وہ فیکٹریاں جو ہر روز آکسیجن استعمال کرتی ہیں، ڈیلیور کیے گئے سلنڈروں اور سائٹ پر آکسیجن کی پیداوار کے درمیان لاگت کا فرق گیس کی قیمت سے زیادہ پر منحصر ہے۔ سلنڈر پر مبنی نظام آکسیجن کی پیداوار، کمپریشن، اسٹوریج، اور نقل و حمل کو فیکٹری سے باہر منتقل کرتا ہے، جبکہ سائٹ پر موجود PSA سسٹم ان میں سے زیادہ تر افعال کو پیداواری سہولت میں منتقل کرتا ہے۔ نتیجے میں لاگت کا ڈھانچہ خریداری اور ترسیل کے ماڈل سے بجلی، کمپریسر، دیکھ بھال اور آلات کے استعمال کے ماڈل میں بدل جاتا ہے۔
سلنڈر آکسیجن: روایتی سپلائی چین کیسے کام کرتا ہے۔
صنعتی سلنڈر آکسیجن عام طور پر پیداوار، کمپریشن، بھرنے، نقل و حمل، ذخیرہ کرنے اور دباؤ میں کمی کے سلسلے کے ذریعے صارف تک پہنچتی ہے۔ آکسیجن مرکزی گیس پلانٹ میں تیار کی جاتی ہے اور اسے سٹیل یا ایلومینیم سلنڈروں میں کمپریس کیا جاتا ہے۔ سلنڈر کے ڈیزائن اور مقامی ضوابط پر منحصر ہے، صنعتی سلنڈر فلنگ اسٹیشن پر تقریباً 150-200 بار تک بھرے جا سکتے ہیں۔
فیکٹری میں، سلنڈر انفرادی طور پر منسلک ہوتے ہیں یا مینیفو مینیفولڈ کے ذریعے متعدد سلنڈروں کو بینکوں میں گروپ کرتے ہیں تاکہ آپریٹرز اس عمل میں فوری طور پر خلل ڈالے بغیر خالی بینک سے بھرے بینک میں سوئچ کر سکیں۔ اس کے بعد پریشر ریگولیٹرز سلنڈر کے دباؤ کو برنرز، کاٹنے والے آلات، ہوا بازی کے نظام، یا آکسیجن استعمال کرنے والے دیگر آلات کے لیے درکار آپریٹنگ پریشر تک کم کر دیتے ہیں۔
قابل استعمال آکسیجن کی مقدار کا تعین صرف سلنڈر کے معمولی دباؤ سے نہیں ہوتا ہے۔ سلنڈر کے پانی کا حجم، بھرنے کا دباؤ، گیس کا درجہ حرارت، اور سلنڈر کی تبدیلی کے وقت بقایا دباؤ سبھی اصل استعمال کو متاثر کرتے ہیں۔ اگر سلنڈروں کا تبادلہ کیا جاتا ہے جبکہ گیس کی ایک قابل ذکر مقدار اندر رہتی ہے، تو فیکٹری نے گیس کی ادائیگی کی ہے جو پیداوار کے عمل میں داخل نہیں ہوئی ہے۔
سائٹ پر PSA آکسیجن کی پیداوار: نظام کی ساخت
ایک آن سائٹپی ایس اے آکسیجن سسٹمکمپریسڈ ہوا سے آکسیجن پیدا کرتا ہے۔ ایک عام تنصیب میں ایئر کمپریسر، ایئر ریسیور، پارٹیکیولیٹ اور کولیسنگ فلٹرز، جذب کرنے والے برتن، سوئچنگ والوز، آکسیجن ریسیور، آکسیجن اینالائزر، PLC کنٹرول سسٹم، پریشر ریگولیٹر، اور آکسیجن ڈسٹری بیوشن پائپنگ شامل ہیں۔
جذب کرنے والے برتنوں میں سالماتی چھلنی مواد ہوتا ہے، عام طور پر زیولائٹ۔ دباؤ والے حالات میں مواد نائٹروجن اور آکسیجن کے ساتھ مختلف طریقے سے تعامل کرتا ہے۔ جذب کے مرحلے کے دوران، کمپریسڈ ہوا ایک برتن میں داخل ہوتی ہے، نائٹروجن کو ترجیحی طور پر سالماتی چھلنی کے ذریعے برقرار رکھا جاتا ہے، اور آکسیجن سے افزودہ گیس کی ندی آکسیجن وصول کرنے والے کی طرف نکل جاتی ہے۔
