ہوا کے علیحدگی اکائی کی توانائی کے استعمال کی بہتری

بہترین کنٹرول کی حکمت عملیاں ہوا الگ کرنے کی اکائیاں

ایڈاپٹو کنٹرول سسٹمز کے ذریعے ڈائنامک لوڈ میچنگ

ہوا الگ کرنے کی اکائیاں (ASUs) عام طور پر جب یہ مستقل سیٹنگز پر کام کر رہے ہوتے ہیں اور گیس کی طلب ان کے اردگرد تبدیل ہو رہی ہوتی ہے تو وہ بہت زیادہ توانائی ضائع کر دیتے ہیں۔ حل؟ موافقت پذیر کنٹرول سسٹم اس مسئلے کو دور کرنے کے لیے آگے آتے ہیں، جو کمپریسر کی رفتار، والو کی پوزیشنز، اور مختلف تقطیر کے عوامل سمیت دیگر اشیاء میں لگاتار ایڈجسٹمنٹ کرتے ہیں، جو حقیقی وقت کے سینسر کے اعدادوشمار کی بنیاد پر کی جاتی ہیں۔ اس میں آکسیجن اور نائٹروجن کی ضروریات، باہر کا درجہ حرارت، اور حتی داخل ہونے والی ہوا کی معیار کا بھی تعاقب شامل ہے۔ جب طلب کم ہو جاتی ہے، تو یہ ذہین سسٹم تقطیر کے کالم میں داخل ہونے والی ہوا کے بہاؤ کو کم کر دیتے ہیں، لیکن پیداوار کی خالصی کو قابلِ قبول سطح پر برقرار رکھتے ہیں۔ 2023ء کے حالیہ تحقیق کے مطابق جو کرائو جینک عمل کے بارے میں ہے، اس طریقہ کار سے کمپریسر کے بوجھ میں 12% سے 18% تک کمی آ سکتی ہے۔ یہ روایتی صنعتی طریقہ کار سے بہتر ہے جو اکثر ضائع ہونے والی توانائی کے اخراجات کو 20% سے لے کر 30% تک پہنچا دیتا ہے، کیونکہ اس میں ضرورت سے زیادہ پیداوار کی جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، ان میں خودکار ایڈجسٹ کرنے والے الگورتھم بھی مضبوطی سے درج ہیں جو آلات پر پہنچنے والے استعمال اور موسمی تبدیلیوں کو سنبھالتے ہیں، تاکہ آپریٹرز کو صرف اچھی کارکردگی برقرار رکھنے کے لیے سیٹنگز کو بار بار دستی طور پر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت نہ پڑے۔

حقیقی وقت میں توانائی کے بارے میں آگاہ ایس یو آپریشن کے لیے ماڈل پر مبنی پیشگوئی کنٹرول

ماڈل پر مبنی پیشگوئی کنٹرول (ایم پی سی) صرف ردعمل کے انتظام سے آگے بڑھ کر طبیعیات پر مبنی ڈیجیٹل ٹوئنز کا استعمال کرتا ہے تاکہ ایس یو کے رویے کی 15–30 منٹ آگے تک شبیہ کاری کی جا سکے۔ یہ متغیر ان پٹس—فیڈ ہوا کی نمی، ٹربائن کے خارجی درجہ حرارت، اور استعمال کے وقت کے مطابق بجلی کے قیمتی ٹیرف—کو پروسیس کرتا ہے تاکہ درج ذیل کے لیے بہترین سیٹ پوائنٹس کا حساب لگایا جا سکے:

• کرائوجینک کمپریسر ڈسچارج دباؤ
• ایکسپینڈر بائی پاس والو کی پوزیشنز
• موئی لیکوئڈ کی پیداوار کے تناسب

