खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र के ट्रांसफॉर्मर का चयन: वीएफडी लोड, वॉशडाउन क्षेत्रों और शीतलन कार्य के लिए आकार निर्धारण

मध्य-पश्चिम में एक हिमीकृत खाद्य संयंत्र ने दो पुराने ७५० केवीए इकाइयों को एकल १,५०० केवीए शुष्क प्रकार के ट्रांसफॉर्मर से प्रतिस्थापित किया, जिसका आकार सीधे चल रहे लोड की सूची से निर्धारित किया गया था। ग्यारह महीने बाद, रात के समय सफाई-इन-प्लेस वॉशडाउन के दौरान वाइंडिंग तापमान रिले ट्रिप करने लगा, जबकि मीटर पर नामपट्ट धारा का केवल ६०% ही दिख रहा था। इकाई अतिभारित नहीं थी। यह गीली, धूल भरी थी और एक कमरे में स्थित थी जिसका तापमान अगस्त में ४३°से तक पहुँच गया था।

उस एक वापसी कॉल ने यह स्पष्ट कर दिया कि एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र का ट्रांसफॉर्मर इसे कार्यालय भवन के ट्रांसफॉर्मर की तरह निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता। खाद्य निर्माण में लगभग हर लोड गीला, चक्रीय, हार्मोनिक-समृद्ध या इन तीनों का संयोजन होता है, और विनिर्देश को इन तीनों को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

 

खाद्य संयंत्र सामान्य आकार निर्धारण नियमों को क्यों तोड़ते हैं

अधिकांश औद्योगिक लोड सुव्यवस्थित रूप से काम करते हैं। एक चिलर अपनी रेटिंग के एक भविष्यवाणि योग्य प्रतिशत के पास चलता है, एक कार्यालय भवन शाम ५ बजे चरम पर पहुँचता है और रात भर निष्क्रिय रहता है, और ट्रांसफॉर्मर का तापीय समय स्थिरांक धीरे-धीरे अंतर को अवशोषित कर लेता है। खाद्य उत्पादन इस पैटर्न को अस्वीकार कर देता है। शीतलन कंप्रेसर लोड के साथ शुरू होते हैं। मिक्सर और फिलर प्रति शिफ्ट हज़ारों बार दिशा बदलते हैं। और वह कमरा जिसमें ट्रांसफॉर्मर स्थित है, आमतौर पर वही कमरा होता है जिसे शिफ्ट के अंत में सैनिटेशन कर्मचारी धोते हैं।

इस प्रकार की परियोजना पर तीन मान्यताएँ सबसे अधिक बार विफल हो जाती हैं। पहली, डिज़ाइन एम्बिएंट को ३०°से. लिखा जाता है, जबकि वास्तव में यांत्रिक कक्ष या वॉशडाउन एल्कोव गर्मियों में ४०°से. से ४५°से. तक चलता है, जिससे इकाई के लोडिंग मार्जिन को धीरे-धीरे कम कर दिया जाता है। दूसरी, चक्रीय शीतन भार को निरंतर मान लिया जाता है, क्योंकि कुल केवीए कागज पर स्वीकार्य प्रतीत होता है। तीसरी, विकृति को अनदेखा कर दिया जाता है, क्योंकि जुड़े हुए केवीए को स्वच्छ दिखाया गया था; कोई भी व्यक्ति छह-पल्स ड्राइव्स द्वारा वास्तव में कितनी ऊर्जा खींची जाती है, यह नहीं जोड़ता है।

यहाँ व्यावहारिक परिणाम है। जब ये तीनों मान्यताएँ एक साथ गलत होती हैं, तो एक ट्रांसफॉर्मर, जो लोड-फ्लो अध्ययन के अनुसार तापीय रूप से उपयुक्त है, दूसरी गर्मी में रखरखाव की समस्या बन जाता है, और संयंत्र निर्माता को ऐसे विनिर्देश के लिए दोषी ठहराता है जिसका किसी ने भी तनाव परीक्षण नहीं किया था।

 

खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र के ट्रांसफॉर्मर विनिर्देश को निर्धारित करने वाले तीन भार