نظام عام طور پر دو یا دو سے زیادہ جذب کرنے والے برتن استعمال کرتا ہے۔ جبکہ ایک برتن آکسیجن پیدا کرتا ہے، دوسرا برتن ڈپریشن اور تخلیق نو سے گزرتا ہے۔ سوئچنگ والوز ایک پروگرام شدہ سائیکل کے مطابق گیس کے راستے کو کنٹرول کرتے ہیں۔ یہ انتظام ایک برتن کو نائٹروجن جذب کرنے کی اجازت دیتا ہے جبکہ دوسرا پہلے سے برقرار نائٹروجن کو جاری کرتا ہے۔
آکسیجن وصول کرنے والا فوری عمل کی طلب سے پیداوار کو الگ کرتا ہے۔ یہ قلیل مدتی بہاؤ کے اتار چڑھاو کو جذب کر سکتا ہے اور آکسیجن کی کھپت میں ہر تبدیلی کی پیروی کرنے کے لیے جذب کرنے والے بستروں کی ضرورت کے بجائے نیچے کی طرف دباؤ کو مستحکم کر سکتا ہے۔
دیپی ایس اےسائیکل بنیادی طور پر دباؤ، جذب، ڈپریشن، اور تخلیق نو کے مراحل پر مشتمل ہوتا ہے۔ کمپریسڈ ہوا سب سے پہلے ہوا کے علاج کے حصے سے گزرتی ہے، جہاں ہوا کے سالماتی چھلنی تک پہنچنے سے پہلے پانی، تیل کے ایروسول اور ذرات کو ہٹا دیا جاتا ہے۔
جذب کے دوران، آپریٹنگ برتن دباؤ میں رہتا ہے جبکہ نائٹروجن کو ترجیحی طور پر جذب کیا جاتا ہے۔ آکسیجن اور آرگن بستر سے گزرتے ہیں اور مصنوعات کی گیس بناتے ہیں۔ جیسے جیسے جذب کرنے کی صلاحیت اپنی آپریٹنگ حد تک پہنچ جاتی ہے، کنٹرول سسٹم گیس کا راستہ بدلتا ہے اور برتن کو دوبارہ تخلیق میں بھیج دیتا ہے۔
تخلیق نو کے دوران، برتن کا دباؤ کم ہو جاتا ہے اور جذب شدہ نائٹروجن سالماتی چھلنی سے نکل جاتی ہے۔ کچھ PSA کنفیگریشنز پروڈکٹ آکسیجن کا ایک حصہ صاف کرنے یا برابری کے لیے استعمال کرتی ہیں، جب کہ دیگر کنفیگریشنز گیس کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے برتنوں کے درمیان دباؤ کی برابری کا استعمال کرتی ہیں۔ عین مطابق سائیکل برتن کے سائز، سالماتی چھلنی کی خصوصیات، ہدف کی پاکیزگی، بحالی، اور مطلوبہ آکسیجن کے بہاؤ پر منحصر ہے۔
حصولی کے مقاصد کے لیے، آکسیجن کی پاکیزگی کو آکسیجن کی بحالی اور مخصوص بجلی کی کھپت کے ساتھ مل کر جانچا جانا چاہیے۔ مطلوبہ آکسیجن کی پاکیزگی کو بڑھانے سے پروڈکٹ آکسیجن کے فی یونٹ کے لیے درکار کمپریسڈ ہوا کی مقدار بڑھ سکتی ہے، جس سے کمپریسر کی توانائی کی کھپت میں اضافہ ہو سکتا ہے۔
لاگت کا ڈھانچہ: سلنڈر فلنگ بمقابلہ PSA پیداوار
سلنڈر آکسیجن کئی بار بار آنے والے لاگت کے اجزاء بناتا ہے۔ فیکٹری خود آکسیجن، سلنڈر کے کرایہ یا سروس چارجز، ٹرانسپورٹیشن، لوڈنگ اور ان لوڈنگ، اسٹوریج، اور سلنڈر کی تبدیلی کے لیے آپریٹر لیبر کی ادائیگی کر سکتی ہے۔ یہ اخراجات ڈیلیوری فریکوئنسی اور آکسیجن کی کھپت کے ساتھ بڑھتے ہیں۔
