লেখক: লুকাস বিজিকলি, প্রোডাক্ট পোর্টফোলিও ম্যানেজার, ইন্টিগ্রেটেড গিয়ার ড্রাইভস, গবেষণা ও উন্নয়ন CO2 কম্প্রেশন এবং হিট পাম্পস, সিমেন্স এনার্জি।
বহু বছর ধরে, ইন্টিগ্রেটেড গিয়ার কম্প্রেসার (IGC) বায়ু বিচ্ছেদ প্ল্যান্টের জন্য পছন্দের প্রযুক্তি। এটি মূলত তাদের উচ্চ দক্ষতার কারণে, যা সরাসরি অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং নিষ্ক্রিয় গ্যাসের খরচ কমিয়ে আনে। তবে, ডিকার্বনাইজেশনের উপর ক্রমবর্ধমান মনোযোগ আইপিসির উপর নতুন চাহিদা তৈরি করে, বিশেষ করে দক্ষতা এবং নিয়ন্ত্রক নমনীয়তার ক্ষেত্রে। প্ল্যান্ট অপারেটরদের জন্য, বিশেষ করে ছোট এবং মাঝারি আকারের উদ্যোগগুলিতে, মূলধন ব্যয় একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে।
গত কয়েক বছর ধরে, সিমেন্স এনার্জি বায়ু বিচ্ছেদ বাজারের পরিবর্তিত চাহিদা মেটাতে IGC সক্ষমতা সম্প্রসারণের লক্ষ্যে বেশ কয়েকটি গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) প্রকল্প শুরু করেছে। এই নিবন্ধটি আমাদের করা কিছু নির্দিষ্ট নকশার উন্নতি তুলে ধরে এবং আলোচনা করে যে কীভাবে এই পরিবর্তনগুলি আমাদের গ্রাহকদের খরচ এবং কার্বন হ্রাস লক্ষ্য পূরণে সহায়তা করতে পারে।
আজকাল বেশিরভাগ বায়ু বিচ্ছেদ ইউনিট দুটি কম্প্রেসার দিয়ে সজ্জিত: একটি প্রধান বায়ু সংকোচকারী (MAC) এবং একটি বুস্ট এয়ার সংকোচকারী (BAC)। প্রধান বায়ু সংকোচকারী সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় চাপ থেকে প্রায় 6 বার পর্যন্ত সমগ্র বায়ু প্রবাহকে সংকুচিত করে। এই প্রবাহের একটি অংশকে BAC-তে আরও সংকুচিত করে 60 বার পর্যন্ত চাপ দেওয়া হয়।
শক্তির উৎসের উপর নির্ভর করে, কম্প্রেসার সাধারণত একটি স্টিম টারবাইন বা বৈদ্যুতিক মোটর দ্বারা চালিত হয়। স্টিম টারবাইন ব্যবহার করার সময়, উভয় কম্প্রেসার একই টারবাইন দ্বারা জোড়া শ্যাফ্ট প্রান্তের মাধ্যমে চালিত হয়। ক্লাসিক্যাল স্কিমে, স্টিম টারবাইন এবং HAC এর মধ্যে একটি মধ্যবর্তী গিয়ার ইনস্টল করা হয় (চিত্র 1)।
বৈদ্যুতিকভাবে চালিত এবং বাষ্প টারবাইন চালিত উভয় সিস্টেমেই, কম্প্রেসার দক্ষতা ডিকার্বনাইজেশনের জন্য একটি শক্তিশালী লিভার কারণ এটি সরাসরি ইউনিটের শক্তি খরচের উপর প্রভাব ফেলে। এটি বিশেষ করে বাষ্প টারবাইন দ্বারা চালিত MGP-এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ বাষ্প উৎপাদনের জন্য বেশিরভাগ তাপ জীবাশ্ম জ্বালানি-চালিত বয়লার থেকে পাওয়া যায়।