शीतन और हिमीकरण। पेंच और दोलायमान कंप्रेसर, अमोनिया या कैस्केड CO2 प्रणालियाँ, और वे कम-तापमान के कमरे जिनकी सेवा वे करते हैं। शुरुआत करना सबसे कठिन हिस्सा है: एक लाइन-टू-लाइन कंप्रेसर पहले के कुछ हिस्से के लिए लगभग छह से आठ गुना पूर्ण-भार धारा खींचता है, और एक लोड के साथ शुरू होने वाला कंप्रेसर उन संयंत्रों में झूठी रिले ट्रिप का क्लासिक कारण है जहाँ मूल सेवा के निर्माण के बाद हिमीकरण क्षमता को जोड़ा गया था।

वीएफडी-चालित प्रक्रिया लाइनें। कन्वेयर, मिक्सर, फिलर, कैपर और पैकेजिंग मशीनें अब लगभग सभी ड्राइव-आधारित हैं। यांत्रिक लाभ वास्तविक है, लेकिन एक छह-पल्स ड्राइव फ्रंट एंड एक गैर-ज्या धारा खींचता है, और वह धारा बढ़ाती है वीएफडी समहार्मोनिक्स और उनके साथ आने वाली अतिरिक्त वाइंडिंग और विखरी हुई हानियाँ। ड्राइव-प्रधान लाइन पर, बिना शमन के २५% से ४०% तक की धारा विकृति सामान्य है, जो ठीक वही स्थिति है जहाँ एक मानक सामान्य-उद्देश्य इकाई अपने नामपट्ट के सुझाव से अधिक गर्म होकर चलने लगती है।

वॉशडाउन, सीआईपी और आर्द्रता। क्लीन-इन-प्लेस रसायन दुर्बल, अम्लीय और आर्द्र होता है, और यह विद्युत कक्ष तक केवल छींटों के रूप में नहीं, बल्कि वाष्प के रूप में भी पहुँचता है। एक वाइंडिंग पर संघनन वह विफलता का रूप है जिसकी कोई तस्वीर नहीं ली जाती: विद्युत रोधकता कम हो जाती है, टर्मिनल्स पर ट्रैकिंग शुरू हो जाती है, और एक इकाई जो दो साल पहले कारखाने के परीक्षण में उत्तीर्ण हुई थी, एक नियमित क्षेत्र परीक्षण में विफल हो जाती है।

 

शुष्क प्रकार या द्रव-मग्न? हमारे द्वारा उपयोग किया जाने वाला निर्णय सारणी

एक खाद्य भवन के अंदर डिफ़ॉल्ट उत्तर एक ड्राई टाइप ट्रांसफॉर्मर है, क्योंकि इसमें कोई ज्वलनशील द्रव नहीं है, कोई गुप्त कक्ष की आवश्यकता नहीं है, और उत्पादन फर्श के चारों ओर डिज़ाइन करने के लिए कोई तेल धारण व्यवस्था नहीं है। कास्ट रेजिन और वीपीआई इकाइयाँ एक वेंटेड शुष्क इकाई की तुलना में कारखाने की धूल और तापमान चक्र को बेहतर ढंग से सहन करती हैं।

द्रव-मग्न इकाइयाँ अभी भी उन स्थानों पर प्रभुत्व बनाए रखती हैं जहाँ भार बड़ा होता है और स्थान बाहरी होता है: एक मुख्य आवक इकाई, मेगावाट-वर्ग शीतन के साथ एक हिमीकरण संयंत्र, या साइट उपयोगिता सेवा के साथ साझा की गई एक उप-केंद्र। नीचे दी गई सारणी इस चयन के बारे में हमारे ग्राहकों को मार्गदर्शन देने का संक्षिप्त संस्करण है।