PSA کی پیداوار بار بار آنے والے اخراجات کو بجلی اور آلات کی دیکھ بھال کی طرف منتقل کرتی ہے۔ کمپریسر عام طور پر بجلی کی کھپت کے ایک بڑے حصے کی نمائندگی کرتا ہے کیونکہ جذب کرنے والے برتنوں میں داخل ہونے سے پہلے وایمنڈلیی ہوا کو کمپریس کرنا ضروری ہے۔ فلٹرز، والوز، آکسیجن تجزیہ کار، مہریں، اور سالماتی چھلنی مواد بھی لائف سائیکل لاگت میں حصہ ڈالتے ہیں۔
| لاگت کا جزو | سلنڈر کی فراہمی | آن سائٹ PSA |
|---|---|---|
| آکسیجن کی خریداری | بار بار چلنے والا گیس چارج | عام پیداوار کے لیے ضروری نہیں۔ |
| نقل و حمل | درکار ہے۔ | عام طور پر ہٹا دیا گیا ہے۔ |
| سلنڈر ہینڈلنگ | درکار ہے۔ | ہٹا دیا گیا۔ |
| کمپریسر بجلی | فراہم کنندہ کی طرف | فیکٹری سائیڈ |
| سازوسامان کی سرمایہ کاری | فیکٹری میں کم | درکار ہے۔ |
| ہوا کا علاج | فراہم کنندہ کی طرف | سائٹ پر درکار ہے۔ |
| ذخیرہ | سلنڈر انوینٹری | آکسیجن وصول کرنے والا |
| دیکھ بھال | ریگولیٹرز، والوز، کئی گنا | کمپریسر، والوز، فلٹرز، تجزیہ کار |
| بیک اپ کی فراہمی | اضافی سلنڈر | سلنڈر یا دیگر بیک اپ ذریعہ |
موازنہ میں ایک ہی آکسیجن کی مقدار، طہارت، دباؤ، اور آپریٹنگ مدت کا استعمال کرنا چاہیے۔ استعمال کے قابل آکسیجن کی قیمت فی Nm³ میں تبدیل کیے بغیر $/kWh میں PSA بجلی کے ساتھ $/سلنڈر میں سلنڈر کوٹیشن کا موازنہ کرنا ایک غلط نتیجہ نکال سکتا ہے۔
آکسیجن کی کھپت کی شرح لاگت کی مساوات کو کیوں بدلتی ہے۔
اقتصادی مقابلے میں آکسیجن کی کھپت سب سے مضبوط متغیرات میں سے ایک ہے۔ ایک چھوٹی پروڈکشن شفٹ کے لیے 10 Nm³/h استعمال کرنے والی فیکٹری 24 گھنٹے مسلسل 100 Nm³/h استعمال کرنے والی سہولت سے بہت مختلف آپریٹنگ پروفائل رکھتی ہے۔
سلنڈر کی فراہمی کے لیے، زیادہ کھپت براہ راست سلنڈروں کی تعداد میں اضافہ کرتی ہے جنہیں ڈیلیور، ذخیرہ، منسلک اور تبدیل کرنا ضروری ہے۔ اگر روزانہ کی کھپت موجودہ کئی گنا کی گنجائش سے بڑھ جاتی ہے تو اضافی سلنڈر بینک یا زیادہ بار بار ڈیلیوری کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
PSA کی پیداوار کے لیے، زیادہ مسلسل بوجھ آلات کے استعمال میں اضافہ کر سکتا ہے اور مقررہ سرمائے کی لاگت کو آکسیجن کے بڑے حجم میں تقسیم کر سکتا ہے۔ تاہم، ضروری بہاؤ کے لیے کمپریسر اور جذب کرنے والے برتنوں کا سائز ہونا چاہیے، اور زیادہ سے زیادہ صلاحیت کے قریب آپریشن مخصوص توانائی کی کھپت اور آکسیجن کی بحالی کو تبدیل کر سکتا ہے۔
اس لیے ایک عملی موازنہ کو آکسیجن کی کھپت کا حساب لگانا چاہیے جیسا کہ:
آکسیجن کی سالانہ طلب=آکسیجن کا بہاؤ × کام کے اوقات × آپریٹنگ دن
نتیجے میں آنے والا سالانہ Nm³ اعداد و شمار سائٹ کی پیداوار کے ساتھ فراہم کردہ آکسیجن کا موازنہ کرنے کے لیے ایک مشترکہ بنیاد فراہم کرتا ہے۔
بجلی اور کمپریسڈ ہوا کی کھپت
سائٹ پر موجود نظام میں، بجلی کی کھپت کمپریسر کے دباؤ، داخلی ہوا کا درجہ حرارت، کمپریسر کی کارکردگی، ہوا کے علاج کے دباؤ میں کمی، جذب کرنے کے چکر کی ترتیب، اور آکسیجن کی بحالی سے بہت زیادہ متاثر ہوتی ہے۔
مثال کے طور پر، اگر کوئی سسٹم 0.8 kWh/Nm³ آکسیجن استعمال کرتا ہے اور صنعتی بجلی کی قیمت $0.10/kWh ہے، تو بجلی کا جزو تقریباً $0.08/Nm³ ہے۔ اس اعداد و شمار میں کمپریسر کی دیکھ بھال، فلٹرز، والو کی تبدیلی، آکسیجن کا تجزیہ، یا کیپٹل ریکوری شامل نہیں ہے۔
کمپریسڈ ہوا کا معیار آپریٹنگ لاگت کو بھی متاثر کرتا ہے۔ جذب بستروں میں داخل ہونے والا پانی سالماتی چھلنی کی کارکردگی کو تبدیل کر سکتا ہے، جبکہ تیل کی آلودگی جذب کرنے والی سطح کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔ اس لیے ایئر فلٹرز بہاو کے اجزاء کی حفاظت سے زیادہ کام کرتے ہیں۔ وہ جذب کرنے والے مواد کی حالت کو بھی کنٹرول کرتے ہیں۔
پروکیورمنٹ انجینئرز کو آکسیجن کی پیداواری لاگت کے طور پر کمپریسر موٹر کی ریٹیڈ kW استعمال کرنے کے بجائے مخصوص آکسیجن کے بہاؤ اور پاکیزگی پر سپلائی کرنے والے کی مخصوص بجلی کی کھپت کی درخواست کرنی چاہیے۔
دباؤ، پاکیزگی، اور بہاؤ کے تقاضے
آکسیجن کی پاکیزگی اور ترسیل کے دباؤ کو ایک ساتھ متعین کیا جانا چاہیے کیونکہ یہ نظام کے ڈیزائن کو متاثر کرتے ہیں۔ ایک عمل جس میں تقریباً 90-93% آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے وہ اس عمل سے مختلف PSA کنفیگریشن استعمال کر سکتا ہے جس میں 95% سے زیادہ آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے۔
سلنڈر آکسیجن ہائی پریشر پر ذخیرہ شدہ گیس کی ایک بڑی مقدار فراہم کرتا ہے، جبکہ PSA نظام عام طور پر کم دباؤ پر آکسیجن پیدا کرتے ہیں جو براہ راست عمل کے استعمال یا نیچے کی طرف دباؤ بڑھانے کے لیے موزوں ہے۔ اگر کسی عمل کے لیے کافی زیادہ دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے، تو ایک اضافی آکسیجن کمپریسر کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
بہاؤ استحکام ایک اور غور ہے۔ ایک برنر یا کاٹنے والی مشین آکسیجن کی طلب میں تیزی سے تبدیلیوں کا تجربہ کر سکتی ہے، جبکہ گندے پانی کی ہوا کا بہاؤ نسبتاً مستحکم مدت تک برقرار رکھ سکتا ہے۔ آکسیجن وصول کرنے والا قلیل مدتی مانگ کی تبدیلیوں کو بفر کر سکتا ہے، لیکن اس کا حجم PSA آؤٹ پٹ اور عمل کی کھپت کے درمیان فرق سے مماثل ہونا چاہیے۔
