الأكسجين و PSA
كم تستهلك محطة أكسجين PSA من الكهرباء؟
كم تستهلك محطة أكسجين PSA من الكهرباء لكل متر مكعب من الأكسجين؟
إجابة مختصرة
تقدّر الإرشادات المنشورة استهلاك محطة أكسجين PSA التقليدية بنحو 1.2 kWh لكل متر مكعب من الأكسجين: إذ تعطي قاعدة تقريبية لمنظمة الصحة العالمية خاصة بكوفيد-19 صدرت في 2020 قيمة 1.22 kWh ±5% لكل m³ من التدفق الكلي، وتعطي PATH نحو 1.2 kWh لكل Nm³ عند 65 psig. ويتوقف الرقم على التصميم وضغط التسليم.
الأرقام المنشورة
| المصدر | الرقم | الشروط |
|---|---|---|
| منظمة الصحة العالمية، مصادر الأكسجين وتوزيعه في مراكز علاج كوفيد-19 (2020) | 1.22 kWh ±5% لكل m³ من التدفق الكلي | قاعدة تقريبية لمحطات PSA؛ وتنصح منظمة الصحة العالمية باستخدام المواصفة الفنية للمصنّع لتقدير مفصّل |
| PATH و CHAI (2021) | نحو 1.2 kWh لكل Nm³ منتَج | محطة PSA تقليدية عند 65 psig؛ ويرتفع الرقم مع ارتفاع ضغط الخدمة ومع تعبئة الأسطوانات |
| PATH و CHAI (2021) | نحو 0.39 kWh لكل Nm³ من التدفق الكلي | محطة VSA عند 2.7 psig |
| Fraunhofer IKTS | 0.9 kWh لكل Nm³ على الأقل | محطات PSA صغيرة دون 100 m³(STP) من الأكسجين في الساعة |
ما الذي يحدد الرقم
- ضغط الضاغط. تذكر النشرة الفنية لـ ULTRAOX (2022) أن كل زيادة قدرها 1 bar في ضغط الضاغط تضيف 7% إلى إجمالي استهلاك الكهرباء، ولهذا يهم انخفاض الضغط بين الهواء المضغوط ومخرج الأكسجين.
- التحكم في الضواغط. وتذكر النشرة الفنية نفسها أنه إذا لم يُحسب النظام بشكل صحيح، يُستهلك أيضًا أكثر من 20% من القدرة المركّبة عندما يخرج الضاغط من دورة الحمل.
- السرعة المتغيرة. لضاغط ULTRASCREW، وهو ضاغط محطات ULTRAOX ST، نسخة اختيارية متغيرة السرعة تقدّر نشرته الفنية توفيرها في الطاقة بما يصل إلى 35%.
- إعداد النقاء. توضح مذكرة النقاء الصادرة عن الصندوق العالمي (2024) أن المحطة المحددة بنقاء 95% (±1%) تحتاج إلى معدات أكبر من محطة بنقاء 93% (±3%) للتدفق نفسه، مع استهلاك أعلى للطاقة.
- الطلب على الهواء المضغوط. يذكر جدول ULTRACON، لكل حجم من أحجام المولد، الهواء المضغوط الذي يستهلكه عند نقاء 93% و 95%، وهو ما يجب أن تزوّده الضواغط.
- تعبئة الأسطوانات. تشير PATH إلى أن الاستهلاك يزداد عندما تعبّئ المحطة الأسطوانات أيضًا.
تشير النشرة الفنية لـ ULTRAOX ST إلى أن قدرة الضاغط وضغطه قد يختلفان باختلاف ظروف الخدمة التي تتطلبها المنشأة الصحية، لذا يأتي رقم الكهرباء لمحطة معيّنة من تحديد سعتها لا من نسبة منشورة واحدة. وتستهلك محطات VSA طاقة أقل لكل متر مكعب، لكنها تنتج الأكسجين بضغط أقل بكثير وتحتاج غالبًا إلى ضاغط معزز للضغط لتغذية شبكة المستشفى، وفقًا لـ PATH.
أسئلة أخرى
هل تستهلك محطة VSA كهرباء أقل من محطة PSA؟
تعطي PATH و CHAI (2021) نحو 0.39 kWh لكل Nm³ من التدفق الكلي لمحطة VSA عند 2.7 psig، مقابل نحو 1.2 kWh لكل Nm³ لمحطة PSA التقليدية عند 65 psig، لكن خرج VSA يحتاج غالبًا إلى ضاغط معزز للضغط لبلوغ ضغط الشبكة.
لماذا يهم ضغط التسليم؟
تزداد طاقة الضاغط مع الضغط: إذ تذكر النشرة الفنية لـ ULTRAOX (2022) أن كل bar إضافي في ضغط الضاغط يضيف 7% إلى إجمالي استهلاك الكهرباء.
المصادر
- منظمة الصحة العالمية، Oxygen sources and distribution for COVID-19 treatment centres، إرشادات مؤقتة (4 أبريل 2020)
- PATH and CHAI، Oxygen Generation and Storage: Pressure/Vacuum Swing Adsorption Plant (يوليو 2021)
- Fraunhofer IKTS، الطلب على الطاقة في محطات الأكسجين الغشائية
- Global Fund / Build Health International، Briefing Note: PSA Plant Oxygen Purity (3 أبريل 2024)
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX 2022، ص. 5
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX ST، ص. 5
- النشرة الفنية لـ ULTRASCREW، ص. 2
- النشرة الفنية لـ ULTRACON، ص. 3
أرقام Ultra Controlo مأخوذة من نشراتها الفنية. وقد قُرئت معلومات الجهات الأخرى من مصدرها في التاريخ المذكور.