निर्णय बिंदु	शुष्क प्रकार (कास्ट रेजिन / वीपीआई)	द्रव-डूबा
रखने का स्थान	आंतरिक विद्युत कक्ष, मेज़ानीन और सीआईपी क्षेत्र	बाहरी कंक्रीट पैड या बाड़ लगा हुआ आंगन
अग्नि एवं बीमा	कोई ज्वलनशील द्रव नहीं; भोजन की इमारतों के अंदर प्राथमिकता	एनईसी 450 के अनुसार वॉल्ट या पृथक्करण की आवश्यकता होती है
इनक्लोजर	एनईएमए 12, या धोये जाने वाले क्षेत्रों के लिए एनईएमए 4X स्टेनलेस (आईपी54+)	वेल्डेड टैंक, सी5-एम कोटिंग, सील किया गया या कंज़र्वेटर
नमी व्यवहार	धोने वाले कमरों में घनघन वाष्प रोकने के हीटर की आवश्यकता होती है	सील किया गया टैंक और श्वासन या कंज़र्वेटर चक्रीय संचालन को संभालता है
सामान्य संयंत्र आकार	३०० केवीए से ३,००० केवीए	१,००० केवीए से १०,००० केवीए
प्रायोजन नियम	वैक्यूम धूल, टॉर्क जाँच, अवरक्त स्कैन	आईईईई सी५७.१०४ के अनुसार घुलित गैस और नमी परीक्षण

खरीदारों का ध्यान आकर्षित करने वाला एक सूक्ष्म बिंदु: एक बाहरी तेल यूनिट को केवल इसलिए कि यह प्रति केवीए सस्ती है, धोने-समीप लोड के लिए शायद ही कभी उत्तर माना जाता है। जब एनईसी अनुच्छेद ४५० द्वारा आवश्यक वॉल्ट, अलगाव, अग्नि सुरक्षा और तेल धारण की लागत की गणना की जाती है, तो स्थापित लागत आमतौर पर उस सौदे से बाहर हो जाती है जो कोटेशन में सुझाई गई थी।

 

हम जो आकार निर्धारण संख्याएँ वास्तव में लागू करते हैं

एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र का ट्रांसफॉर्मर यह लोड सूची से शुरू होता है, लेकिन ड्यूटी साइकिल के साथ समाप्त होता है। एक खाद्य परियोजना में, हम एनईसी अनुच्छेद २२० के अनुसार जुड़े हुए लोड का निर्माण करते हैं, अनुच्छेद ४३० के अनुसार सबसे बड़े मोटर को १२५% के साथ लागू करते हैं, फिर प्रत्येक संयंत्र द्वारा पाँच वर्षों के भीतर किए जाने वाले दो कार्यों के लिए स्पष्ट मार्जिन जोड़ते हैं: एक और फ्रीज़िंग लाइन, और एक और ड्राइव-फेड पैकेजिंग मशीन।

हमारी ऑर्डर बुक से एक विशिष्ट मध्यम आकार के शुष्क प्रकार के विनिर्देश का उदाहरण इस प्रकार है: १,००० केवीए, ४८० वी डेल्टा प्राथमिक से ४८०वाई/२७७ वी द्वितीयक, ५.७५% प्रतिबाधा, २२०°से इन्सुलेशन प्रणाली, और तापमान उत्थान वर्ग का चयन कमरे की स्थिति के आधार पर किया जाता है, आदत के आधार पर नहीं। १५०°से उत्थान वाली इकाई मानक कार्यशील इकाई है; ८०°से उत्थान वाली इकाई ४०°से से अधिक तापमान वाले कमरे में इन्सुलेशन के जीवन को स्पष्ट रूप से लंबा करती है और जब ट्रांसफॉर्मर फ्रायर लाइन के निकट स्थित होता है, तो अतिरिक्त तांबे की लागत के लिए यह उचित है।

जब वीएफडी समहार्मोनिक्स संयंत्र पर प्रभुत्व जमाने के लिए, हम अनुमान लगाने के बजाय डे-रेटिंग करते हैं। आईईईई सी57.110 मानक गैर-साइनॉइडल लोड धारा के तहत क्षमता की स्थापना करने की विधि निर्दिष्ट करता है, और यूएल 1561 के-फैक्टर रेटिंग्स (के-4, के-9, के-13, के-20) प्रदान करता है, जिनके आधार पर खरीदार हार्मोनिक धारा को संभालने की क्षमता को निर्दिष्ट कर सकता है, बिना अधिकतम अनुमत तापमान वृद्धि को पार किए। कुछ छोटे ड्राइव वाले संयंत्र के लिए, के-4 रेटिंग के साथ दस्तावेज़ीकृत डे-रेटिंग गणना आमतौर पर पर्याप्त होती है। पैकेजिंग लाइनों से भरे हॉल के लिए, के-13 ईमानदारी से शुरुआती बिंदु है, और के-20 तब प्रकट होता है जब ड्राइव बड़े आकार के हों और शमन बजट को परियोजना के अंतिम चरण में काट दिया गया हो। अधिक वीएफडी समहार्मोनिक्स बस पर, सामान्य उद्देश्य की इकाई कम से कम उचित उत्तर होती है।