آکسیجن کی طلب اور بوجھ میں اتار چڑھاؤ
ہر کارخانہ مستقل شرح سے آکسیجن استعمال نہیں کرتا۔ پیداوار لائن کاٹنے یا دہن کے دوران زیادہ آکسیجن کی طلب پر کام کر سکتی ہے اور لوڈنگ، دیکھ بھال، یا شفٹ تبدیلیوں کے دوران کم مانگ پر گر سکتی ہے۔
سلنڈروں کے ساتھ، سپلائی کی صلاحیت کا تعین منسلک سلنڈروں کی تعداد اور ان کے باقی دباؤ سے کیا جاتا ہے۔ جب کھپت غیر متوقع طور پر بڑھ جاتی ہے، تو آپریٹر کو دوسرے سلنڈر بینک سے جوڑنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
PSA کی پیداوار کے ساتھ، جذب یونٹ عام طور پر ایک پروگرام شدہ سائیکل کے مطابق کام کرتا ہے جبکہ آکسیجن وصول کرنے والا پیداوار اور استعمال کے درمیان مختصر مدت کے فرق کو جذب کرتا ہے۔ اگر طلب ایک توسیعی مدت کے لیے درجہ بند پیداواری صلاحیت سے اوپر رہتی ہے، تو وصول کنندہ کا دباؤ بالآخر گر جائے گا۔ اس لیے نظام کو صرف اوسط بہاؤ کے حساب کتاب کی بجائے ایک متعین چوٹی بہاؤ کی گنجائش کی ضرورت ہے۔
خریداری کے لیے، اہم اعداد و شمار نہ صرف اوسط Nm³/h ہیں بلکہ کم از کم بہاؤ، عام بہاؤ، چوٹی کا بہاؤ، چوٹی کا دورانیہ، اور روزانہ لوڈ پروفائل بھی ہیں۔
سٹوریج اور سپلائی کا تسلسل
سلنڈر سسٹم آکسیجن کو براہ راست پریشر والے برتنوں کے اندر ذخیرہ کرتے ہیں۔ اگر کافی سلنڈر سائٹ پر رکھے جائیں تو فیکٹری کئی دنوں کی سپلائی برقرار رکھ سکتی ہے، لیکن اس سے ذخیرہ کرنے کے مطلوبہ علاقے اور کام کا بوجھ بڑھ جاتا ہے۔ سلنڈر انوینٹریوں کو بھی سپلائر کے طریقہ کار اور قابل اطلاق پریشر برتن کی ضروریات کے مطابق گھمایا جانا چاہیے۔
ایکسائٹ پر PSAسسٹم عام طور پر بھرے ہوئے سلنڈروں کی بڑی انوینٹری کو برقرار رکھنے کے بجائے ریسیور میں آکسیجن کو ذخیرہ کرتا ہے۔ رسیور ادسورپشن سائیکل اور پروسیس لائن کے درمیان گیس بفر فراہم کرتا ہے۔
مسلسل پیداوار کے لیے، بیک اپ آکسیجن کا ذریعہ اہم رہتا ہے۔ اگر PSA کمپریسر بجلی کی خرابی، زیادہ گرمی، دیکھ بھال، یا کنٹرول کی خرابی کی وجہ سے رک جاتا ہے، تو ذخیرہ شدہ آکسیجن صرف ایک محدود مدت کے لیے اس عمل کو سہارا دے سکتی ہے۔ اس لیے بیک اپ سلنڈر مینی فولڈ کو نیچے کی طرف منسلک کیا جا سکتا ہے تاکہ PSA آلات کے معائنہ کے دوران پیداوار جاری رہ سکے۔
انسٹالیشن اور سسٹم انٹیگریشن
