מבוא למגבלות סוללה למהנדסים

כסטודנט להנדסה או מהנדס, אתה יודע שבבתי זיקוק ובמפעלים כימיים יש הרבה תהליכים ומערכות חשובות ששומרים עליהם.

אחד החשובים ביותר הוא מגבלות הסוללה.

זהו תחום הכולל יחידת עיבוד או קבוצת יחידות, וכן את השירותים והשירותים הנלווים אליהם.

בעולם המהיר של היום, שבו הצורך באנרגיה הולך וגדל, הופך להיות יותר ויותר חשוב להיות מסוגל לנהל ולייעל את מגבלות הסוללה.

מאמר זה יספר לכם את כל מה שאתם צריכים לדעת על מגבלות הסוללה וחשיבותן בעולם ההנדסה, החל מהגורמים המשפיעים על ביצועי הסוללה ועד דרכים לאגירת אנרגיה רבה יותר.

אז בואו נצלול פנימה וללמוד עוד על העולם המרגש של מגבלות הסוללה.

מבוא למגבלות סוללה

הגדרה פורמלית:

אזור בבית זיקוק או במפעל כימי הכולל יחידת עיבוד או סוללת יחידות יחד עם השירותים והשירותים הקשורים אליהם.

מגבלות הסוללה הן חלק חשוב מהאופן שבו בתי זיקוק, מפעלים כימיים ומפעלים אחרים מתוכננים, בנויים, פועלים, מתחזקים ונשמרים בטוחים.

במאמר זה, נדבר על מגבלות הסוללה, כיצד הן פועלות בתחומים שונים ומדוע הן חשובות בהנדסה.

מה הגבולות של סוללה?

מגבלות הסוללה הן הקווים הברורים בין שני תחומי אחריות.

קווים אלה יכולים להיות פיזיים, כמו אוגן על צינור, או שהם יכולים להיות זמן מסוים בעבר או בעתיד.

בהקשר של בתי זיקוק ומפעלים, מגבלות הסוללה מתארות את השטח ישירות סביב יחידת תהליך או בית זיקוק, הכולל את כל חלקי היחידה או המפעל.

גבולות הסוללה נקבעים לרוב על ידי הכבישים המקיפים את האזור שבו מתרחש תהליך ייצור זה.

באזור זה יש ציוד לתהליך וייתכן שיהיו גם מיכלים לתהליך.

מגבלות סוללה בהנדסה

מגבלות הסוללה הן חלק חשוב מאוד מהאופן שבו מפעלים מתוכננים, בנויים, פועלים, מתחזקים ושומרים על בטיחותם.

על ידי פיצול המפעל למספר יחידות, עבודת התכנון הופכת לקלה יותר וניתן להשתמש ברישיונות שונים מחברות שונות במקביל.

עלויות מחוץ לאתר, המכונות גם "השקעות OSBL", כוללות את העלויות של שיפור החצר ובניית מתקנים נוספים.

שיפור החצר הוא העלות של הוספת מתקן חדש בגבולות הסוללה.

מגבלות הסוללה חשובות בעת תכנון ובניית מפעלים שיכולים להתמודד בבטחה עם תהליכים מסובכים.

הם מאפשרים בידוד במהלך תחזוקה ומקרי חירום, ומוודאים שניתן לנתק קווים מסוכנים ואספקת חשמל או להפריד אותם ממגבלת הסוללה כדי לעצור את התפשטות הנזק לשאר המפעל.

בקיצור, מגבלות הסוללה קובעות את השטח סביב יחידת תהליך או בית זיקוק הכוללים את כל חלקי היחידה או המפעל.

הוא מוקף בדרך כלל בכבישים ויש לו ציוד תהליכי ויכול להיות גם מיכלים המשמשים בתהליך.

מגבלות הסוללה מקלות על עבודת התכנון על ידי חלוקת מפעלים למספר יחידות המקושרות יחד עם מתלים, תעלות וכבישים של צינורות OSBL.

הם חשובים לתכנון, בנייה, ריצה, עמידה בקצב והבטחת הצמחים.

מבוא למגבלות הסוללה: העולם המרתק להפליא של סוללות מוגבלות

עדיין קשה להבין? תן לי לשנות קצת את נקודת המבט:

נמאס לך לעבוד בתחום שתמיד פורץ את גבולות הטכנולוגיה והרעיונות החדשים? האם אתה מייחל לפעמים לימים שבהם תוכל פשוט להכניס סוללת AA לשלט הרחוק שלך? אז יש לך מזל! היום, אנחנו הולכים לקחת הפסקה מעולם הגאדג'טים המגניבים והמכונות המסובכות כדי לדבר על מגבלות הסוללה, שהן מפתיעות באופן מפתיע.