मोटर की शुरुआत के लिए अलग से जाँच की जाती है। हम बस वोल्टेज डिप को सबसे बड़े कंप्रेसर के तहत १०% से कम रखते हैं, जहाँ भी उपयोगिता या संयंत्र प्रक्रिया इसे अनुमति दे सकती है; और जब गणितीय गणना संतुष्ट नहीं होती, तो हम इसे जल्दी से स्पष्ट कर देते हैं, क्योंकि विकल्प — एक बड़ी इकाई, एक सॉफ्ट स्टार्टर, या एक VSD — सभी ट्रांसफॉर्मर के ऑर्डर करने से पहले कम खर्चीले होते हैं, न कि कंक्रीट के पैड के ढाले जाने के बाद।

 

एनक्लोज़र, आर्द्रता और प्रमाणन कागजात

एनक्लोज़र वह स्थान है जहाँ वॉशडाउन संयंत्रों की जीत या हार तय होती है। एक शुष्क कमरे के लिए धूल और टपकते पानी के लिए NEMA टाइप १२ चाहिए; एक कमरा जिसे सैनिटेशन दल सीधे होज़ से धोता है, उसके लिए स्टेनलेस स्टील में टाइप ४X चाहिए। NEMA एनक्लोज़र प्रकाशन सूची यह वह संदर्भ है जो अधिकांश उत्तर अमेरिकी विद्युत ठेकेदार पहले से ही अपने साथ रखते हैं, और यह ‘वॉशडाउन रेटेड’ के आपूर्तिकर्ता कैटलॉग दावे को स्वीकार करने के बजाय परिभाषाओं को पढ़ने लायक है।

इकाई के अंदर, सस्ता बीमा थर्मोस्टैटिक नियंत्रित एंटी-कंडेंसेशन हीटर्स और ड्रिप शील्ड से युक्त है, जिनका विनिर्देश शुरू से ही किया गया है। एक सील्ड कास्ट रेज़िन इकाई में हीटर्स को रीट्रोफिट करना या तो असुविधाजनक है या फिर असंभव है, और ऑर्डर के समय इस विकल्प की लागत कमीशनिंग दिवस पर असफल इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण की तुलना में नगण्य है।

प्रमाणन दूसरा वह हिस्सा है जिसे खरीदार अक्सर कम आंकते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, ड्राई-टाइप इकाइयाँ UL 1561 के अनुसार सूचीबद्ध होती हैं; कनाडा में निर्माण के लिए प्रभावी मानक CSA C22.2 No. 47 है। दक्षता भी महत्वपूर्ण है: यू.एस. डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी के वितरण ट्रांसफॉर्मर्स के लिए मानक, जो 'DOE वितरण ट्रांसफॉर्मर्स कार्यक्रम पृष्ठ' पर सारांशित हैं, DOE वितरण ट्रांसफॉर्मर्स कार्यक्रम पृष्ठ का अनुपालन तिथि 23 अप्रैल 2029 है, जो अधिकांश पाँच-वर्षीय पूंजीगत योजनाओं की धारणा से अधिक निकट है। और जहाँ उपकरण एक स्वच्छता क्षेत्र में स्थित होता है, वहाँ डिज़ाइन भाषा विद्युत कोड्स के बजाय खाद्य उद्योग के अभ्यास से आती है, जिसके कारण 3-A स्वच्छ मानक एक बोल्टेड पैनल को स्वीकार करने से पहले मार्गदर्शन देखने लायक है, जिसमें एक फिलर के बगल में उजागर फास्टनर्स हों।

 

