Insinööriopiskelijana tai insinöörinä tiedät, että jalostamoilla ja kemiantehtailla on monia tärkeitä prosesseja ja järjestelmiä, jotka pitävät ne käynnissä.
Yksi tärkeimmistä on akun rajat.
Tämä on alue, joka sisältää prosessointiyksikön tai yksiköiden ryhmän sekä niihin liittyvät apuohjelmat ja palvelut.
Nykypäivän nopeatempoisessa maailmassa, jossa energian tarve kasvaa, on yhä tärkeämpää pystyä hallitsemaan ja optimoimaan akkurajoja.
Tämä artikkeli kertoo sinulle kaiken, mitä sinun tulee tietää akun rajoituksista ja niiden merkityksestä tekniikan maailmassa, aina akun suorituskykyyn vaikuttavista tekijöistä energian lisäämiseen.
Sukellaan siis sisään ja opimme lisää akun rajoitusten jännittävästä maailmasta.
Johdatus akkurajoihin
Muodollinen määritelmä:
Jalostamon tai kemian tehtaan alue, joka sisältää prosessointiyksikön tai yksiköiden akun sekä niihin liittyvät apuohjelmat ja palvelut.
Akkurajoitukset ovat tärkeä osa sitä, miten jalostamot, kemiantehtaat ja muut tehtaat suunnitellaan, rakennetaan, ajetaan, ylläpidetään ja pidetään turvassa.
Tässä artikkelissa puhumme siitä, mitä akun rajoitukset ovat, miten ne toimivat eri alueilla ja miksi ne ovat tärkeitä suunnittelussa.
Mitkä ovat akun rajat?
Akun rajat ovat selkeät rajat kahden vastuualueen välillä.
Nämä linjat voivat olla fyysisiä, kuten putken laippa, tai ne voivat olla tiettyä aikaa menneisyydessä tai tulevaisuudessa.
Jalostamoiden ja tehtaiden yhteydessä akkurajat kuvaavat suoraan prosessiyksikön tai jalostamon ympärillä olevaa aluetta, joka sisältää kaikki yksikön tai laitoksen osat.
Akun rajat asettavat usein tiet, jotka ympäröivät tätä valmistusprosessia.
Tällä alueella on laitteistoa prosessia varten ja siinä voi olla myös säiliöitä prosessia varten.
Akun rajat tekniikassa
Akun rajoitukset ovat erittäin tärkeä osa laitosten suunnittelua, rakentamista, käyttöä, ylläpitoa ja turvallisuutta.
Jakamalla laitoksen useisiin yksiköihin suunnittelutyö helpottuu ja eri yritysten eri lisenssejä voidaan käyttää samanaikaisesti.
Ulkopuoliset kustannukset, joita kutsutaan myös "OSBL-investoinneiksi", sisältävät pihan parantamisen ja lisätilojen rakentamisen kustannukset.
Pihan parannus tarkoittaa uuden laitoksen lisäämistä akun rajoissa.
Akun rajat ovat tärkeitä suunniteltaessa ja rakennettaessa laitoksia, jotka pystyvät käsittelemään turvallisesti monimutkaisia prosesseja.
Ne mahdollistavat eristämisen huollon ja hätätilanteiden aikana ja varmistavat, että vaaralliset johdot ja sähkönjakelut voidaan katkaista tai erottaa akun rajasta, jotta vauriot eivät leviäisi muualle laitokseen.
Lyhyesti sanottuna akun rajat määrittävät prosessiyksikön tai jalostamon ympärillä olevan alueen, joka sisältää kaikki yksikön tai laitoksen osat.
Se on yleensä teiden ympäröimä, ja siinä on prosessilaitteita ja siinä voi olla myös prosessissa käytettyjä säiliöitä.
Akun rajoitukset helpottavat suunnittelutyötä jakamalla laitokset useisiin yksiköihin, jotka on liitetty yhteen OSBL-putkitelineiden, kaivantojen ja teiden kanssa.
Ne ovat tärkeitä suunnittelussa, rakentamisessa, käytössä, pysymisessä ja kasvien turvallisuuden varmistamisessa.