যদিও বৈদ্যুতিক মোটরগুলি স্টিম টারবাইন ড্রাইভের জন্য একটি পরিবেশবান্ধব বিকল্প প্রদান করে, তবুও প্রায়শই নিয়ন্ত্রণ নমনীয়তার প্রয়োজন বেশি থাকে। আজকাল নির্মিত অনেক আধুনিক বায়ু পৃথকীকরণ কেন্দ্র গ্রিড-সংযুক্ত এবং উচ্চ স্তরের পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির ব্যবহার রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, অস্ট্রেলিয়ায় বেশ কয়েকটি সবুজ অ্যামোনিয়া প্ল্যান্ট তৈরির পরিকল্পনা রয়েছে যা অ্যামোনিয়া সংশ্লেষণের জন্য নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য বায়ু পৃথকীকরণ ইউনিট (ASU) ব্যবহার করবে এবং কাছাকাছি বায়ু এবং সৌর খামার থেকে বিদ্যুৎ গ্রহণ করবে বলে আশা করা হচ্ছে। এই প্ল্যান্টগুলিতে, বিদ্যুৎ উৎপাদনে প্রাকৃতিক ওঠানামার ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য নিয়ন্ত্রক নমনীয়তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সিমেন্স এনার্জি ১৯৪৮ সালে প্রথম আইজিসি (পূর্বে ভিকে নামে পরিচিত) তৈরি করে। বর্তমানে কোম্পানিটি বিশ্বব্যাপী ২,৩০০টিরও বেশি ইউনিট উৎপাদন করে, যার মধ্যে অনেকগুলি ৪০০,০০০ ঘনমিটার/ঘন্টার বেশি প্রবাহ হারের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। আমাদের আধুনিক এমজিপিগুলির একটি ভবনে প্রতি ঘন্টায় ১.২ মিলিয়ন ঘনমিটার পর্যন্ত প্রবাহ হার রয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে একক-পর্যায়ের সংস্করণে ২.৫ বা তার বেশি চাপ অনুপাত সহ কনসোল কম্প্রেসারের গিয়ারলেস সংস্করণ এবং সিরিয়াল সংস্করণে ৬ পর্যন্ত চাপ অনুপাত।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, IGC দক্ষতা, নিয়ন্ত্রক নমনীয়তা এবং মূলধন ব্যয়ের ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটাতে, আমরা কিছু উল্লেখযোগ্য নকশার উন্নতি করেছি, যার সারসংক্ষেপ নীচে দেওয়া হল।
প্রথম MAC পর্যায়ে সাধারণত ব্যবহৃত বেশ কয়েকটি ইম্পেলারের পরিবর্তনশীল দক্ষতা ব্লেড জ্যামিতির পরিবর্তনের মাধ্যমে বৃদ্ধি করা হয়। এই নতুন ইম্পেলারের সাহায্যে, প্রচলিত LS ডিফিউজারগুলির সাথে মিলিত হয়ে 89% পর্যন্ত পরিবর্তনশীল দক্ষতা এবং নতুন প্রজন্মের হাইব্রিড ডিফিউজারগুলির সাথে মিলিত হয়ে 90% এরও বেশি অর্জন করা যেতে পারে।
