Som ingenjörsstudent eller ingenjör vet du att raffinaderier och kemiska anläggningar har många viktiga processer och system som håller dem igång.
En av de viktigaste är batterigränserna.
Detta är ett område som inkluderar en bearbetningsenhet eller grupp av enheter, såväl som de verktyg och tjänster som hör till dem.
I dagens snabba värld, där behovet av energi växer, blir det viktigare och viktigare att kunna hantera och optimera batterigränser.
Den här artikeln kommer att berätta allt du behöver veta om batterigränser och deras betydelse i ingenjörsvärlden, från faktorer som påverkar batteriets prestanda till sätt att lagra mer energi.
Så låt oss dyka in och lära oss mer om den spännande världen av batterigränser.
Introduktion till batterigränser
Formell definition:
Ett område i ett raffinaderi eller en kemisk anläggning som omfattar en bearbetningsenhet eller ett batteri av enheter tillsammans med deras relaterade verktyg och tjänster.
Batterigränser är en viktig del av hur raffinaderier, kemiska fabriker och andra fabriker designas, byggs, drivs, underhålls och hålls säkra.
I den här artikeln kommer vi att prata om vad batterigränser är, hur de fungerar inom olika områden och varför de är viktiga inom teknik.
Vilka är gränserna för ett batteri?
Batterigränser är de tydliga gränserna mellan två ansvarsområden.
Dessa linjer kan vara fysiska, som en fläns på ett rör, eller de kan vara en viss tid i det förflutna eller framtiden.
I samband med raffinaderier och fabriker beskriver batterigränser området direkt runt en processenhet eller ett raffinaderi, vilket inkluderar alla delar av enheten eller anläggningen.
Batteriets gränser sätts ofta av vägarna som omger området där denna tillverkningsprocess äger rum.
Detta område har utrustning för processen och kan även ha tankar för processen.
Batterigränser inom teknik
Batterigränser är en mycket viktig del av hur anläggningar designas, byggs, körs, underhålls och hålls säkra.
Genom att dela upp anläggningen i flera enheter underlättas designarbetet och olika licenser från olika företag kan användas samtidigt.
Offsite-kostnader, även kallade "OSBL-investeringar", inkluderar kostnaderna för att förbättra gården och bygga extra anläggningar.
Gårdsförbättring är kostnaden för att lägga till en ny anläggning inom batteriets gränser.
Batterigränser är viktiga när man planerar och bygger anläggningar som säkert kan hantera komplicerade processer.
De möjliggör isolering under underhåll och nödsituationer, vilket säkerställer att farliga ledningar och elförsörjning kan skäras av eller separeras från batterigränsen för att förhindra att skada sprids till resten av anläggningen.
Kort sagt, batterigränser anger området runt en processenhet eller raffinaderi som omfattar alla delar av enheten eller anläggningen.
Den är vanligtvis omgiven av vägar och har processutrustning och kan även ha tankage som används i processen.
Batteribegränsningar gör designarbetet enklare genom att dela upp anläggningar i flera enheter som är sammanlänkade med OSBL-rörställ, diken och vägar.
De är viktiga för att planera, bygga, driva, hänga med och se till att växter är säkra.
Introduktion till batterigränser: Den överraskande fascinerande världen av begränsade batterier
Fortfarande svårt att förstå? Låt mig ändra synvinkeln lite:
Är du trött på att arbeta inom ett område som alltid tänjer på gränserna för teknik och nya idéer? Önskar du ibland de dagar då du bara kunde stoppa in ett AA-batteri i din fjärrkontroll? Då har du tur! Idag ska vi ta en paus från världen av coola prylar och komplicerade maskiner för att prata om batterigränser, vilket är förvånansvärt intressant.
Så ta en plats, ställ upp fötterna och gör dig redo att lära dig om den spännande världen av... Vänta på det... Batterier som har en begränsad mängd kraft.
Okej, det var bara ett skämt för att se ut som en tv-reklam.
Låt oss nu gå tillbaka till förklaringen.
Enheter och tjänster inom batterigränser
Inre batterigränser (ISBL)
Inside Battery Limits (ISBL) avser all utrustning och delar som verkar på en processs huvudström.
Detta inkluderar bearbetningsenheter som pumpar, kompressorer, värmeväxlare, reaktorer, destillationskolonner och mer.
Batterigränsen gör designarbetet lättare genom att dela upp hela tomten i flera områden (kallade "enheter").
Varje enhet inkluderar alla delar av en enhet eller anläggning, som utrustning, rör och ventiler.
Utanför batterigränser (OSBL)
UA&O, som står för utilities, accessoarer och offsites, är vanligtvis inkluderade i kostnaderna för utanför batterigränserna.