Johdatus akkurajoihin: Rajallisten paristojen yllättävän kiehtova maailma
Vieläkö vaikea ymmärtää? Muutanpa hieman näkökulmaa:
Oletko kyllästynyt työskentelemään alalla, joka koko ajan työntää teknologian ja uusien ideoiden rajoja? Kaipaatko joskus päiviä, jolloin voisit vain laittaa AA-pariston kaukosäätimeen? Olet sitten onnekas! Tänään pidämme tauon hienojen vempaimien ja monimutkaisten koneiden maailmasta puhuaksemme akun rajoituksista, jotka ovat yllättävän mielenkiintoisia.
Istu siis, nosta jalat pystyyn ja valmistaudu oppimaan jännittävästä... Odota sitä... Akkujen maailmasta, joissa on rajoitettu teho.
Okei, se oli vain vitsi, joka tehtiin näyttämään TV-mainokselta.
Palataan nyt selitykseen.
Yksiköt ja palvelut akkurajojen sisällä
Inside Battery Limits (ISBL)
Inside Battery Limits (ISBL) tarkoittaa kaikkia laitteita ja osia, jotka vaikuttavat prosessin pääsyöttövirtaan.
Tämä sisältää prosessointiyksiköt, kuten pumput, kompressorit, lämmönvaihtimet, reaktorit, tislauskolonnit ja paljon muuta.
Akun raja helpottaa suunnittelutyötä jakamalla koko tontin useisiin alueisiin (kutsutaan "yksiköiksi").
Jokainen yksikkö sisältää kaikki yksikön tai laitoksen osat, kuten laitteet, putket ja venttiilit.
Outside Battery Limits (OSBL)
UA&O, joka tarkoittaa apuohjelmia, apulaitteita ja offsites-tuotteita, sisältyy yleensä akkurajojen ulkopuolella oleviin kustannuksiin.
UA&O on termi asioille, jotka eivät ole akun rajoissa.
Tämä sisältää muun muassa sähköntuotanto- ja syöttöjärjestelmät, höyryn ja jäähdytysveden valmistuksen sekä prosessiveden toimituksen ja kierrätyksen.
Ei-teolliset tilat akkurajojen sisällä
Ei-teolliset tilat, kuten viestintäkeskukset, oikeustalot, asuntolat, hotellit, suuret asuinrakennukset, suurlähetystöt, toimistorakennukset, sairaalat, laboratoriot, huoltotilat, elokuvateatterit, pysäköintihallit, kuntokeskukset, vankilat, ravintolat ja vähittäiskaupparakennukset voivat myös olla kohteena. Akun rajoihin.
Suurimman osan ajasta nämä tilat lasketaan mukaan akkurajoihin, kun ne ovat samalla tontilla teollisuuslaitosten kanssa ja käyttävät samoja apuohjelmia, palveluita ja infrastruktuuria.
Akkurajoitusten tarkoitus ja edut
Akun käyttörajoitusten tarkoitus
Akkurajojen tavoitteena on helpottaa suunnittelutyötä jakamalla koko tontti useisiin alueisiin tai yksiköihin, jotka yhdistetään OSBL-putkihyllyillä, ojilla ja tiellä.
Akkurajoitukset auttavat varmistamaan, että eri yritysten eri teknologioiden lisenssejä voidaan käyttää samanaikaisesti.
Tämä helpottaa suunnittelutyötä, jolloin suunnittelutiimi voi keskittyä kunkin yksikön tarpeisiin ja varmistaa, että jokainen yksikkö voi toimia itsenäisesti.
Tällä voidaan parantaa koko rakennuksen turvallisuutta, tehokkuutta ja kunnossapitoa.
Akun käyttörajoitusten edut
Akkurajoitukset ovat tärkeä osa sen varmistamista, että jalostamot ja kemiantehtaat ovat turvallisia työpaikkoja.
Ne antavat huoltoryhmän erottaa yksikön tai linjan akun rajasta, jotta he voivat työskennellä yksikössä tai linjoissa turvallisesti.
Laitoksessa voidaan hätätilanteessa katkaista tai irrottaa vaaralliset linjat ja sähkötarvikkeet akun rajasta, jotta vauriot eivät leviäisi muualle laitokseen.
Akun rajoituksilla on myös useita muita etuja, kuten:
- Helpompi huolto: Akun rajoitukset helpottavat laitteiden ja linjojen huoltamista, joten yksiköt ovat aina hyvässä kunnossa.
- Tehokas suunnittelu: Akun rajat helpottavat suunnitteluprosessia, mikä auttaa alentamaan laitoksen suunnittelun ja rakentamisen kokonaiskustannuksia.