এছাড়াও, ইম্পেলারের ম্যাক সংখ্যা ১.৩ এর চেয়ে বেশি, যা প্রথম পর্যায়ে উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং সংকোচন অনুপাত প্রদান করে। এটি তিন-পর্যায়ের MAC সিস্টেমে গিয়ারগুলিকে যে শক্তি প্রেরণ করতে হয় তাও হ্রাস করে, যার ফলে প্রথম পর্যায়ে ছোট ব্যাসের গিয়ার এবং সরাসরি ড্রাইভ গিয়ারবক্স ব্যবহারের অনুমতি দেওয়া হয়।
ঐতিহ্যবাহী পূর্ণ-দৈর্ঘ্যের LS ভেন ডিফিউজারটির তুলনায়, পরবর্তী প্রজন্মের হাইব্রিড ডিফিউজারটির স্টেজ দক্ষতা ২.৫% এবং নিয়ন্ত্রণ ফ্যাক্টর ৩% বৃদ্ধি পেয়েছে। এই বৃদ্ধি ব্লেডগুলিকে মিশ্রিত করে অর্জন করা হয় (অর্থাৎ ব্লেডগুলিকে পূর্ণ-উচ্চতা এবং আংশিক-উচ্চতা বিভাগে বিভক্ত করা হয়)। এই কনফিগারেশনে
ইমপেলার এবং ডিফিউজারের মধ্যে প্রবাহ আউটপুট ব্লেডের উচ্চতার একটি অংশ দ্বারা হ্রাস পায় যা প্রচলিত LS ডিফিউজারের ব্লেডের তুলনায় ইমপেলারের কাছাকাছি অবস্থিত। একটি প্রচলিত LS ডিফিউজারের মতো, পূর্ণ-দৈর্ঘ্যের ব্লেডের অগ্রভাগগুলি ইমপেলার থেকে সমান দূরত্বে থাকে যাতে ইমপেলার-ডিফিউজারের মিথস্ক্রিয়া এড়ানো যায় যা ব্লেডের ক্ষতি করতে পারে।
ইম্পেলারের কাছাকাছি ব্লেডের উচ্চতা আংশিকভাবে বৃদ্ধি করলে পালসেশন জোনের কাছাকাছি প্রবাহের দিকও উন্নত হয়। যেহেতু পূর্ণ-দৈর্ঘ্যের ভ্যান অংশের অগ্রভাগের ব্যাস প্রচলিত LS ডিফিউজার হিসাবে একই থাকে, তাই থ্রটল লাইনটি প্রভাবিত হয় না, যার ফলে অ্যাপ্লিকেশন এবং টিউনিংয়ের বিস্তৃত পরিসর সম্ভব হয়।
জল ইনজেকশনের মাধ্যমে সাকশন টিউবের বায়ু প্রবাহে জলের ফোঁটা ইনজেক্ট করা হয়। ফোঁটাগুলি বাষ্পীভূত হয় এবং প্রক্রিয়া গ্যাস প্রবাহ থেকে তাপ শোষণ করে, যার ফলে ইনলেট তাপমাত্রা সংকোচনের পর্যায়ে হ্রাস পায়। এর ফলে আইসেন্ট্রপিক পাওয়ারের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস পায় এবং 1% এরও বেশি দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।
গিয়ার শ্যাফ্ট শক্ত করার ফলে আপনি প্রতি ইউনিট এলাকায় অনুমোদিত চাপ বৃদ্ধি করতে পারবেন, যা আপনাকে দাঁতের প্রস্থ কমাতে সাহায্য করবে। এটি গিয়ারবক্সে যান্ত্রিক ক্ষতি 25% পর্যন্ত হ্রাস করে, যার ফলে সামগ্রিক দক্ষতা 0.5% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এছাড়াও, বড় গিয়ারবক্সে কম ধাতু ব্যবহার করা হয় বলে প্রধান কম্প্রেসারের খরচ 1% পর্যন্ত হ্রাস করা যেতে পারে।
