použití plynného dusíku se stalo standardní metodou prevence koroze v suchých potrubních a předběžných požárních postřikovacích systémech.
odstraněním přítomnosti kyslíku v potrubí systému se minimalizuje koroze a tvorba usazenin. To pomáhá zmírnit riziko úniku a zabraňuje tvorbě obstrukčního materiálu, čímž je zajištěno, že systém bude fungovat tak, jak byl navržen v případě požáru.
zatímco v některých malých systémech byly jako zdroj dusíku používány tlakové lahve s dusíkem, potřeba často vyměňovat lahve a riziko falešných výletů v důsledku ztráty udržovacího tlaku plynu omezuje účinnost tohoto přístupu. Spíše se instalace generátorů dusíku jako trvalého zdroje dusíku stala preferovanou metodou, a to jak pro nová, tak pro stávající zařízení.
pokud jde o technologii výroby dusíku, existují dva primární způsoby výroby plynného dusíku na místě: membrány pro separaci dusíku a adsorpce tlakového výkyvu (PSA).
zatímco každý přístup má své klady a zápory, několik klíčových výhod činí membránové generátory ECS ideální volbou pro průmysl požárních postřikovačů:
– nepotřebujete sušičky vzduchu na speciální filtraci přívodního vzduchu
– nižší hmotnost, menší instalovaná stopa
– jednoduchá údržba / oprava
– Poskytněte průmyslový standard 98% dusíku
abyste lépe porozuměli klíčovým rozdílům mezi těmito dvěma typy generátorů, musíte nejprve pochopit, jak produkují dusík. Zatímco oba generátory produkují vysoce čistý plynný dusík ze stlačeného vzduchu, dělají to dvěma výrazně odlišnými způsoby, což má velký vliv na to, jak jsou navrženy a udržovány.
Membránová separace: srdcem generátoru dusíku používajícího techniku membránové separace je nepřekvapivě separační membrána. Membrána se skládá z tisíců dutých vláken, kterými prochází stlačený vzduch. Stěny každého vlákna jsou propustné pro molekuly plynu,ale některé plyny mohou procházet snadněji než jiné. Tyto „rychlé“ plyny, včetně kyslíku, CO2 a vodní páry, procházejí vláknitými stěnami a jsou vyčerpány do atmosféry. „Pomalý“ plyn, dusík, prochází stěnou vláken mnohem pomaleji a vytváří vysoce čistý proud dusíku na výstupu z membrány. Na membráně nejsou žádné pohyblivé části, pouhé řízení tlaku a průtoku stlačeného vzduchu membránou vede k produkci dusíku s vysokou čistotou.
adsorpce tlakového výkyvu (PSA): generátory dusíku PSA využívají materiál uhlíkového molekulárního síta (CMS) k odizolování kyslíku ze zdroje stlačeného vzduchu. Materiál CMS se skládá z porézního uhlíku s jemně řízenou velikostí pórů. Jak stlačený vzduch prochází přes materiál, molekuly kyslíku jsou adsorbovány do pórů, zatímco větší molekuly dusíku mohou procházet do výfukových plynů. Nakonec se CMS nasytí molekulami kyslíku a separace plynu již nenastane.
z tohoto důvodu jsou generátory PSA vždy konstruovány se dvěma nebo více adsorpčními sloupci. Jeden sloupec aktivně odděluje plyn, zatímco druhý je regenerován průchodem dusíku s vysokou čistotou, aby se kyslík zbavil a vyčerpal jako odpadní plyn. Generátor přepíná mezi dvěma sloupci přibližně každých 60 sekund. Potřeba přepínání mezi dvěma adsorpčními sloupci vede k potřebě více automatizovaných regulačních ventilů, což výrazně zvyšuje potenciální body selhání v jednotce. Kromě toho je obvykle vyžadována dusíkatá vyrovnávací nádrž, aby se zajistil konstantní tlak a průtok během přepínání mezi dvěma adsorpčními kolony.
- potřebuji na svém přívodu vzduchu sušičku vzduchu nebo jinou speciální filtraci?
- existují nějaké rozdíly ve velikosti/hmotnosti/stopě dvou metod výroby dusíku?
- jaká je očekávaná životnost zařízení a jaké jsou výsledné náklady na opravu?
- existuje rozdíl v rychlosti výroby nebo čistotě plynu mezi dvěma typy generátorů dusíku?
potřebuji na svém přívodu vzduchu sušičku vzduchu nebo jinou speciální filtraci?