אז, התיישב, הרימו את הרגליים, והתכוננו ללמוד על העולם המרגש של... חכו לזה... סוללות בעלות כמות מוגבלת של כוח.

אוקיי, זו הייתה רק בדיחה שנעשתה כדי להיראות כמו פרסומת בטלוויזיה.

כעת נחזור להסבר.

יחידות ושירותים במסגרת מגבלות הסוללה

מגבלות סוללה פנימיות (ISBL)

Inside Battery Limits (ISBL) מתייחס לכל הציוד והחלקים הפועלים על זרם ההזנה הראשי של תהליך.

זה כולל יחידות עיבוד כמו משאבות, מדחסים, מחליפי חום, כורים, עמודות זיקוק ועוד.

מגבלת הסוללה מקלה על עבודת התכנון על ידי חלוקת העלילה כולה למספר אזורים (הנקראים "יחידות").

כל יחידה כוללת את כל החלקים של יחידה או מפעל, כמו ציוד, צינורות ושסתומים.

מחוץ לגבולות הסוללה (OSBL)

UA&O, המהווה ראשי תיבות של שירותים, מקורות עזר ואתרים מחוץ לאתרים, נכללים בדרך כלל בעלויות של מגבלות סוללה חיצוניות.

UA&O הוא כינוי לדברים שאינם במגבלות הסוללה.

זה כולל דברים כמו ייצור ומערכות אספקת חשמל, ייצור של קיטור ומי קירור, ואספקה ​​ומיחזור של מי תהליך.

מתקנים לא תעשייתיים בגבולות הסוללה

מתקנים לא תעשייתיים כמו מרכזי תקשורת, בתי משפט, מעונות, בתי מלון, מתחמי דירות גדולים, שגרירויות, בנייני משרדים, בתי חולים, מעבדות, מתקני תחזוקה, בתי קולנוע, חניונים, מרכזי כושר, בתי כלא, מסעדות ומבנים קמעונאיים יכולים להיות גם כפופים. למגבלות הסוללה.

רוב הזמן, מתקנים אלו נספרים כחלק ממגבלות הסוללה כאשר הם נמצאים באותו חלקה כמו מתקנים תעשייתיים ומשתמשים באותם שירותים, שירותים ותשתיות.

מטרה ויתרונות של מגבלות סוללה

מטרת מגבלות הסוללה

המטרה של מגבלות הסוללה היא להקל על עבודת התכנון על ידי חלוקת החלקה כולה למספר אזורים או יחידות המחוברות באמצעות מתלים, תעלות וכבישים של צינורות OSBL.

מגבלות הסוללה עוזרות לוודא שניתן להשתמש ברישיונות לטכנולוגיות שונות מחברות שונות בו-זמנית.

זה מקל על עבודת העיצוב, מה שמאפשר לצוות העיצוב להתמקד במה שכל יחידה צריכה ומוודא שכל יחידה יכולה לעבוד בעצמה.

על ידי כך ניתן לשפר את הבטיחות, היעילות והתחזוקה של הבניין כולו.

היתרונות של מגבלות סוללה

מגבלות הסוללה הן חלק חשוב לוודא שבתי זיקוק ומפעלים כימיים הם מקומות עבודה בטוחים.

הם מאפשרים לצוות התחזוקה להפריד בין יחידה או קו ממגבלת סוללה כדי שיוכלו לעבוד על היחידה או הקווים בבטחה.

במפעל, אם יש מצב חירום, ניתן לחתוך קווים מסוכנים ואספקת שירותים או להפריד אותם ממגבלת הסוללה כדי למנוע מהנזק להתפשט לשאר המפעל.

יש גם מספר יתרונות אחרים למגבלות הסוללה, כגון:

• תחזוקה קלה יותר: מגבלות הסוללה מקלות על הטיפול בציוד ובקווים, כך שהיחידות תמיד במצב טוב.
• עיצוב יעיל: מגבלות הסוללה מקלות על תהליך התכנון, מה שעוזר להוזיל את העלות הכוללת של תכנון ובניית המפעל.
• בטיחות וניהול סיכונים:" מגבלות הסוללה מאפשרות להפעיל את המפעל בבטחה ומסייעות במניעת תאונות בכך שהיא מקלה על כיבוי קווים מסוכנים ואספקת חשמל.
• אופטימיזציה של תהליכים: "מגבלות הסוללה מאפשרות אופטימיזציה של תהליכים שונים, מה שעוזר להפוך את המתקן כולו ליעיל יותר.