2022 میں 37 صنعتی ہوا کے علیحدگی کے اکائیوں کا جائزہ لینے سے پتہ چلا کہ ماڈل پر مبنی پیش گوئانہ کنٹرول (MPC) نے آکسیجن کی پیداوار کے ہر Nm³ کے لیے تقریباً 0.12 سے 0.25 کلو واٹ گھنٹہ تک توانائی کے استعمال میں کمی کی۔ اسی مطالعے میں یہ بھی درج کیا گیا کہ اس طریقہ کار کے استعمال سے پیداوار میں تبدیلیاں تقریباً 40 فیصد تیزی سے واقع ہوتی ہیں۔ MPC کو منفرد بنانے والی بات یہ ہے کہ یہ مسائل کو ان کے وقوع پذیر ہونے سے پہلے ہی پیش گوئی کر لیتا ہے۔ مثال کے طور پر، بلیسٹ فرنیس سے آکسیجن کی مانگ میں اچانک اضافے کے دوران روایتی نظام اکثر مصنوعات کی خالصی کو مستحکم رکھنے میں دشواری کا شکار ہو جاتے ہیں۔ لیکن MPC ان حالات کو ہموار طریقے سے سنبھال لیتا ہے، جس سے توانائی کھینچنے والے بحالی کے عمل کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے۔ اس قسم کے آگے سوچنے کا انداز آپریٹرز کو ایک ایسی صلاحیت فراہم کرتا ہے جو عام PID کنٹرولرز کے بارے میں کہی جانے والی باتوں سے کہیں زیادہ ہے، جب بات سامانی نظام کی کارکردگی کے مجموعی انتظام کی ہو۔

ہوا کے علیحدگی کے اکائیوں میں ہوا کے کمپریسر کی کارکردگی میں بہتری

کمپریسڈ ائیر سسٹم کل ASU توانائی کے اخراجات کا تقریباً 70 فیصد بنتے ہیں—جس کی وجہ سے کمپریسر کی بہتری کارکردگی میں اضافے کے لیے بنیادی اہمیت رکھتی ہے۔ تین ثابت شدہ حکمت عملیاں قابلِ پیمائش اثرات فراہم کرتی ہیں:

متغیر رفتار ڈرائیوز اور سسٹم وائیڈ دباؤ کے نقصان میں کمی

مستقل رفتار کے کمپریسرز سے متغیر رفتار ڈرائیوز پر منتقلی سے موٹرز اپنا آؤٹ پٹ کسی بھی لمحے درکار مقدار کے مطابق ایڈجسٹ کر سکتی ہیں۔ جب اس طریقہ کار کو نظام بھر میں دباؤ کے نقصانات کو کم کرنے کی کوششوں کے ساتھ ملا دیا جائے تو اس سے قابلِ ذکر فرق پیدا ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، اعلیٰ کارکردگی والے الومینیم پائپ لگانا ہوا کی رفتار کو 6 میٹر فی سیکنڈ سے کم رکھنے میں مدد دیتا ہے۔ اس کے علاوہ، اُلٹرا ساؤنڈ لیک ڈیٹیکشن پروگرامز بھی قابلِ ذکر ہیں جو ان پوشیدہ نقصانات کا مقابلہ کرتے ہیں جو غیر موثر طریقے سے چلنے والے نظاموں میں ضائع ہونے والی توانائی کا تقریباً 25 فیصد حصہ بناتے ہیں۔ ہر درخواست کی اصل ضروریات کے مطابق چھوٹے لیکن عقلمند دباؤ کے ایڈجسٹمنٹس کرنا اس تصویر کو مکمل کرتا ہے۔ 2023 کی حالیہ مطالعات کے مطابق جو کمپریسر کی کارکردگی پر مرکوز تھیں، ان مشترکہ حکمت عملیوں سے بجلی کی کھپت میں 12 فیصد سے 18 فیصد تک کمی لا سکتے ہیں۔

کیس اسٹڈی: ٹوئن-اسکرول کمپریسر کا اپ گریڈ جس نے 22 فیصد توانائی کی بچت حاصل کی

ایک معروف صنعتی تیار کنندہ نے پرانی یونٹس کو VSD سے لیس ٹوئن اسکرول کمپریسرز کے ساتھ تبدیل کر دیا، جو IoT سے فراہم شدہ مرکزی کنٹرولرز کے ساتھ ضم ہو چکے ہیں۔ اس ریٹرو فٹ کے نتائج درج ذیل تھے:

اس منصوبے سے یہ تصدیق ہوتی ہے کہ حکمت عملی کے مطابق ریٹرو فٹس، ASUs کی ذاتی توانائی کی شدت کو دور کر سکتے ہیں— بغیر مصنوعات کی خالصی یا قابل اعتمادی کو متاثر کیے۔