এই ইমপেলারটি ০.২৫ পর্যন্ত প্রবাহ সহগ (φ) দিয়ে কাজ করতে পারে এবং ৬৫ ডিগ্রি ইমপেলারের তুলনায় ৬% বেশি হেড প্রদান করে। এছাড়াও, প্রবাহ সহগ ০.২৫ এ পৌঁছায় এবং IGC মেশিনের দ্বি-প্রবাহ নকশায়, আয়তনের প্রবাহ ১.২ মিলিয়ন m3/h এমনকি ২.৪ মিলিয়ন m3/h পর্যন্ত পৌঁছায়।
উচ্চতর phi মান একই আয়তনের প্রবাহে একটি ছোট ব্যাসের ইমপেলার ব্যবহারের অনুমতি দেয়, যার ফলে প্রধান সংকোচকারীর খরচ 4% পর্যন্ত হ্রাস পায়। প্রথম পর্যায়ের ইমপেলারের ব্যাস আরও কমানো যেতে পারে।
৭৫° ইমপেলার ডিফ্লেকশন কোণ দ্বারা উচ্চতর হেড অর্জন করা হয়, যা আউটলেটে পরিধিগত বেগ উপাদান বৃদ্ধি করে এবং এইভাবে অয়লারের সমীকরণ অনুসারে উচ্চতর হেড প্রদান করে।
উচ্চ-গতি এবং উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ইম্পেলারের তুলনায়, ভলিউটে বেশি ক্ষতির কারণে ইম্পেলারের দক্ষতা কিছুটা হ্রাস পায়। মাঝারি আকারের শামুক ব্যবহার করে এটি ক্ষতিপূরণ করা যেতে পারে। তবে, এই ভলিউটগুলি ছাড়াও, 1.0 এর ম্যাক সংখ্যা এবং 0.24 এর প্রবাহ সহগের মাধ্যমে 87% পর্যন্ত পরিবর্তনশীল দক্ষতা অর্জন করা যেতে পারে।
ছোট ভলিউট আপনাকে বড় গিয়ারের ব্যাস কমিয়ে দিলে অন্যান্য ভলিউটের সাথে সংঘর্ষ এড়াতে সাহায্য করে। অপারেটররা সর্বোচ্চ অনুমোদিত গিয়ার গতি অতিক্রম না করে 6-পোল মোটর থেকে উচ্চ-গতির 4-পোল মোটরে (1000 rpm থেকে 1500 rpm) স্যুইচ করে খরচ বাঁচাতে পারে। উপরন্তু, এটি হেলিকাল এবং বড় গিয়ারের জন্য উপাদান খরচ কমাতে পারে।
সামগ্রিকভাবে, প্রধান কম্প্রেসার মূলধন খরচে 2% পর্যন্ত সাশ্রয় করতে পারে, এবং ইঞ্জিন মূলধন খরচেও 2% সাশ্রয় করতে পারে। যেহেতু কমপ্যাক্ট ভলিউটগুলি কিছুটা কম দক্ষ, তাই এগুলি ব্যবহারের সিদ্ধান্ত মূলত ক্লায়েন্টের অগ্রাধিকারের উপর (ব্যয় বনাম দক্ষতা) নির্ভর করে এবং প্রকল্প-ভিত্তিক ভিত্তিতে মূল্যায়ন করা আবশ্যক।
নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা বৃদ্ধির জন্য, IGV একাধিক পর্যায়ের সামনে স্থাপন করা যেতে পারে। এটি পূর্ববর্তী IGC প্রকল্পগুলির সম্পূর্ণ বিপরীত, যেখানে শুধুমাত্র প্রথম পর্যায়ের IGV অন্তর্ভুক্ত ছিল।
IGC-এর পূর্ববর্তী পুনরাবৃত্তিগুলিতে, ঘূর্ণি সহগ (অর্থাৎ, দ্বিতীয় IGV-এর কোণকে প্রথম IGV1-এর কোণ দ্বারা ভাগ করা হয়) স্থির ছিল, প্রবাহটি সামনের দিকে (কোণ > 0°, হ্রাসকারী মাথা) নাকি বিপরীত ঘূর্ণি (কোণ < 0)। °, চাপ বৃদ্ধি পায় তা নির্বিশেষে। এটি ক্ষতিকর কারণ কোণের চিহ্ন ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক ঘূর্ণির মধ্যে পরিবর্তিত হয়।