גורמים המשפיעים על ביצועי הסוללה

גורמים המשפיעים על קיבולת ואחסון אנרגיה

מספר דברים מגבילים את קיבולת הסוללה ואת כמות האנרגיה שהיא יכולה לאגור.

• חומרים פעילים זמינים:" הגודל והמשקל של הסוללה מגבילים את כמות החומרים הפעילים שניתן להשתמש בה.
• יציבות אלקטרוכימית של חומרים": טווח המתחים שניתן להשתמש בסוללה מוגבל על ידי היציבות האלקטרוכימית של החומרים, מה שמגביל גם את כמות האנרגיה שניתן לאגור.
• מקום פנוי: כמות השטח הפנוי לאחסון החומרים הפעילים יכולה להגביל את כמות האנרגיה שניתן לאחסן בסוללה בגודל מסוים או במשקל מסוים.

גורמים המשפיעים על משך החיים

מספר דברים משפיעים על משך זמן הסוללה, כגון:

• דפוסי שימוש: אופן השימוש במכונית הוא אחד הדברים שמשפיעים על מהירות הזדקנות הסוללה.
• טמפרטורה:" טמפרטורות גבוהות עלולות להאיץ את הבלאי של כמעט כל חלק בסוללה ולהוות סיכוני בטיחות חמורים, כגון שריפה או פיצוץ.
• קצבי טעינה: מערכת טעינה שאינה פועלת כמו שצריך או שמטעינה כל הזמן סוללה נמוכה או מטעינה יתר על המידה יכולה להאיץ את הזדקנותה.
• תחזוקה: תחזוקה נכונה היא חובה אם אתה רוצה שהסוללה שלך תחזיק זמן רב ככל האפשר.

גורמים המשפיעים על תעריפי הטעינה

מספר דברים מגבילים כמה מהר ניתן לטעון סוללה, כגון:

• טמפרטורה: בטמפרטורות נמוכות מאוד או גבוהות מאוד, ביצועי הטעינה הולכים ומחמירים.
• קצב טעינה מומלץ: היצרנים מציעים טעינה ב-0.8C או פחות כדי להאריך את חיי הסוללה.
• תנאים רווחים: זרם דליפה יכול לגרום לסוללה להמשיך להיטען, מה שגורם ללחץ על הסוללה.
• מגבלות מתח תא:" במהלך טעינה מהירה, אין לדחוף את מגבלת המתח המקסימלי בתא כדי למנוע מהסוללה להינזק.
• דהיית קיבולת: עם הזמן, סוללת ליתיום-יון מאבדת את יכולתה להחזיק טעינה בגלל שנעשה בה שימוש רב או נחשפה לטמפרטורות גבוהות.

גורמים המשפיעים על צפיפות האנרגיה

מספר דברים מגבילים את כמות האנרגיה שסוללה יכולה להחזיק.

• סוג סוללה: כמות האנרגיה בכל סוג סוללה שונה.
• מקום פנוי: ניתן להגביל את צפיפות האנרגיה של סוללה לפי כמות השטח הפנוי לאחסון החומרים הפעילים.
• חומרים פעילים זמינים:" הגודל והמשקל של הסוללה מגבילים את כמות החומרים הפעילים שניתן להשתמש בה.

הגדלת מגבלות הסוללה ומגבלות הטעינה

הגדלת צפיפות האנרגיה

סוללות הן הדרך הנפוצה ביותר לאגירת אנרגיה, אך יש להן מגבלות בכל הנוגע לכמות האנרגיה שהן יכולות להחזיק.

חוקרים בוחנים חומרים חדשים ותהליכים כימיים שיכולים לשפר את צפיפות האנרגיה של סוללה כך שתוכל לאגור יותר אנרגיה.

הפיתוח של סוללות מוצק עם אנודות מתכת ליתיום היא טכנולוגיה מבטיחה.

סוללות אלו יכולות להיות בעלות אנרגיה כפולה מסוללות ליתיום-יון רגילות.

סוללות זרימה הן אפשרות נוספת.

הם אוגרים ומשחררים אנרגיה באמצעות תגובות כימיות בין שתי תמיסות אלקטרוליטים.