रयान इलेक्ट्रिक भोजन संयंत्र के ऑर्डर को कैसे संभालती है

हम जियांगसू में १२०,००० वर्ग मीटर के कारखाने में कास्ट रेज़िन और वीपीआई शुष्क प्रकार के ट्रांसफॉर्मर्स तथा तेल-डूबे यूनिट्स का निर्माण करते हैं, जहाँ १८० से अधिक उत्पादन उपकरणों के सेट और डिज़ाइन के पीछे ३७ पेटेंट्स हैं; और जो भोजन एवं पेय पदार्थ का कार्य हम देखते हैं, वह आमतौर पर किसी एक विदेशी रेटिंग के बारे में नहीं होता है। यह उन निर्माण के छोटे-छोटे, लेकिन महत्वपूर्ण विवरणों को सही ढंग से पूरा करने के बारे में है: वह एन्क्लोज़र जो एक होज़ के सामने भी टिक जाए, वह के-फैक्टर जो ड्राइव्स के सामने भी टिक जाए, वे एंटी-कंडेनसेशन हीटर्स जिनके बारे में किसी ने भी पूछा न हो, और वह तापमान वृद्धि वर्ग जो वास्तविक कमरे के अनुरूप हो।

२०२३ से एटन के संयुक्त उद्यम साझेदार के रूप में, हम दस्तावेज़ीकरण के पक्ष को भी संभालते हैं — यूएल, सीएसए, आईईईई और डेक्रा फ़ाइलें, नामपट्ट चिह्न, और कारखाने की परीक्षण रिपोर्टें जिन्हें किसी संयंत्र का बीमा इंजीनियर या कोई तृतीय-पक्ष निरीक्षक वास्तव में सत्यापित कर सकता है।

हम अपने प्रत्येक ग्राहक को एक आदत अपनाने की सिफारिश करते हैं: धुलाई के वातावरण और शीतलन प्रारंभ कार्य को विनिर्देशन में ही लिखें, ईमेल विषय-वस्तु में नहीं। आपूर्तिकर्ता विनिर्देशन में जो लिखा होता है, उसी के आधार पर कोटेशन देते हैं, और एक विनिर्देशन जिसमें केवल “१,००० केवीए, ४८० वी” लिखा होता है, ठीक उसी के अनुसार कोट किया जाएगा। खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र का ट्रांसफॉर्मर विनिर्देशन में केवल “१,००० केवीए, ४८० वी” लिखा होता है, ठीक उसी के अनुसार कोट किया जाएगा।

 

हमें अपनी लोड सूची और कमरे की परिस्थितियाँ भेजें

यदि आप कोई हिमीकरण लाइन जोड़ रहे हैं, कोई संतृप्त यूनिट प्रतिस्थापित कर रहे हैं, या किसी नए संयंत्र के लिए विनिर्देशन कर रहे हैं, तो कृपया हमें लोड सूची, कमरे का वातावरण और यूनिट के स्थापना स्थान की एक तस्वीर भेजें। यह अक्सर हमारे इंजीनियरों के लिए पर्याप्त होता है कि वे आपको बता सकें कि क्या १५०°से का उठाव या ८०°से का उठाव वाली यूनिट उस स्थान के लिए उपयुक्त है, स्वच्छता कर्मियों के कारण आपको कौन-सा एन्क्लोज़र चुनना पड़ेगा, और ड्राइव्स के लिए कौन-सा के-फैक्टर आवश्यक है — कोटेशन लिखे जाने से पहले ही। हमसे संपर्क करने के लिए ryantransformers.com के माध्यम से हमारे पास पहुँचें, और हम आपको एक विनिर्देशन, कैटलॉग के पृष्ठ के बजाय, वापस भेजेंगे।

लेखक के बारे में: यह लेख रायन इलेक्ट्रिक की इंजीनियरिंग टीम द्वारा लिखा गया था, जो एटन का संयुक्त उद्यम साझेदार और जियांगसू, चीन में यूएल/सीएसए-प्रमाणित ट्रांसफॉर्मर निर्माता है, जो उत्तर अमेरिका, दक्षिणपूर्व एशिया, मध्य पूर्व और अफ्रीका भर के खाद्य एवं पेय प्रसंस्करण उद्योगों, डेटा केंद्रों, ऊर्जा आपूर्ति कंपनियों और औद्योगिक संयंत्रों को शुष्क प्रकार और तेल-आधारित ट्रांसफॉर्मर प्रदान करता है।