কোন পাম্প নিম্ন-তাপমাত্রা তরল স্থানান্তর বিপ্লব করছে? ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প প্রবর্তন করা হচ্ছে

আপনি যদি LNG প্রসেসিং, সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং বা চিকিৎসা গবেষণার মতো শিল্পে কাজ করেন, আপনি জানেন যে কম-তাপমাত্রার তরল-তরল নাইট্রোজেন, তরল অক্সিজেন বা তরল প্রাকৃতিক গ্যাসের মতো জিনিসগুলি সরানো কতটা কঠিন। এই তরলগুলিকে খুব ঠান্ডা থাকতে হবে এবং নিয়মিত পাম্পগুলি ভেঙে যাওয়া বা কার্যকারিতা না হারিয়ে চরম তাপমাত্রা পরিচালনা করতে পারে না। কিন্তু সম্প্রতি, একটি নতুন পাম্প এই ক্ষেত্রে মাথা বাঁক করা হয়েছে:ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফুগাল পাম্প. বছরের পর বছর ধরে নিম্ন-তাপমাত্রার তরল স্থানান্তর জর্জরিত বড় সমস্যাগুলি সমাধান করার কথা। কিন্তু কী এই পাম্পটিকে আমরা আগে ব্যবহার করেছি তার থেকে এত আলাদা করে তোলে? আসুন একটি ঘনিষ্ঠভাবে তাকান.

প্রথমে, ক্রায়োজেনিক তরলগুলির ক্ষেত্রে নিয়মিত পাম্পগুলি কেন ব্যর্থ হয় সে সম্পর্কে কথা বলা যাক। বেশিরভাগ পাম্প এমন উপকরণ দিয়ে তৈরি করা হয় যা তাপমাত্রা -100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নীচে নেমে গেলে ভঙ্গুর হয়ে যায় এবং তাদের সিলগুলি প্রায়শই ফুটো হয়ে যায় কারণ ঠান্ডার কারণে অংশগুলি সঙ্কুচিত হয় বা বিকৃত হয়। এর অর্থ ঘন ঘন ভাঙ্গন, নষ্ট হওয়া তরল এবং এমনকি নিরাপত্তার ঝুঁকিও—যেহেতু কিছু নিম্ন-তাপমাত্রার তরল যদি পালিয়ে যায় তাহলে বিপজ্জনক হতে পারে। ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পের পিছনের দলটি এই সমস্যাগুলি অধ্যয়ন করতে তিন বছর ব্যয় করেছে, ঠিক কী প্রয়োজন তা খুঁজে বের করতে বিশ্বজুড়ে 300 টিরও বেশি প্রকৌশলী এবং উদ্ভিদ পরিচালকদের সাথে কথা বলেছে।

তারা স্থির প্রথম জিনিস উপকরণ. দক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফুগাল পাম্পএকটি বিশেষ খাদ মিশ্রণ ব্যবহার করে—ইম্পেলারের জন্য টাইটানিয়াম খাদ এবং পাম্প বডির জন্য যুক্ত নিকেল সহ স্টেইনলেস স্টীল। এই উপকরণগুলি -269 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কম তাপমাত্রায়ও ভঙ্গুর হয় না (এটি পরম শূন্যের কাছাকাছি!) আমি একটি এলএনজি প্ল্যান্টের একজন রক্ষণাবেক্ষণ প্রযুক্তিবিদের সাথে কথা বলেছিলাম যিনি ছয় মাস ধরে পাম্পটি ব্যবহার করেছেন, এবং তিনি বলেছিলেন, "ঠান্ডা ক্ষতির কারণে আমরা প্রতি দুই মাস অন্তর পাম্পের যন্ত্রাংশ প্রতিস্থাপন করতাম। এটির সাথে? এখনও কিছুই ভাঙেনি। মনে হচ্ছে এটি ঠান্ডাও লক্ষ্য করে না।"

তারপরে সিল সিস্টেম রয়েছে - সম্ভবত নিয়মিত ক্রায়োজেনিক পাম্পগুলির সাথে সবচেয়ে বড় মাথাব্যথা। ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফুগাল পাম্প একটি বিল্ট-ইন কুলিং লুপ সহ একটি ডবল যান্ত্রিক সীল ব্যবহার করে। ঠাণ্ডা হয়ে গেলে সিল শুকিয়ে যাওয়ার বা ফুটো হওয়ার পরিবর্তে, কুলিং লুপ সীলটিকে একটি স্থির তাপমাত্রায় রাখে, তাই এটি শক্ত থাকে। আমি যে সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাক্টরিতে গিয়েছিলাম সেখানে তারা প্রতি মাসে তাদের তরল নাইট্রোজেনের প্রায় 5% হারাতেন। এই পাম্পে স্যুইচ করার পর থেকে, সেই ক্ষতি 0.5%-এর কম হয়েছে৷ এটি একটি বিশাল সঞ্চয় - তরল নাইট্রোজেন সস্তা নয় এবং এটি নষ্ট করা দ্রুত যোগ করে।

দক্ষতা আরেকটি বড় জয়। নিয়মিত সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পগুলি ঠান্ডা তরল সরানোর সময় অনেক শক্তি হারায়—সাধারণত, সেগুলি প্রায় 60% দক্ষ। কিন্তু ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্পে একটি পুনঃডিজাইন করা ইমপেলার (যে অংশটি তরল সরাতে ঘোরে) রয়েছে যা ঘন, ঠান্ডা তরলগুলির সাথে কাজ করার জন্য আকৃতির। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে এটি 85% দক্ষ—অর্থাৎ এটি একই পরিমাণ তরল সরাতে কম শক্তি ব্যবহার করে। একটি মেডিকেল ল্যাব যা ফ্রিজারের জন্য তরল অক্সিজেন ব্যবহার করে আমাকে বলেছে যে পাম্পের জন্য তাদের শক্তি বিল 30% কমে গেছে যেহেতু তারা পাল্টেছে। "আমরা শুধু অর্থ সঞ্চয় করছি না," ল্যাব ম্যানেজার বলেছিলেন। "আমরা কম বিদ্যুতও ব্যবহার করছি, যা পরিবেশের জন্য ভাল। এটি একটি জয়-জয়।"

