaptació de la capacitat
Les plantes d'oxigen PSA no s'han de seleccionar simplement segons el consum mitjà d'oxigen.
Un procés pot tenir:
Demanda mitjana → 60 Nm³/h
però:
Demanda punta → 80 Nm³/h
Si la mida de la planta és exacta de 60 Nm³/h, pot tenir problemes durant el màxim funcionament.
Per contra, seleccionar una planta excessivament gran pot introduir una capacitat d'equip innecessària i unes condicions de funcionament ineficients.
Un millor enfocament és establir el perfil complet de la demanda:
Càrrega base
Necessitat d'oxigen en funcionament normal.
Càrrega màxima
El requeriment màxim d'oxigen esperat.
Càrrega d'inici
Necessitat d'oxigen durant l'inici del procés.
Càrrega en espera
El requisit d'oxigen que ha de romandre disponible durant una fallada parcial de l'equip.
Càrrega futura
S'espera una demanda addicional d'oxigen després de l'expansió.
Aquestes dades proporcionen la base per a la mida de la planta PSA.
L'emmagatzematge del cilindre té una petjada física
Els sistemes de cilindres requereixen àrees físiques d'emmagatzematge.
La instal·lació necessita arranjaments separats per:
cilindres plens;
cilindres connectats;
cilindres buits;
cilindres de reserva;
manipulació de cilindres;
i accés per a vehicles de lliurament.
A mesura que augmenta el consum d'oxigen, el nombre de cilindres necessaris pot augmentar substancialment.
Això pot crear problemes per a llocs industrials compactes.
Una planta de PSA trasllada gran part d'aquest inventari físic de l'emmagatzematge d'oxigen als equips.
En lloc d'emmagatzemar grans quantitats de bombones d'oxigen, la instal·lació emmagatzema l'equip necessari per produir oxigen.
Aquesta és una de les raons per les quals la generació in situ pot ser atractiva quan el consum continu és elevat.
Les plantes de PSA tenen els seus propis requisits d'infraestructura
L'avantatge d'espai de PSA no s'ha d'exagerar.
Una planta d'oxigen PSA completa pot incloure:
compressor d'aire;
receptor d'aire;
assecador d'aire;
sistema de filtració;
Vasos d'adsorció de PSA;
tanc d'amortiment d'oxigen;
analitzador d'oxigen;
armari de control;
equips de refrigeració;
canonades;
i reforç d'oxigen opcional.
Per tant, la planta encara requereix una zona d'equipament adequada.
La diferència és que la petjada és principalmentequips de producció, en lloc d'un gran inventari de cilindres d'oxigen comprimit.
Per a les plantes de PSA en contenidors, molts d'aquests components es poden integrar en un recinte transportable.
La font d'alimentació esdevé un factor clau per a PSA
Els cilindres poden continuar subministrant oxigen durant un tall de subministrament elèctric, sempre que l'estoc de bombones estigui disponible i el sistema de regulació aigües avall pugui funcionar.
Un generador de PSA no pot generar oxigen sense energia elèctrica.
Aquesta és una de les diferències més importants entre les dues tecnologies.
Per tant, per a una aplicació crítica, els enginyers haurien d'avaluar:
Potència normal → Alimentació de seguretat → Reserva d'oxigen emmagatzemada
en lloc de tractar el generador de PSA com a única font.
Els possibles arranjaments de còpia de seguretat inclouen:
generadors d'espera;
alimentació dual;
sistemes SAI per a controls;
emmagatzematge de tampó d'oxigen;
i cilindres de seguretat.
La configuració adequada depèn de la importància del subministrament d'oxigen ininterromput per al procés.
El manteniment de PSA és diferent de la substitució del cilindre
Els sistemes de cilindres requereixen principalment una gestió logística.
Les activitats clau inclouen:
comprovació de la pressió del cilindre;
canvi de cilindres;
inspecció de col·lectors;
seguiment dels horaris de lliurament;
i el manteniment dels reguladors.
Els sistemes PSA requereixen manteniment dels equips.
Els components importants inclouen:
Compressor
El compressor és un dels sistemes mecànics principals i requereix una inspecció i un manteniment programats.
Tractament de l'aire
Els filtres i assecadors han de mantenir la qualitat d'aire d'alimentació requerida.
Vàlvules PSA
Les vàlvules de commutació automàtica funcionen repetidament durant els cicles PSA i requereixen un seguiment.
Tamís Molecular
L'adsorbent s'ha de protegir de la contaminació d'oli i humitat.
Analitzador d'oxigen
El control de la concentració d'oxigen és important per verificar la qualitat del gas del producte.
Sistema de control
El PLC, els sensors, les alarmes i les funcions d'apagada automàtica s'han de comprovar periòdicament.
Per tant, la filosofia operativa canvia degestió d'inventaris de gasagestió d'equips.
Què és més adequat per als hospitals?