ہوا کے علیحدگی اکائیوں کے لیے سرد باکس اور ترپیدی کی بہترین کارکردگی

درست درجہ حرارت کے پروفائل کو موزوں بنانے کے ذریعے جول-تھامسن اثر کو بڑھانا

سردکاری کی کارکردگی واقعی طور پر ایک ایسی چیز کو منظم کرنے پر منحصر ہوتی ہے جسے جول-تھامسن اثر کہا جاتا ہے، جو بنیادی طور پر یہ بیان کرتا ہے کہ گیسیں اپنی مجموعی حرارتی مواد کو تبدیل کیے بغیر پھیلنے پر کیسے ٹھنڈی ہوتی ہیں۔ جب سرد باکس کے مختلف حصوں کے درمیان درجہ حرارت کے غیر یکساں فرق موجود ہوتے ہیں تو کمپریسرز کو ضرورت سے زیادہ مشقت کرنا پڑتی ہے، جس کی وجہ سے توانائی کی خوراک میں تقریباً 15 سے لے کر شاید 30 فیصد تک اضافہ ہو جاتا ہے۔ نئی سردکاری کی ترتیبات ان مسائل کا مقابلہ جاری درجہ حرارت کی جانچ اور انٹیلی جنٹ والوز کے ذریعے کرتی ہیں جو اندر کی صورتحال کے مطابق خود کو ایڈجسٹ کرتی ہیں۔ یہ نظام مستقل طور پر حرارتی تبادلہ کرنے والے آلات اور تقطیر کے ٹاورز جیسے مختلف حصوں میں دباؤ اور درجہ حرارت کے رشتے کو ہم آہنگ کرتا رہتا ہے۔ نتیجہ؟ نائٹروجن سے بھرپور علاقوں کے لیے ضرورت سے کم سردکاری، جبکہ آکسیجن کے راستوں کے لیے مناسب درجہ حرارت برقرار رکھنا، جو پورے نظام کو ہموار طریقے سے چلانے میں مدد دیتا ہے اور مصنوعات کی خالصی برقرار رکھنے کے لیے مسلسل ایڈجسٹمنٹس کی ضرورت کو ختم کر دیتا ہے۔

نتائج میں کمپریسر کے بوجھ میں کمی، حرارتی سائیکلنگ کے کم ہونے کی وجہ سے آلات کی عمر میں اضافہ، اور مصنوعات کی معیاری مستقل نوعیت شامل ہیں۔ درست تنظیم سے تریاکی توانائی کی طلب 18–22% تک کم ہو جاتی ہے، جبکہ مسلسل کیلیبریشن مختلف بوجھ کی صورت میں بھی عروج کے کارکردگی کو برقرار رکھتی ہے—جس سے براہ راست بجلی کے اخراجات اور کاربن اخراج میں کمی آتی ہے۔

ہوا الگ کرنے والی اکائیوں کے لیے جامع توانائی کی نگرانی اور بنیادی معیارات کا تعین

ای ایس یوز (ASUs) پر توانائی کی نگرانی آپریشنز کو صرف مسائل کے پیش آنے پر ان کی مرمت تک محدود رکھنے کی بجائے، بہتر منصوبہ بندی کے ذریعے ان کی روک تھام کی طرف منتقل کرتی ہے۔ جب کمپنیاں کمپریسرز، ایکسپینڈرز اور ان بڑے ڈسٹلیشن کالمز جیسے اہم آلات پر سب میٹرز لگاتی ہیں، تو یہ تفصیلی کارکردگی کے ریکارڈز تیار کرتی ہیں جو ظاہر کرتے ہیں کہ توانائی کہاں ضائع ہو رہی ہے، جبکہ کوئی اس پر توجہ نہیں دے رہا ہوتا۔ اس بات پر غور کریں کہ مشینیں بہت زیادہ بار بند اور چالو ہو رہی ہیں یا حرارتی مبادلے (ہیٹ ایکسچینجرز) وقتاً فوقتاً گندے ہو جاتے ہیں۔ حقیقی وقتی ڈیش بورڈز آپریٹرز کو یہ دکھاتے ہیں کہ مختلف عملیات کتنی بجلی استعمال کر رہے ہیں اور ان سے کتنی مقدار میں مصنوعات حاصل ہو رہی ہیں، تاکہ جب بجلی کی قیمتیں بلند ہوں تو فوری ایڈجسٹمنٹ کی جا سکے۔ ماضی کے ڈیٹا کا جائزہ لینے سے موسمی تبدیلیوں کے دوران باقاعدہ تبدیلیوں کو پہچانا جا سکتا ہے، اور اسمارٹ سافٹ ویئر ممکنہ خرابیوں کے بارے میں انتباہ دینا شروع کر دیتا ہے، بہت پہلے کہ یہ مسائل اچانک توانائی کے استعمال میں بہت زیادہ اضافہ کر دیں۔