- Turvallisuus ja riskinhallinta:" Akkurajoitukset mahdollistavat laitoksen turvallisen käytön ja auttavat estämään onnettomuuksia helpottamalla vaarallisten johtojen ja sähkönjakelujen sulkemista.
- Prosessien optimointi:" Akkurajat mahdollistavat eri prosessien optimoinnin, mikä auttaa tekemään koko laitoksesta tehokkaamman.
Akun suorituskykyyn vaikuttavat tekijät
Kapasiteettiin ja energian varastointiin vaikuttavat tekijät
Useat asiat rajoittavat akun kapasiteettia ja sen varastoitavan energian määrää.
- Käytettävissä olevat aktiiviset materiaalit:" Akun koko ja paino rajoittavat siinä käytettävien aktiivisten materiaalien määrää.
- Materiaalien sähkökemiallinen stabiilisuus": Akussa käytettävien jännitteiden vaihteluväliä rajoittaa materiaalien sähkökemiallinen stabiilius, mikä rajoittaa myös varastoitavan energian määrää.
- Käytettävissä oleva tila: Aktiivisten materiaalien varastointiin käytettävissä olevan tilan määrä voi rajoittaa sitä, kuinka paljon energiaa voidaan varastoida tietyn kokoiseen tai painoiseen akkuun.
Elämään vaikuttavat tekijät
Useat asiat vaikuttavat akun kestoon, kuten:
- Käyttötavat: Auton käyttötapa on yksi niistä asioista, jotka vaikuttavat akun ikääntymiseen.
- Lämpötila: "Korkeat lämpötilat voivat nopeuttaa kulumista ja repeytymistä lähes kaikissa akun osissa ja aiheuttaa vakavia turvallisuusriskejä, kuten tulipalon tai räjähdyksen.
- Latausnopeudet: Latausjärjestelmä, joka ei toimi oikein tai joka jatkuvasti ali- tai ylilataa akkua, voi nopeuttaa sen ikääntymistä.
- Huolto: Asianmukainen huolto on välttämätöntä, jos haluat akun kestävän mahdollisimman pitkään.
Latausnopeuksiin vaikuttavat tekijät
Useat asiat rajoittavat akun latausnopeutta, kuten:
- Lämpötila: Erittäin alhaisissa tai erittäin korkeissa lämpötiloissa latausteho heikkenee.
- Suositeltu latausnopeus: Valmistajat suosittelevat lataamista enintään 0,8 C:ssa akun käyttöiän pidentämiseksi.
- Vallitsevat olosuhteet: Vuotovirta voi saada akun latautumaan jatkuvasti, mikä rasittaa akkua.
- Kennojen jänniterajat:" Pikalatauksen aikana kennojänniterajaa ei saa ylittää, jotta akku ei vaurioidu.
- Kapasiteetin heikkeneminen: Ajan myötä litiumioniakku menettää kykynsä pitää latausta, koska sitä on käytetty paljon tai se on altistunut korkeille lämpötiloille.
Energiatiheyteen vaikuttavat tekijät
Useat asiat rajoittavat akun energian määrää.
- Akkutyyppi: Energian määrä kussakin akussa on erilainen.
- Käytettävissä oleva tila: Akun energiatiheyttä voidaan rajoittaa sillä, kuinka paljon tilaa on käytettävissä aktiivisten materiaalien varastointiin.
- Käytettävissä olevat aktiiviset materiaalit:" Akun koko ja paino rajoittavat siinä käytettävien aktiivisten materiaalien määrää.
Akun rajoitusten ja latausrajojen lisääminen
Energiatiheyden lisääminen
Paristot ovat yleisin tapa varastoida energiaa, mutta niillä on rajansa sen suhteen, kuinka paljon energiaa niihin mahtuu.
Tutkijat tutkivat uusia materiaaleja ja kemiallisia prosesseja, jotka voivat parantaa akun energiatiheyttä, jotta se pystyy varastoimaan enemmän energiaa.
Litiummetallianodilla varustettujen solid-state-akkujen kehittäminen on lupaava tekniikka.
Näissä akuissa voi olla kaksi kertaa enemmän energiaa kuin tavallisissa litiumioniakuissa.
Flow-akut ovat toinen vaihtoehto.
