การออกแบบแบบโมดูลาร์แบบ Skid-Mounted ในอุปกรณ์ผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

ในอุตสาหกรรมวิศวกรรม การบูรณาการอุปกรณ์ได้กลายเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับการติดตั้งที่สร้างขึ้นใหม่มากขึ้น การประกอบแบบโมดูลาร์แบบ Skid-Mounted เป็นหนึ่งในวิธีการต่างๆ เพื่อให้เกิดการบูรณาการดังกล่าว

1. แนวคิดการออกแบบเป็นโมดูลและการติดตั้งแบบสกิดในระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

การติดตั้งแบบสกิดหมายถึงการยึดชุด อุปกรณ์ผลิตออกซิเจน VPSA (ระบบดูดซับด้วยแรงดันสูญญากาศ) และ PSA (ระบบดูดซับด้วยแรงดัน) ไว้บนฐานที่ทำจากเหล็กฉากหรือคาน I-Beam โดยชุดผลิตออกซิเจนทั้งหมดสามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยอุปกรณ์ยกหรือเครน อุปกรณ์ผลิตออกซิเจนแบบสกิดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

ในทางกลับกัน การออกแบบเป็นโมดูลเกี่ยวข้องกับการรวมกระบวนการและอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้สกิดแต่ละตัวมีหน้าที่การทำงานอิสระของตนเอง ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สกิดต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้ อำนวยความสะดวกในการออกแบบ การผลิต และการขนส่งแบบกระจายศูนย์ ลดความยากในการยก ตัวอย่างของโมดูลเหล่านี้ ได้แก่ สกิดทางเข้า/ทางออกของหอ吸附 สกิดอัดออกซิเจน และสกิดระบายและวัดปริมาณ

การออกแบบสกิดแบบโมดูลาร์ในระบบออกซิเจน VPSA/PSA มีข้อดีคือการบูรณาการสูง การออกแบบละเอียด ระยะเวลาก่อสร้างสั้น ใช้พื้นที่น้อย ระบบควบคุมที่ทันสมัย การทำงานที่เชื่อถือได้ ฯลฯ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาทางเทคนิคในการก่อสร้างระบบผลิตออกซิเจนในสถานที่จริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในบริบทนี้ "โมดูล" หมายถึงการบูรณาการตามหน้าที่ ในขณะที่ "สกิด" หมายถึงการบูรณาการเชิงพื้นที่ โมดูลเดียวอาจประกอบด้วยสกิดหลายตัว และในทำนองเดียวกัน สกิดหนึ่งตัวอาจประกอบด้วยหลายโมดูล

2. การออกแบบสกิดแบบโมดูลาร์ของระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

(1) แนวทางการออกแบบ

ก. การออกแบบโมดูลาร์ของระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

ก. ตามหน่วยหน้าที่ของกระบวนการผลิตออกซิเจน ระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA จะถูกแบ่งออกเป็นหลายหน่วยหน้าที่เดี่ยวเพื่อสร้างชุดโมดูล

ข. บนพื้นฐานของโมดูลออกซิเจนโดยรวม โดยคำนึงถึงขนาดและน้ำหนักสูงสุดของส่วนประกอบภายในโมดูลเดียว รวมถึงความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของการขนส่งและความสะดวกในการติดตั้งในสถานที่ การออกแบบขั้นสุดท้ายจะรวมท่อ อุปกรณ์ เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า และส่วนประกอบอื่นๆ ภายในโมดูลเข้าด้วยกัน และสรุปผังโดยรวมของโมดูล

ค. ส่วนประกอบของท่อภายในโมดูล โดยเฉพาะเครื่องมือวัด ควรรวมอยู่ในโมดูลให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ในระหว่างการออกแบบ

ง. การออกแบบเน้นที่อุปกรณ์หลัก โดยรวมส่วนประกอบเสริมด้วย ท่อ เครื่องมือวัด และวาล์วทั้งหมดถูกรวมเป็นหน่วยเดียวกัน เพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการประกอบสกิดในภายหลัง

จ. สายไฟควบคุม วงจรไฟฟ้าและเครื่องมือวัดสำหรับโมดูลจะถูกเดินสายล่วงหน้าและต่อเข้ากับตู้ควบคุมของระบบผลิตออกซิเจนอย่างเป็นระเบียบ เมื่อจ่ายไฟในสถานที่แล้ว เครื่องผลิตออกซิเจนสามารถเริ่มทำงานได้อย่างรวดเร็วหลังจากการปรับแต่งเบื้องต้น

ข. การออกแบบสกิดของระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

ก. ตามกระบวนการผลิตออกซิเจน อุปกรณ์ ท่อ เครื่องมือวัด และส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดภายในแต่ละโมดูลจะถูกประกอบขึ้นเป็นสกิดเพื่อสร้างหน่วยสกิดหลายหน่วย

ข. ขนาดฐาน ตำแหน่งคานรับน้ำหนัก และข้อกำหนดโครงสร้างเหล็กจะถูกกำหนดตามผังโดยรวมและน้ำหนักของเครื่องผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

ค. โดยใช้ผังท่อและการไหลของกระบวนการ ตำแหน่งของฐานรองรับท่อจะถูกกำหนดบนฐานโครงสร้างเหล็ก โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการเชื่อมต่อระหว่างสกิด

ง. ในระหว่างกระบวนการออกแบบสกิดโดยรวม ปัจจัยต่างๆ เช่น การยกและการขนส่ง การติดตั้งในสถานที่ ความสะดวกในการปฏิบัติงานและบำรุงรักษา ควรได้รับการพิจารณาอย่างถี่ถ้วนเพื่อให้แน่ใจถึงประโยชน์ใช้สอยและประสิทธิภาพในทางปฏิบัติ

(2) ประเด็นสำคัญของการจัดวางอุปกรณ์ออกซิเจน VPSA/PSA

การจัดวางอุปกรณ์เป็นไปตามหลักการทางเทคนิคของการออกแบบสกิดแบบโมดูลาร์ โดยอิงตามโมดูลที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ส่วนประกอบของอุปกรณ์ออกซิเจนจะถูกจัดวางบนแท่นรวมเป็นหลักเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านระยะห่าง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจัดวางที่กะทัดรัดในขณะที่滿足พื้นที่สำหรับการปฏิบัติงาน การตรวจสอบ และการบำรุงรักษา นอกจากนี้ ท่อ เครื่องมือวัด และส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดภายในหน่วยออกซิเจนจะถูกผลิตและติดตั้งล่วงหน้า ดังนั้นเมื่อถึงสถานที่จริง จำเป็นต้องเชื่อมต่อท่อระหว่างสกิดเท่านั้นก็จะเสร็จสิ้นการติดตั้งระบบผลิตออกซิเจน

หลักการสำหรับการจัดวางท่อสกิดมีดังนี้:

• ปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการไหล และ满足ข้อกำหนดด้านขนาดและน้ำหนักของสกิด

• อำนวยความสะดวกในการปฏิบัติงานและการจัดการ ในขณะที่确保การผลิตที่ปลอดภัย

• ช่วยให้การบำรุงรักษาท่อและการทำงานของวาล์วสะดวก

• การออกแบบโดยรวมควรมีความกลมกลืนและสวยงาม ในขณะที่ลดการใช้วัสดุ

เมื่อสร้างแบบจำลองสกิดของโรงผลิตออกซิเจน ผู้ออกแบบควรปฏิบัติตามหลักการของท่ออย่างเคร่งครัดและเน้นที่การจัดวางอุปกรณ์ อุปกรณ์ที่ค่อนข้างสูงควรวางไว้ตรงกลาง ในขณะที่อุปกรณ์ที่เตี้ยกว่าและวาล์วควรวางไว้รอบๆ เพื่อให้เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาและเครื่องมือของพวกเขาสามารถเข้าถึงส่วนประกอบได้ง่าย ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการปฏิบัติงานประจำวัน การบำรุงรักษา การซ่อมแซม และการถอดประกอบของระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA

เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อในสถานที่ในอนาคตเป็นไปอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ ท่อระหว่างสกิดควรต่อด้วยหน้าแปลนทุกครั้งที่ทำได้ หากจำเป็นต้องมีทางเดินสำหรับบุคลากรภายในสกิด ความกว้างไม่ควรน้อยกว่า 900 มม. และความสูงไม่ควรต่ำกว่า 2150 มม.