Per als hospitals, la resposta depèn en gran mesura de la demanda d'oxigen i de la infraestructura.
Una instal·lació petita amb un consum relativament baix pot dependre principalment de bombones o concentradors d'oxigen.
Un hospital més gran amb demanda contínua d'oxigen pot utilitzar una planta de PSA in situ connectada a un gasoducte mèdic.
L'OMS reconeix les plantes de PSA com a font d'oxigen mèdic i afirma que l'oxigen es pot canalitzar directament a les àrees clíniques o utilitzar-se per omplir cilindres amb un sistema de reforç adequat.
Tanmateix, per a aplicacions mèdiques crítiques, el PSA s'ha de combinar generalment amb una font d'oxigen de reserva adequada.
L'objectiu no és simplement produir oxigen barat.
L'objectiu és mantenirdisponibilitat contínua, qualitat verificada, pressió adequada i distribució fiable.
Què és més adequat per a la mineria?
Les aplicacions mineres solen tenir un cas fort per a la generació d'oxigen in situ quan la demanda d'oxigen és contínua.
Les possibles aplicacions inclouen:
lixiviació;
oxidació metal·lúrgica;
tractament d'aigües residuals;
serveis mèdics d'emergència;
i altres aplicacions de procés.
Una mina remota pot estar a diversos centenars de quilòmetres del proveïdor de gas industrial més proper.
En aquestes condicions, transportar cilindres contínuament pot introduir una complexitat logística important.
Es pot instal·lar una planta d'oxigen PSA en contenidors a prop de l'àrea de procés i subministrada amb energia des del sistema de serveis públics de la mina.
Si el projecte és temporal, la configuració en contenidors també ofereix la possibilitat de reubicació quan l'explotació minera es mou o s'amplia.
Què és més adequat per a l'aqüicultura?
L'aqüicultura presenta una altra distinció clara.
Els peixos i les gambes necessiten oxigen dissolt a l'aigua de cultiu.
La demanda d'oxigen pot continuar durant tot el cicle de producció i pot augmentar quan:
augmenta la densitat de la població;
augmenta la biomassa;
canvis de temperatura de l'aigua;
augmenta la intensitat de l'alimentació;
o augmenta l'activitat de filtració biològica.
Un sistema de cilindre d'oxigen pot funcionar per a tancs petits o per a ús d'emergència.
Per a sistemes d'aqüicultura de recirculació més grans o granges intensives, la generació contínua d'oxigen pot ser més pràctica.
Un sistema PSA pot subministrar oxigen directament a un dispositiu d'oxigenació, con, difusor o reactor d'oxigen.
El sistema esdevé:
PSA → Tampó d'oxigen → Control de flux → Equip d'oxigenació → Aigua de cultiu
Això permet que el subministrament d'oxigen segueixi el requeriment real d'oxigen dissolt.
Què és més adequat per al tractament d'aigües residuals?
El tractament d'aigües residuals sovint té un requeriment continu d'oxigen perquè els processos biològics aeròbics depenen de l'oxigen.
Una interrupció del subministrament d'oxigen pot afectar els nivells d'oxigen dissolt i l'activitat biològica.
Per a sistemes més petits, els ventiladors d'aire atmosfèric ja poden proporcionar suficient oxigen.
Per a aplicacions de major demanda d'oxigen, l'enriquiment d'oxigen pot millorar la transferència d'oxigen.
Un sistema PSA pot proporcionar oxigen contínuament:
PSA → Distribució d'oxigen → Sistema d'aireació/injecció → Reactor biològic
La consideració clau no és si l'oxigen PSA és inherentment millor que l'aire.
És si el sistema d'aireació existent pot transferir de manera eficient l'oxigen necessari en condicions reals d'aigües residuals.
Una comparació pràctica
| Factor | Cilindres d'oxigen | Planta d'oxigen PSA |
|---|---|---|
| Font d'oxigen | Produït externament | Generat in situ |
| Producció contínua | No | Sí, mentre funciona |
| Entrega externa | Obligatori | No és necessari per a la generació normal |
| Requisit d'emmagatzematge | Alt per a una gran demanda | Inventari d'oxigen més baix, però cal equipament |
| Dependència del poder | Més baix en origen | Alt |
| Manteniment | Principalment manipulació/logística | Manteniment mecànic + PSA |
| Gran demanda continuada | Menys convenient | Generalment més adequat |
| Petita demanda intermitent | Molt adequat | Pot ser innecessari |
| Ubicacions remotes | Dependent de la logística | Atractiu on hi ha energia disponible |
| Subministrament directe per canonada | Possible | Molt adequat |
| Distribució de cilindres | Mètode natiu | Possible amb sistema de reforç/ompliment |
| Funció de còpia de seguretat | Excel·lent | Hauria de tenir una còpia de seguretat per als sistemes crítics |
| Escalabilitat | Afegir cilindres/entrega | Afegir o ampliar mòduls generadors |
La taula mostra per què no hi ha un guanyador universal.