یہ دیکھنا کہ سہولیات ISO 50001 کے معیارات یا اپنے ماضی کے ریکارڈز کے مقابلے میں کتنی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں، حقیقی بہتریوں کو ناپنے میں مدد دیتا ہے۔ زیادہ تر پلانٹس میں ان تبدیلیوں کو نافذ کرنے کے بعد توانائی کے استعمال میں تقریباً 15 سے 20 فیصد تک کمی آتی ہے، اور عام طور پر انہیں تقریباً 18 ماہ کے اندر اپنی سرمایہ کاری واپس حاصل ہو جاتی ہے۔ پونیمون انسٹی ٹیوٹ کی تحقیقات سے پتہ چلتا ہے کہ اس قسم کے پروٹوکولز کی پیروی کرنے سے غیر متوقع سامان کی خرابیوں میں تقریباً 30 فیصد تک کمی آ سکتی ہے، جس سے کمپنیوں کو صرف بجلی کے بلز پر سالانہ تقریباً سات لاکھ چالیس ہزار ڈالر کی بچت ہوتی ہے۔ اگر کمپنیاں چاہتی ہیں کہ یہ بہتریاں مستقل بنی رہیں تو انہیں آپریٹرز کو تربیتی سیشنز میں یہ سکھانا ضروری ہے کہ کون سے طریقے سب سے مؤثر ہیں۔ واضح اہداف مقرر کرنا، جیسے ہر ٹن مائع آکسیجن پیدا کرنے کے لیے درکار کلوواٹ گھنٹوں کا ٹریک رکھنا، ہر کسی کو ایک مخصوص مقصد کی طرف کام کرنے کا موقع فراہم کرتا ہے اور یہ دیکھنا آسان بناتا ہے کہ وقتاً فوقتاً کارکردگی میں مزید بہتری کا کہاں موقع ہے۔

فیک کی بات

ASUs میں توانائی کی کارکردگی کیوں انتہائی اہم ہے؟

انرجی کی موثریت اہم ہے کیونکہ یہ آپریٹنگ لاگت کو کم کرتی ہے، ماحولیاتی اثرات کو کم سے کم کرتی ہے، اور ہوا کے علیحدگی کے عمل میں پائیداری کو بڑھاتی ہے۔

ایڈاپٹیو کنٹرول سسٹم اے ایس یو کے آپریشنز کو کیسے بہتر بناتے ہیں؟

ایڈاپٹیو کنٹرول سسٹم لائیو سینسر ڈیٹا کی بنیاد پر کمپریسر کی رفتار اور دیگر آپریشنل سیٹنگز میں حقیقی وقت میں ایڈجسٹمنٹ کرتے ہیں تاکہ مصنوعات کی خالصی برقرار رکھی جا سکے اور انرجی کے ضیاع کو کم کیا جا سکے۔

ماڈل پریڈیکٹو کنٹرول (ایم پی سی) اے ایس یوز کو کیسے فائدہ پہنچاتا ہے؟

ایم پی سی نظام کے رویے کو دریافت کرکے آپریشنل مسائل کی پیش بینی کرتا ہے اور انرجی کے استعمال کو کم کرنے اور عمل کی ردعمل کو بہتر بنانے کے لیے آپریشنل سیٹ پوائنٹس کو بہتر بناتا ہے۔

کمپریسر کی موثریت میں ویری ایبل اسپیڈ ڈرائیوز کا کیا کردار ہوتا ہے؟

ویری ایبل اسپیڈ ڈرائیوز کمپریسرز کو طلب کے مطابق موٹر کی آؤٹ پٹ کو ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جس سے انرجی کے ضیاع کو کم کیا جاتا ہے اور کمپریسر کی موثریت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔

کیا ہیں ہوا الگ کرنے کی اکائیاں (ASUs)؟

ہوا کے علیحدگی کے یونٹ (ایس یو) صنعتی سہولیات ہیں جو فضا کو اس کے بنیادی اجزاء، خاص طور پر آکسیجن اور نائٹروجن میں کرائو جینک ڈسٹلیشن کے عمل کے ذریعے علیحدہ کرتی ہیں۔