(3) การเลือกอุปกรณ์ออกซิเจน VPSA/PSA

ภายใต้เงื่อนไขต้นทุนที่สมเหตุสมผลและควบคุมได้ จำเป็นต้องเลือกอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงและอเนกประสงค์ทุกครั้งที่ทำได้ การออกแบบสกิดแบบโมดูลาร์ควรเริ่มต้นด้วยการบูรณาการฟังก์ชันของอุปกรณ์ ไม่ใช่แค่ "การซ้อน" กระบวนการและอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนเท่านั้น

(4) การทดสอบแรงดันสกิดและการขนส่ง

เมื่อแบบการออกแบบสกิดเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการผลิตและติดตั้งจะเริ่มต้นในโรงงาน หลังจากเสร็จสิ้น สกิดแต่ละตัวจะผ่านการตรวจสอบตำหนิ การทดสอบแรงดันน้ำ การทดสอบความแน่นของอากาศ การไล่อากาศ และการป้องกันการกัดกร่อน ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานของประเทศ การทดสอบเหล่านี้รับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของสกิด เพื่อให้แน่ใจว่าโรงผลิตออกซิเจนพร้อมใช้งานเมื่อส่งมอบ

เนื่องจากความซับซ้อนของการขนส่งทั้งทางทะเลและทางบก จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้อง确保ชิ้นส่วนสกิดของหน่วยออกซิเจนไม่ได้รับความเสียหายระหว่างการขนส่ง สกิดและส่วนประกอบอื่นๆ ควรบรรจุแยกกัน วางในภาชนะกันน้ำ และติดฉลากอย่างชัดเจนพร้อมใบรายการบรรจุภัณฑ์ที่ระบุชื่อ หมายเลข รายการอุปกรณ์ และเอกสารอ้างอิงแบบ เพื่อความสะดวกในการจัดวางและการถอดประกอบในสถานที่

3. ความท้าทายของเทคโนโลยีสกิดแบบโมดูลาร์ VPSA/PSA

เทคโนโลยีสกิดแบบโมดูลาร์ของระบบผลิตออกซิเจน VPSA/PSA แบ่งหน่วยการผลิตของโรงผลิตออกซิเจนขนาดใหญ่ออกเป็นหลายโมดูลตามข้อกำหนดด้านฟังก์ชันและข้อจำกัดด้านการขนส่ง แต่ละโมดูลได้รับการออกแบบแยกกัน โดยมีอุปกรณ์ ท่อ เครื่องมือวัด และส่วนประกอบอื่นๆ ที่เสร็จสมบูรณ์และติดตั้งในโรงงานผลิตชิ้นส่วน หลังจากการบูรณาการเบื้องต้นและการปรับแต่งอย่างง่าย โมดูลจะถูกถอดประกอบ ขนส่งไปยังสถานที่ และประกอบใหม่ ในที่สุด ระบบออกซิเจนทั้งหมดจะผ่านการปรับแต่งและการทดสอบแรงดันโดยรวมก่อนการทำงาน แม้ว่าเทคโนโลยีนี้ให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม ระยะเวลาโครงการ ต้นทุน และคุณภาพ แต่ก็ยังเผชิญกับความท้าทายและอุปสรรคหลายประการในการประยุกต์ใช้จริง

(1) ความท้าทายทางเทคนิค

การดำเนินการตามเทคโนโลยีสกิดแบบโมดูลาร์จำเป็นต้องเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคหลายชุด รวมถึงความแม่นยำของการออกแบบโมดูลาร์ของระบบ ได้ถูกจัดตั้งขึ้น, ความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วนโมดูลาร์ของระบบ VPSA/PSA และความเป็นไปได้ในการขนส่งและติดตั้งชิ้นส่วน VPSA/PSA เหล่านี้