Membránová Separace: Každý generátor zahrnuje in-line filtraci pro odstranění částic, kapalná voda, a přenášet uhlovodíky z proudu vzduchu před vstupem do separační membrány. Membrány Air Products PRISM®, které ECS používá, jsou určeny k odfiltrování vodní páry, což eliminuje potřebu chlazené nebo vysoušecí sušičky up-stream jednotky.
tlakové adsorpce (PSA): jednotky PSA také obvykle zahrnují in-line filtraci částic a přenášejí uhlovodíky ve svém zdrojovém vzduchovém potrubí, aby chránily materiál CMS. Na rozdíl od membrán Air Products PRISM® však může být materiál CMS v jednotkách PSA nepříznivě ovlivněn vodou/vodní párou ve zdroji plynu. Vodní pára by byla také adsorbována materiálem CMS, což by snížilo účinnost procesu separace a vedlo by k nižšímu čistotě dusíku.
kromě toho, pokud dojde k přenosu vody nebo ke kondenzaci v adsorpčních nádržích, může dojít k poškození materiálu CMS. Kapalná voda může mít za následek směrování materiálu CMS, což má za následek nesprávné proudění vzduchu ložem a sníženou produkci. V některých případech může být CMS nenapravitelně poškozen a vyžaduje úplnou výměnu. Z tohoto důvodu, generátory PSA budou vždy vyžadovat chlazený sušič vzduchu na vstupním proudu plynu, což má za následek další potenciální bod poruchy a zvýšenou spotřebu elektrické energie.
existují nějaké rozdíly ve velikosti/hmotnosti/stopě dvou metod výroby dusíku?
Membránová Separace: Protože technika separace membrány vyžaduje tak málo pohyblivých částí, ECS byla schopna navrhnout své systémy tak, aby měly nejmenší stopu ze všech generátorů dusíku, které jsou v současné době na trhu. ECS navíc používá metodu plnění a proplachování k inertování systémů protipožárních postřikovačů, což eliminuje potřebu skladování/vyrovnávací nádrže dusíku, dále snižuje stopu zařízení a poskytuje významné úspory a náklady na instalaci materiálu a práce.
tlakové adsorpce (PSA): Přidané ovládací prvky, ventily, adsorpční lůžka, chlazená sušička a dusíková vyrovnávací nádrž vyžadovaná přístupem PSA mají za následek výrazně těžší a objemnější zařízení. To má za následek vyšší náklady na instalaci a větší nároky na prostor v místě instalace.
jaká je očekávaná životnost zařízení a jaké jsou výsledné náklady na opravu?
Membránová separace: stejně jako jakýkoli jiný prodaný produkt existuje několik výrobců dusíkatých membrán, někteří vyrábějí vysoce kvalitní produkt a někteří produkují hodnotovou možnost. ECS Od počátku používá vzduchové produkty Prism® membrány, které představují nejvyšší kvalitu dostupné technologie. Společnost Air Products vynalezla technologii separace membrán dusíku v 70. letech a nadále se na ní zlepšuje.
v současné době jsou jejich membrány navrženy pro dvacetiletou (20) životnost při 100% pracovním cyklu (v protipožárním průmyslu Používáme membránu při nejvýše 10% pracovním cyklu). Náklady na výměnu membrány činí nejvýše 25% nákladů na generátor dusíku. Dále, práce zapojená do výměny dusíkaté membrány v terénu je minimální a může být provedena do jedné hodiny montérem protipožárního postřikovače, aby se jednotka vrátila do provozu a systém požární ochrany zpět do provozu.
adsorpce tlakového výkyvu (PSA): většina výrobců PSA uvádí, že materiál CMS má při správné údržbě a filtraci vzduchu typickou životnost 20+ let. Není však jasné, zda výměnu CMS může provádět personál na místě, nebo zda vyžaduje, aby zástupce výrobce provedl výměnu. Práce by zahrnovala demontáž dvou adsorpčních sloupců, odstranění starého materiálu CMS a opětovné zabalení sloupců do původních specifikací novým materiálem CMS.
přebalené kolony by pak musely být testovány, aby se zajistilo správné oddělení plynu. Jedná se o cvičení náročné na práci, které musí být provedeno, když je jednotka mimo provoz, což má za následek ztrátu dozorového plynu do suchých a předběžných hasicích systémů. Kromě materiálu CMS přidává přidaná složitost generátorů PSA do zařízení další body selhání, a to jak na řídicím zařízení, tak na automatizovaných ventilech, které přepínají tok mezi dvěma adsorpčními sloupci. Jakékoli selhání těchto komponent by mělo za následek, že systém bude mimo provoz.
existuje rozdíl v rychlosti výroby nebo čistotě plynu mezi dvěma typy generátorů dusíku?
membrány pro separaci dusíku mohou obvykle produkovat dusík při čistotě až 99,5%, zatímco generátory dusíku PSA mohou dosáhnout čistoty až 99,9995%. Realisticky rozdíl v potenciální čistotě mezi těmito dvěma nemá žádný význam v průmyslu protipožárních postřikovačů, kde se 98% čistota dusíku stala průmyslovým standardem pro kontrolu koroze.
stejně jako u vzduchových kompresorů přicházejí generátory dusíku v široké škále modelů s rozdílnou rychlostí produkce dusíku. ECS má řadu osmi (8) generátorů dusíku, které splňují širokou škálu aplikací, od jediného malého suchého potrubního systému až po zařízení chráněné systémy 25+, které jsou napájeny jediným generátorem dusíku. ECS bere v úvahu jak NFPA 13 a NFPA 25 přípustné míry úniku při dimenzování svých generátorů, aby bylo zajištěno, že budou vždy držet krok s poptávkou po systému.