L'elecció correcta depèn delperfil de demanda d'oxigen i infraestructura del lloc.
El punt d'equilibri no es tracta només del volum d'oxigen
No hi ha un llindar de consum d'oxigen universal en què el PSA de sobte sigui millor que els cilindres.
La decisió depèn de múltiples variables:
Demanda diària d'oxigen × dies de funcionament × distància de lliurament × requisit d'emmagatzematge × requisit de fiabilitat
Per a una instal·lació propera a un proveïdor d'oxigen fiable, les bombones poden seguir sent pràctiques fins i tot amb un consum moderat.
Per a una instal·lació remota amb un accés difícil per carretera, el PSA pot arribar a ser atractiu amb una demanda d'oxigen més baixa.
De la mateixa manera, una instal·lació amb requisits d'oxigen extremadament crítics pot triar un sistema híbrid fins i tot quan els cilindres sols són tècnicament capaços de satisfer la demanda mitjana.
Per tant, l'enfocament correcte és aavaluació del sistema total, no és una simple comparació del preu unitari de l'oxigen.
La demanda contínua afavoreix una arquitectura de sistema diferent
Quan el consum d'oxigen és continu, el sistema de subministrament s'ha de dissenyar al voltant de la continuïtat del procés.
Una arquitectura robusta pot semblar:
Generador d'oxigen PSA
↓
Tanc d'amortiment d'oxigen
↓
Regulació de la pressió
↓
Capçalera principal d'oxigen
↓
Usuaris del procés
amb:
Cilindres de seguretat
↓
Colector d'emergència
i, per a l'ompliment de cilindres d'alta pressió:
PSA → Buffer → Booster → Colector d'ompliment
Aquesta arquitectura separa tres funcions:
Generació
Buffering i distribució
Còpia de seguretat
Això és generalment més fiable que tractar el generador d'oxigen o el banc de cilindres com un únic component aïllat.
La decisió hauria de començar amb aquestes set preguntes
Abans de seleccionar cilindres o una planta d'oxigen PSA, els enginyers haurien d'establir:
Quin és el flux mitjà d'oxigen?
Expresseu el requisit en una unitat coherent com ara Nm³/h.
Quin és el flux màxim?
Determineu la demanda màxima d'oxigen esperada en lloc de confiar només en la mitjana.
Quantes hores al dia es consumeix oxigen?
Un procés que funciona 2 hores al dia és fonamentalment diferent d'un que funciona 24 hores al dia.
Què tan fiable és el lliurament d'oxigen al lloc?
Considereu la distància, les carreteres, el temps, els procediments fronterers i el temps de resposta del proveïdor.
Hi ha electricitat fiable?
El PSA requereix potència per a equips auxiliars i de compressió.
Es necessita oxigen directament o en bombones?
Això determina si el sistema necessita una xarxa de distribució, un reforç o un col·lector d'ompliment de cilindres.
Què passa si s'atura la producció d'oxigen?
La resposta determina la capacitat de reserva necessària i la redundància.
Veredicte final: cilindres o PSA?
Si la demanda d'oxigen éspetit, intermitent, mòbil o orientat a emergències, les bombones d'oxigen solen ser la solució més senzilla.
Si la demanda d'oxigen éscontinu, relativament alt, previsible i situat en un lloc amb una potència fiable, una planta d'oxigen PSA és sovint la font primària més adequada.
Per a aplicacions crítiques, la solució més robusta és sovint:
Planta d'oxigen PSA + tampó d'oxigen + cilindres de reserva
La planta de PSA gestiona la demanda base contínua, mentre que els cilindres proporcionen cobertura d'emergència durant el manteniment, la fallada d'energia, l'arrencada o els pics inesperats de demanda d'oxigen.
Per tant, la diferència fonamental es pot resumir de la següent manera:
Els cilindres emmagatzemen l'oxigen produït en altres llocs. Les plantes de PSA generen oxigen on es necessita.
Per a la demanda contínua d'oxigen, aquesta distinció és cada cop més important. Un sistema basat en cilindres ha de gestionar contínuamentinventari i lliurament, mentre que un sistema basat en PSA ha de gestionar contínuamentpotència, aire comprimit, rendiment dels equips i manteniment.
Cap dels dos enfocaments elimina la responsabilitat operativa. Simplement col·loquen aquesta responsabilitat en diferents parts de la cadena de subministrament d'oxigen.
Per a instal·lacions on l'oxigen és aUtilitat de procés de 24 hores, la generació de PSA in situ ofereix una manera de convertir el subministrament d'oxigen d'una operació de lliurament recurrent en un sistema de producció integrat. Quan es combina amb cilindres adequats d'emmagatzematge, monitorització, redundància i còpia de seguretat, pot proporcionar una arquitectura més resistent per a la demanda contínua d'oxigen a llarg termini.