PSA کی پیداوار کے ساتھ سلنڈروں کو تبدیل کرنے کے لیے فیکٹری کے گیس کے بنیادی ڈھانچے میں تبدیلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ تنصیب میں کمپریسر، ایئر ریسیور، فلٹریشن اسمبلی، جذب کرنے والے برتن، آکسیجن ریسیور، کنٹرول کیبنٹ، اور متعلقہ پائپنگ کے لیے جگہ فراہم کرنی چاہیے۔
کمپریسڈ ہوا کو جذب کرنے والے برتنوں میں داخل ہونے سے پہلے فلٹریشن کے مخصوص مراحل سے گزرنا چاہئے۔ مائع پانی کو سالماتی چھلنی تک پہنچنے سے روکنے کے لیے کنڈینسیٹ کو ایئر ریسیور اور فلٹرز سے نکالنا چاہیے۔ پھر آکسیجن پائپنگ رسیور کو پریشر ریگولیشن اور پروسیس ڈسٹری بیوشن سسٹم سے جوڑتی ہے۔
الیکٹریکل سسٹم کو کمپریسر اور کنٹرول کا سامان مینوفیکچرر کے ریٹیڈ وولٹیج اور کرنٹ کے مطابق فراہم کرنا چاہیے۔ وینٹیلیشن پر بھی غور کیا جانا چاہئے کیونکہ کمپریسر مسلسل آپریشن کے دوران حرارت پیدا کرتے ہیں، جبکہ PSA ایگزاسٹ دوبارہ تخلیق کے دوران نائٹروجن سے بھرپور گیس خارج کرتا ہے۔
کمیشن کرنے سے پہلے، انجینئرز عام طور پر پائپنگ کی صفائی، پریشر کی سالمیت، والو آپریشن، آکسیجن کی پاکیزگی، آؤٹ لیٹ پریشر، بہاؤ کی گنجائش اور الارم کے افعال کی تصدیق کرتے ہیں۔ آکسیجن تجزیہ کار کو اس بات کی تصدیق کرنی چاہیے کہ پراسیس کا سامان گیس حاصل کرنے سے پہلے پیدا ہونے والی گیس مخصوص طہارت کو پورا کرتی ہے۔
بحالی اور ناکامی کے طریقوں
سلنڈر سسٹمز کو بنیادی طور پر سلنڈر والوز، ریگولیٹرز، لچکدار ہوزز، کئی گنا کنکشنز اور سیل کے معائنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک والو یا کنکشن میں رساو مسلسل آکسیجن جاری کر سکتا ہے اور پیداوار کی پیداوار میں اضافہ کیے بغیر کھپت میں اضافہ کر سکتا ہے۔
PSA سسٹمز میں میکانیکی اور عمل سے متعلق ناکامی کے طریقوں کی ایک وسیع رینج ہوتی ہے۔ کمپریسر کو زیادہ گرم کرنے سے ہوا کی ترسیل کم ہو سکتی ہے، بھرے ہوئے فلٹرز پریشر میں کمی کو بڑھا سکتے ہیں، سوئچنگ-والو پہننے سے جذب کی ترتیب میں خلل پڑ سکتا ہے، اور سالماتی چھلنی کی آلودگی نائٹروجن جذب کرنے کی صلاحیت کو کم کر سکتی ہے۔
آکسیجن کی پاکیزگی میں کمی جذب کرنے کے چکر، فیڈ ایئر کنڈیشن، والو ٹائمنگ، سالماتی چھلنی کی حالت، یا ضرورت سے زیادہ مصنوعات کی طلب کے ساتھ مسائل کی نشاندہی کر سکتی ہے۔ فلٹرز پر دباؤ میں کمی آلودگی کی نشاندہی کر سکتی ہے، جبکہ غیر معمولی کمپریسر خارج ہونے والا درجہ حرارت ٹھنڈک یا مکینیکل مسائل کی نشاندہی کر سکتا ہے۔
اس لیے دیکھ بھال میں کمپریسر کا معائنہ، فلٹر کی تبدیلی، کنڈینسیٹ ہٹانا، والو سائیکل مانیٹرنگ، آکسیجن اینالائزر کیلیبریشن، پریشر ڈراپ پیمائش، اور آپریٹنگ اوقات اور مینوفیکچرر کی ضروریات کے مطابق جذب کرنے والے نظام کا معائنہ شامل ہونا چاہیے۔