নতুন কনফিগারেশনটি মেশিনটি ফরোয়ার্ড এবং রিভার্স ভর্টেক্স মোডে থাকাকালীন দুটি ভিন্ন ভর্টেক্স অনুপাত ব্যবহার করার অনুমতি দেয়, যার ফলে ধ্রুবক দক্ষতা বজায় রেখে নিয়ন্ত্রণ পরিসর 4% বৃদ্ধি পায়।
BAC-তে সাধারণত ব্যবহৃত ইমপেলারের জন্য একটি LS ডিফিউজার অন্তর্ভুক্ত করে, মাল্টি-স্টেজ দক্ষতা 89% পর্যন্ত বৃদ্ধি করা যেতে পারে। এটি, অন্যান্য দক্ষতা উন্নতির সাথে মিলিত হয়ে, সামগ্রিক ট্রেনের দক্ষতা বজায় রেখে BAC পর্যায়ের সংখ্যা হ্রাস করে। পর্যায়ের সংখ্যা হ্রাস করার ফলে একটি ইন্টারকুলার, সংশ্লিষ্ট প্রক্রিয়া গ্যাস পাইপিং এবং রটার এবং স্টেটর উপাদানের প্রয়োজন হয় না, যার ফলে 10% খরচ সাশ্রয় হয়। অতিরিক্তভাবে, অনেক ক্ষেত্রে একটি মেশিনে প্রধান এয়ার কম্প্রেসার এবং বুস্টার কম্প্রেসার একত্রিত করা সম্ভব।
আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, স্টিম টারবাইন এবং VAC-এর মধ্যে সাধারণত একটি মধ্যবর্তী গিয়ারের প্রয়োজন হয়। সিমেন্স এনার্জির নতুন IGC ডিজাইনের সাহায্যে, এই আইডলার গিয়ারটি পিনিয়ন শ্যাফ্ট এবং বড় গিয়ারের (৪টি গিয়ার) মধ্যে একটি আইডলার শ্যাফ্ট যুক্ত করে গিয়ারবক্সে সংহত করা যেতে পারে। এটি মোট লাইন খরচ (প্রধান কম্প্রেসার এবং সহায়ক সরঞ্জাম) ৪% পর্যন্ত কমাতে পারে।
অতিরিক্তভাবে, বৃহৎ প্রধান এয়ার কম্প্রেসারগুলিতে (যদি ভলিউট সংঘর্ষের সম্ভাবনা থাকে বা সর্বোচ্চ অনুমোদিত পিনিয়ন গতি হ্রাস করা হয়) 6-পোল থেকে 4-পোল মোটরে স্যুইচ করার জন্য 4-পিনিয়ন গিয়ারগুলি কমপ্যাক্ট স্ক্রোল মোটরের একটি আরও কার্যকর বিকল্প।
শিল্প ডিকার্বনাইজেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বেশ কয়েকটি বাজারেও তাদের ব্যবহার ক্রমশ সাধারণ হয়ে উঠছে, যার মধ্যে রয়েছে তাপ পাম্প এবং বাষ্প সংকোচন, সেইসাথে কার্বন ক্যাপচার, ব্যবহার এবং সঞ্চয় (CCUS) উন্নয়নে CO2 সংকোচন।
সিমেন্স এনার্জির আইজিসি ডিজাইন এবং পরিচালনার দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে। উপরোক্ত (এবং অন্যান্য) গবেষণা ও উন্নয়ন প্রচেষ্টার প্রমাণ অনুসারে, আমরা অনন্য প্রয়োগের চাহিদা পূরণের জন্য এবং কম খরচ, বর্ধিত দক্ষতা এবং বর্ধিত স্থায়িত্বের জন্য ক্রমবর্ধমান বাজার চাহিদা মেটাতে এই মেশিনগুলি ক্রমাগত উদ্ভাবনের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। KT2


পোস্টের সময়: এপ্রিল-২৮-২০২৪