স্থায়িত্ব অন্য কিছু যে স্ট্যান্ড আউট. দলটি কিছু কঠিন পরীক্ষার মধ্য দিয়ে ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প স্থাপন করেছে: -196°C (তরল নাইট্রোজেনের তাপমাত্রা) 10,000 ঘন্টা নন-স্টপ ব্যবহার, এছাড়াও 500টি হিটিং এবং কুলিং চক্র (ঠান্ডা থেকে ঘরের তাপমাত্রা এবং পিছনে) বাস্তব-বিশ্বের ব্যবহার অনুকরণ করতে। সব পরে, পাম্প এখনও নতুন মত কাজ. বেশিরভাগ নিয়মিত ক্রায়োজেনিক পাম্পগুলি সেই অবস্থার অধীনে প্রায় 2,000 ঘন্টা স্থায়ী হয়। পাম্প ব্যবহার করে এমন একটি রাসায়নিক প্ল্যান্টের একজন ব্যবস্থাপক বলেন, "পাম্প প্রতিস্থাপনের জন্য আমাদের প্রতি তিন মাসে একদিনের জন্য প্ল্যান্ট বন্ধ করতে হতো।" "এখন? আমরা এক বছরে পাম্প সমস্যার জন্য বন্ধ করিনি। এটি আরও বেশি উত্পাদন সময়, যার অর্থ আমাদের জন্য আরও অর্থ।"

এই মুহুর্তে, ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফুগাল পাম্প কিছু বড়-নাম সুবিধায় ব্যবহার করা হচ্ছে। এশিয়ার একটি এলএনজি টার্মিনাল স্টোরেজ ট্যাঙ্ক থেকে জাহাজে তরল প্রাকৃতিক গ্যাস স্থানান্তর করতে এটি ব্যবহার করে - তারা বলে যে এটি তাদের স্থানান্তর সময় 20% কমিয়ে দিয়েছে কারণ এটি আরও তরল দ্রুত সরাতে পারে। একটি মহাকাশ গবেষণা কেন্দ্র রকেট জ্বালানি পরীক্ষার জন্য তরল হাইড্রোজেন (যা তরল নাইট্রোজেনের চেয়েও ঠান্ডা) সরানোর জন্য এটি ব্যবহার করে এবং তারা বলে যে পাম্পের নির্ভুলতা তাদের পরীক্ষা থেকে আরও সঠিক তথ্য পেতে সহায়তা করেছে। "আমরা রকেট জ্বালানি দিয়ে ভুল করতে পারি না," সেখানে একজন গবেষক বলেছেন। "এই পাম্পটি নির্ভরযোগ্য - আমরা জানি এটি প্রতিবার আমাদের যা প্রয়োজন তা করবে।"

ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফুগাল পাম্পের পিছনের দলটি এখনও সম্পন্ন হয়নি। তারা আমাকে বলেছিল যে তারা ল্যাবগুলির জন্য একটি ছোট সংস্করণে কাজ করছে যেগুলিকে অল্প পরিমাণে ক্রায়োজেনিক তরল সরাতে হবে - যেমন বায়োটেক ল্যাব যা তরল নাইট্রোজেনে নমুনা সংরক্ষণ করে। তারা একটি স্মার্ট মনিটরও যুক্ত করছে: একটি সেন্সর যা পাম্পের তাপমাত্রা, চাপ এবং গতি ট্র্যাক করে এবং কিছু ভুল হলে ফোন বা কম্পিউটারে সতর্কতা পাঠায়। "আমরা এটি মানুষের জন্য ব্যবহার করা আরও সহজ করতে চাই," প্রধান প্রকৌশলী বলেন। "কেউ প্রতি ঘন্টায় একটি পাম্প পরীক্ষা করতে চায় না। মনিটরের সাহায্যে, তারা দেখতে পারে যে এটি তাদের ডেস্ক থেকে কেমন করছে।"

দিনের শেষে, ক্রায়োজেনিক সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প গেমটি পরিবর্তন করছে কারণ এটি কম-তাপমাত্রার তরল নিয়ে কাজ করা লোকেদের জন্য বাস্তব, দৈনন্দিন সমস্যার সমাধান করে। এটি ঠান্ডার জন্য যথেষ্ট শক্ত, ফুটো হয় না, কম শক্তি ব্যবহার করে এবং সেখানে থাকা অন্য যে কোনও পাম্পের চেয়ে বেশি সময় স্থায়ী হয়। যেহেতু আরও গাছপালা, ল্যাব এবং কারখানাগুলি এটি চেষ্টা করে, আমি মনে করি এটি ক্রায়োজেনিক তরল স্থানান্তরের জন্য আদর্শ হয়ে উঠবে। এটি কেবল একটি ভাল পাম্প নয় - এটি কাজগুলিকে সহজ, নিরাপদ এবং আরও সাশ্রয়ী করে তুলছে৷ এবং শিল্পগুলিতে যেখানে প্রতিটি ছোট ভুল সময় এবং অর্থ ব্যয় করতে পারে, এটি একটি বড় চুক্তি।