• การออกแบบร่วมแบบสหวิทยาการ: อุปกรณ์ผลิตออกซิเจน VPSA/PSA แบบโมดูลาร์ติดตั้งบนฐานเลื่อนเกี่ยวข้องกับหลายสาขาวิชา เช่น กระบวนการผลิต อุปกรณ์ ท่อส่ง โครงสร้าง และวิศวกรรมไฟฟ้า การออกแบบร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพและการวางแผนการก่อสร้างที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น

• ภาระงานหนักในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติ: เนื่องจากความซับซ้อนของโครงสร้างอุปกรณ์แบบติดตั้งบนฐานเลื่อน จึงจำเป็นต้องสร้างแบบจำลอง 3 มิติอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบมีเหตุผลและหลีกเลี่ยงความขัดแย้งที่อาจเกิดขึ้น

• การประกอบและถอดชิ้นส่วนในสถานที่: หน่วยที่ติดตั้งบนฐานเลื่อนหลายชั้นต้องประกอบเป็นชั้นๆ ที่โรงงาน เมื่อพิจารณาถึงความจำเป็นในการยก ขนส่ง และประกอบใหม่ในสถานที่ ต้องมีการพัฒนาแผนโดยละเอียดสำหรับกระบวนการเหล่านี้

นอกจากนี้ การออกแบบแบบโมดูลาร์ต้องพิจารณาถึงสภาพทางกายภาพ ข้อกำหนดคุณสมบัติ สภาพมนุษย์และองค์กร ตลอดจนการประยุกต์ใช้ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ ซึ่งทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการดำเนินการออกแบบโมดูลาร์ของโรงงาน VPSA/PSA ให้ประสบความสำเร็จ

（2）การสร้างมาตรฐานและความสามารถในการขยายขนาด

ในปัจจุบัน ทั้งในประเทศและต่างประเทศ การออกแบบแบบโมดูลาร์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และยังไม่มีการจัดตั้งห่วงโซ่อุปทานการผลิตแบบโมดูลาร์ที่ได้มาตรฐานและขยายขนาดได้ ซึ่งหมายความว่าเมื่อนำเทคโนโลยีโมดูลาร์แบบติดตั้งบนฐานเลื่อนมาใช้ อาจขาดมาตรฐานและข้อกำหนดที่รวมเป็นหนึ่งเดียว ทำให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้และการสับเปลี่ยนกันได้ระหว่างโครงการต่างๆ

（3）ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

ในสภาพแวดล้อมพิเศษบางอย่าง เช่น สภาพอากาศที่รุนแรงหรือภูมิประเทศที่ซับซ้อน การดำเนินการเทคโนโลยีโมดูลาร์แบบติดตั้งบนฐานเลื่อนอาจเผชิญกับความท้าทายเพิ่มเติม

จากข้อดีของ เทคโนโลยีโมดูลาร์แบบติดตั้งบนฐานเลื่อน, PKU Pioneer นำเสนอเครื่องผลิตออกซิเจน VPSA/PSA แบบโมดูลาร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งโดดเด่นในด้านความคุ้มค่า การใช้พื้นที่น้อยลง และระยะเวลาการส่งมอบที่สั้นลง ระบบผลิตออกซิเจนได้รับการออกแบบและติดตั้งเป็นพิเศษในตู้คอนเทนเนอร์ ทำให้เหมาะสำหรับลูกค้าที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่และความต้องการออกซิเจนในอัตราการไหลต่ำ (โดยทั่วไป <450Nm³/h)

ในปี 2023 PKU Pioneer ส่งมอบโรงงานผลิตออกซิเจน PSA แบบตู้คอนเทนเนอร์ให้กับผู้ใช้ในอิตาลีและมาเลเซียสำหรับอุตสาหกรรมบำบัดน้ำเสียและอุตสาหกรรมอาหาร ตั้งแต่ก่อตั้งในปี 1999 PKU Pioneer ได้นำเสนอโซลูชันการผลิตออกซิเจนที่ปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการระดับนานาชาติที่หลากหลายในอุตสาหกรรมมากกว่า 20 แห่ง ทำให้เราเป็นผู้ให้บริการที่เชื่อถือได้และเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรม VPSA และ PSA ทั่วโลก