UA&O är en term för saker som inte är inom batterigränserna.
Detta inkluderar saker som elproduktion och -försörjningssystem, framställning av ånga och kylvatten samt leverans och återvinning av processvatten.
Icke-industriella anläggningar inom batterigränserna
Icke-industriella anläggningar som kommunikationscentra, domstolsbyggnader, sovsalar, hotell, stora lägenhetskomplex, ambassader, kontorsbyggnader, sjukhus, labb, underhållsanläggningar, biografer, parkeringsgarage, gym, fängelser, restauranger och butiksbyggnader kan också vara föremål för till batterigränser.
För det mesta räknas dessa anläggningar mot batterigränserna när de ligger på samma tomt som industrianläggningar och använder samma verktyg, tjänster och infrastruktur.
Syfte och fördelar med batteribegränsningar
Syfte med batterigränser
Målet med batteribegränsningar är att göra designarbetet enklare genom att dela upp hela tomten i flera områden eller enheter som är förbundna med OSBL-rörstativ, diken och vägar.
Batterigränser hjälper till att säkerställa att licenser för olika teknologier från olika företag kan användas samtidigt.
Detta gör designarbetet enklare, vilket låter designteamet fokusera på vad varje enhet behöver och ser till att varje enhet kan arbeta på egen hand.
Genom att göra detta kan säkerheten, effektiviteten och underhållet av hela byggnaden förbättras.
Fördelar med batteribegränsningar
Batterigränser är en viktig del av att se till att raffinaderier och kemiska fabriker är säkra arbetsplatser.
De låter underhållsteamet separera en enhet eller linje från en batterigräns så att de kan arbeta på enheten eller ledningarna på ett säkert sätt.
I en anläggning, om det är en nödsituation, kan farliga ledningar och förnödenheter skäras av eller separeras från batterigränsen för att förhindra att skador sprids till resten av anläggningen.
Det finns också ett antal andra fördelar med batterigränser, såsom:
- Enklare underhåll: Batterigränser gör det enkelt att ta hand om utrustning och ledningar, så enheterna är alltid i gott skick.
- Effektiv design: Batterigränser gör designprocessen enklare, vilket hjälper till att sänka den totala kostnaden för att designa och bygga anläggningen.
- Säkerhet och riskhantering:" Batterigränser gör att anläggningen kan köras säkert och hjälper till att förebygga olyckor genom att göra det enkelt att stänga av farliga ledningar och elförsörjning.
- Optimering av processer:" Batterigränser tillåter att olika processer optimeras, vilket hjälper till att göra hela anläggningen mer effektiv.
Faktorer som påverkar batteriprestanda
Faktorer som påverkar kapacitet och energilagring
Flera saker begränsar ett batteris kapacitet och mängden energi det kan lagra.
- Tillgängliga aktiva material:" Storleken och vikten på ett batteri begränsar mängden aktiva material som kan användas i det.
- Elektrokemisk stabilitet hos material": Spänningsintervallet som kan användas i batteriet begränsas av materialens elektrokemiska stabilitet, vilket också begränsar mängden energi som kan lagras.
- Tillgängligt utrymme: Mängden tillgängligt utrymme för att lagra de aktiva materialen kan begränsa hur mycket energi som kan lagras i ett batteri av en viss storlek eller vikt.
Faktorer som påverkar livslängden
Flera saker påverkar hur länge ett batteri håller, till exempel:
- Användningsmönster: Hur en bil används är en av de saker som påverkar hur snabbt ett batteri åldras.
- Temperatur:" Höga temperaturer kan påskynda slitaget på nästan varje del av ett batteri och utgöra allvarliga säkerhetsrisker, såsom brand eller explosion.
- Laddningshastigheter: Ett laddningssystem som inte fungerar som det ska eller som ständigt under- eller överladdar ett batteri kan påskynda dess åldrande.
- Underhåll: Rätt underhåll är ett måste om du vill att ditt batteri ska hålla så länge som möjligt.
Faktorer som påverkar laddningspriser
Flera saker begränsar hur snabbt ett batteri kan laddas, till exempel:
- Temperatur: Vid mycket låga eller mycket höga temperaturer blir laddningsprestandan sämre.
- Rekommenderad laddningshastighet: Tillverkarna föreslår laddning vid 0,8C eller lägre för att förlänga batteriets livslängd.
- Rådande förhållanden: Läckström kan göra att batteriet fortsätter att laddas, vilket belastar batteriet.
- Cellspänningsgränser:" Under snabbladdning bör den maximala cellspänningsgränsen inte skjutas förbi för att förhindra att batteriet skadas.