נוצרות גם מערכות היברידיות המשלבות סוללות עם דרכים אחרות לאגירת אנרגיה, כמו קבלים או אחסון אנרגיה מגנטית מוליכים-על.

אופטימיזציה של שימוש ותחזוקה

כדי לגרום לסוללות להחזיק מעמד זמן רב יותר, עדיף להשתמש בהן ולטפל בהן בצורה הטובה ביותר.

ניתן להשתמש במערכות ניהול סוללות כדי לעקוב אחר אופן הטעינה והפריקה של הסוללות ולשלוט בהן כדי לוודא שהשימוש בהן נעשה בצורה הבטוחה והטובה ביותר.

מחקר נעשה גם כדי לגרום לסוללות להחזיק מעמד זמן רב יותר ולהחזיק מעמד טוב יותר על ידי תיקון בעיות כמו בלאי אלקטרודות ואובדן קיבולת לאורך זמן.

מגבלות טעינה של הסוללה

טלפון או מחשב נייד, למשל, ניתן להגדיר בכמה דרכים שונות כדי להגביל את כמות הטעינה שלו.

אחת הדרכים לעשות זאת היא להגדיר את הגדרות ה-BIOS או UEFI של המכשיר.

אפשרות נוספת היא להשתמש באפליקציה ספציפית למותג, כמו MyASUS עבור מחשבים ניידים של ASUS.

לחלק מהמכשירים יש גם תכונות מובנות המאפשרות למשתמשים לייעל את טעינת הסוללה.

לדוגמה, לאפליקציית Surface למחשבים ניידים של Windows יש תכונה הנקראת Smart Charging, ולטלפונים של מוטורולה יש אפשרות בשם Optimized Charging בהגדרות הסוללה.

אבל חשוב לזכור שלא בכל המכשירים יש תכונות מובנות או אפליקציות שמאפשרות לך להגדיר מגבלות על כמות הסוללה שהם יכולים להשתמש בהם.

ייתכן שחלק מהמכשירים, כמו סמארטפונים, לא יאפשרו לך להגדיר מגבלות סוללה דרך הגדרות BIOS או UEFI.

לכן, חשוב לבדוק את המדריך למשתמש של המכשיר או ליצור קשר עם היצרן כדי לברר כיצד להגדיר מגבלות סוללה.

אתה יכול להגדיר מגבלת סוללה במחשב נייד על ידי ביצוע הוראות היצרן או על ידי שימוש באפליקציות של צד שלישי מחנות Google Play.

עדיף להשאיר את הסוללה טעונה בין 25% ל-85% כדי שהיא תחזיק מעמד זמן רב יותר ולא תילחץ יותר מדי משני הצדדים.

מגבלות סוללה ISBL ו-OSBL

טיפ: הפעל את לחצן הכיתוב אם אתה צריך את זה. בחר "תרגום אוטומטי" בכפתור ההגדרות, אם אינך בקי בשפה המדוברת. ייתכן שתצטרך ללחוץ תחילה על שפת הסרטון לפני שהשפה המועדפת עליך תהיה זמינה לתרגום.

סיכום

לסיכום, מגבלות הסוללה הן חלק חשוב בכל בית זיקוק או מפעל כימי, וכל מהנדס צריך לדעת מה הן, איך הן נמדדות ולמה הן משמשות.

ככל שבעיות האנרגיה בעולם ימשיכו להחמיר, יהיה חשוב יותר ויותר לייעל את מגבלות הסוללה כדי להפוך אותן ליעילות יותר ולאגור יותר אנרגיה.

אבל מעבר לצד הטכני, יש סיכוי להסתכל על מגבלות הסוללה מנקודת מבט רחבה יותר.

על ידי חשיבה על האופן שבו השימוש באנרגיה משפיע על הסביבה וכיצד מגבלות הסוללה יכולות לעזור להפחית את טביעת הרגל הפחמנית שלנו, אנו יכולים לדחוף את גבולות החדשנות ולעשות צעדים אמיתיים לעבר עתיד בר-קיימא יותר.

אז בואו נמשיך לבחון את העולם המרגש של מגבלות הסוללה, לא רק בגלל הערך הטכני שלהן אלא גם בשביל איך הן יכולות לעזור להפוך את העולם למקום טוב יותר.

קישורים והפניות

עקרונות עיצוב הנדסה כימית, פרקטיקה וכלכלה של עיצוב מפעל ותהליכים

מדריך DOE לניהול בטיחות תהליכים עבור כימיקלים מסוכנים במיוחד