Ne varastoivat ja vapauttavat energiaa käyttämällä kemiallisia reaktioita kahden elektrolyyttiliuoksen välillä.
Valmistetaan myös hybridijärjestelmiä, jotka yhdistävät akkuja muihin energian varastointitapoihin, kuten kondensaattoreihin tai suprajohtaviin magneettisen energian varastointiin.
Käytön ja huollon optimointi
Jotta paristot kestävät pidempään, on parasta käyttää ja huoltaa niitä parhaalla mahdollisella tavalla.
Akunhallintajärjestelmien avulla voidaan seurata ja valvoa akkujen latausta ja purkamista varmistaakseen, että niitä käytetään turvallisimmalla ja parhaalla mahdollisella tavalla.
Tutkimuksia tehdään myös akkujen kestävyyden parantamiseksi ja parantamiseksi korjaamalla ongelmia, kuten elektrodien kulumista ja kapasiteetin menetystä ajan myötä.
Akun latausrajat
Esimerkiksi puhelin tai kannettava tietokone voidaan asettaa useilla eri tavoilla rajoittamaan sen latauksen määrää.
Yksi tapa tehdä tämä on määrittää laitteen BIOS- tai UEFI-asetukset.
Toinen vaihtoehto on käyttää merkkikohtaista sovellusta, kuten MyASUS ASUS-kannettaville.
Joissakin laitteissa on myös sisäänrakennettuja ominaisuuksia, joiden avulla käyttäjät voivat optimoida akun latauksen.
Esimerkiksi Windows-kannettavien Surface-sovelluksessa on ominaisuus nimeltä Smart Charging, ja Motorola-puhelimissa on Akku-asetuksissa vaihtoehto nimeltä Optimoitu lataus.
Mutta on tärkeää muistaa, että kaikissa laitteissa ei ole sisäänrakennettuja ominaisuuksia tai sovelluksia, joiden avulla voit asettaa rajoituksia akun käytölle.
Jotkin laitteet, kuten älypuhelimet, eivät ehkä anna sinun asettaa akun rajoituksia BIOS- tai UEFI-asetusten kautta.
Joten on tärkeää tarkistaa laitteen käyttöopas tai ottaa yhteyttä valmistajaan saadaksesi selville kuinka akun rajoitukset asetetaan.
Voit asettaa kannettavan tietokoneen akun rajoituksen noudattamalla valmistajan ohjeita tai käyttämällä kolmannen osapuolen sovelluksia Google Play Kaupasta.
On parasta pitää akku ladattuna välillä 25 % - 85 %, jotta se kestää pidempään eikä rasitu liikaa kummastakaan päästä.
Akun rajoitukset ISBL ja OSBL
Vinkki: Ota tekstityspainike käyttöön, jos tarvitset sitä. Valitse asetuspainikkeesta "automaattinen käännös", jos puhuttu kieli ei ole sinulle tuttu. Sinun on ehkä napsautettava ensin videon kieltä, ennen kuin suosikkikielesi on saatavilla käännettäväksi.
Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että akkujen rajat ovat tärkeä osa kaikkia jalostamo- tai kemiantehtaita, ja jokaisen insinöörin on tiedettävä, mitä ne ovat, miten ne mitataan ja mihin niitä käytetään.
Kun maailman energiaongelmat pahenevat, on entistä tärkeämpää optimoida akkurajoja, jotta ne tehostuvat ja varastoisivat enemmän energiaa.
Mutta teknisen puolen lisäksi on mahdollisuus tarkastella akun rajoja laajemmasta näkökulmasta.
Ajattelemalla, kuinka energian käyttö vaikuttaa ympäristöön ja kuinka akkurajoitukset voivat auttaa vähentämään hiilijalanjälkeämme, voimme työntää innovaatioiden rajoja ja ottaa todellisia askeleita kohti kestävämpää tulevaisuutta.
Jatketaan siis akkurajoitusten jännittävää maailmaa, ei vain niiden teknisen arvon vuoksi, vaan myös sen vuoksi, kuinka ne voisivat auttaa tekemään maailmasta paremman paikan.
Linkkejä ja referenssejä
Kemiantekniikan suunnitteluperiaatteet, laitos- ja prosessisuunnittelun käytäntö ja taloustiede
DOE Handbook on Process Safety Management for Highly Hazardous Chemicals
Jaa…