- Capacity Fade: Med tiden förlorar ett litiumjonbatteri sin förmåga att hålla en laddning eftersom det har använts mycket eller har utsatts för höga temperaturer.
Faktorer som påverkar energitätheten
Flera saker begränsar mängden energi som ett batteri kan hålla.
- Batterityp: Mängden energi i varje typ av batteri är olika.
- Tillgängligt utrymme: Energitätheten för ett batteri kan begränsas av hur mycket utrymme som finns tillgängligt för att lagra de aktiva materialen.
- Tillgängliga aktiva material:" Storleken och vikten på ett batteri begränsar mängden aktiva material som kan användas i det.
Ökning av batterigränser och laddningsgränser
Ökad energitäthet
Batterier är det vanligaste sättet att lagra energi, men de har gränser när det kommer till hur mycket energi de kan hålla.
Forskare undersöker nya material och kemiska processer som kan förbättra energitätheten hos ett batteri så att det kan lagra mer energi.
Utvecklingen av solid-state-batterier med litiummetallanoder är en lovande teknik.
Dessa batterier kan ha dubbelt så mycket energi som vanliga litiumjonbatterier.
Flödesbatterier är ett annat alternativ.
De lagrar och frigör energi genom att använda kemiska reaktioner mellan två elektrolytlösningar.
Hybridsystem tillverkas också som kombinerar batterier med andra sätt att lagra energi, som kondensatorer eller supraledande magnetisk energilagring.
Optimera användning och underhåll
För att få batterier att hålla längre är det bäst att använda och sköta dem på bästa möjliga sätt.
Batterihanteringssystem kan användas för att hålla reda på och kontrollera hur batterier laddas och laddas ur för att säkerställa att de används på säkrast och bästa sätt.
Forskning görs också för att få batterier att hålla längre och hålla bättre genom att åtgärda problem som elektrodslitage och kapacitetsförlust över tid.
Batteriladdningsgränser
En telefon eller bärbar dator kan till exempel ställas in på några olika sätt för att begränsa hur mycket den kan ladda.
Ett sätt att göra detta är att ställa in enhetens BIOS eller UEFI-inställningar.
Ett annat alternativ är att använda en varumärkesspecifik app, som MyASUS för ASUS bärbara datorer.
Vissa enheter har också inbyggda funktioner som låter användare optimera batteriladdningen.
Surface-appen för bärbara Windows-datorer har till exempel en funktion som heter Smart Charging, och Motorola-telefoner har ett alternativ som heter Optimerad laddning i batteriinställningarna.
Men det är viktigt att komma ihåg att inte alla enheter har inbyggda funktioner eller appar som låter dig sätta gränser för hur mycket batteri de kan använda.
Vissa enheter, som smartphones, kanske inte låter dig ställa in batterigränser via BIOS eller UEFI-inställningar.
Så det är viktigt att kontrollera enhetens användarmanual eller ta kontakt med tillverkaren för att ta reda på hur du ställer in batterigränser.
Du kan ställa in en batterigräns på en bärbar dator genom att följa tillverkarens instruktioner eller genom att använda appar från tredje part från Google Play Butik.
Det är bäst att hålla batteriet laddat mellan 25 % och 85 % så att det håller längre och inte blir för stressat i någon ände.
Batterigränser ISBL och OSBL
Tips: Slå på bildtextknappen om du behöver den. Välj "automatisk översättning" i inställningsknappen om du inte är bekant med det talade språket. Du kan behöva klicka på språket för videon först innan ditt favoritspråk blir tillgängligt för översättning.
Slutsats
Sammanfattningsvis är batterigränser en viktig del av alla raffinaderier eller kemiska anläggningar, och alla ingenjörer behöver veta vad de är, hur de mäts och vad de används till.
I takt med att världens energiproblem blir värre kommer det att bli viktigare och viktigare att optimera batterigränserna för att göra dem mer effektiva och lagra mer energi.
Men bortom den tekniska sidan finns det en chans att titta på batterigränser ur en bredare synvinkel.
Genom att tänka på hur energianvändning påverkar miljön och hur batterigränser kan bidra till att minska vårt koldioxidavtryck, kan vi tänja på gränserna för innovation och ta verkliga steg mot en mer hållbar framtid.
Så låt oss fortsätta titta in i den spännande världen av batterigränser, inte bara för deras tekniska värde utan också för hur de kan hjälpa till att göra världen till en bättre plats.
Länkar och referenser
Kemiteknisk designprinciper, praktik och ekonomi för anläggnings- och processdesign
DOE Handbook on Process Safety Management for Highly Hazardous Chemicals
Dela på…
