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エンジニアリング

機械的に安全で、堅牢かつ信頼性の高い設計

現在、経済的でトラブルのないオペレーションには、機械的に安全で堅牢で信頼性の高い撹拌機およびプラントの設計が不可欠です。装置の機械設計の需要はかなり増えており、これは特にプラントユニットのサイズの増大が原因です。EKATOではこれらの課題に対応しています。

ここ数十年、プロセス産業では、より大きなプラントユニットの製造と、「規模の経済」のメリットを享受するための高級な装置への大きな傾向があります。「規模の経済」アプローチを追うと、コスト削減を見込めます。装置のサイズが大きくなると、出力のユニットあたりの製造コストが減ります。これは、生産ラインの削減に関連し、高い生産性と生産量などの、プロセスの成長によって発生することが多いです。これは、石油化学、プラスチックとポリマー産業、湿式精錬またはバイオ技術で使用される産業発酵槽で特に見受けられます。これらの産業の一部では、1990年代以降リアクターの数が10倍増加しています。

EKATOは顧客と緊密に連携し、次世代の産業プラントを開発し、撹拌機と対応するリアクターの設計を含め、共に適切な撹拌技術ソリューションを開発しています。

最も大きな課題は、パイロット規模から容量分析で100~1,000倍大きな世界規模のプラントへの設計転送にあります。テスト結果に基づき、当社の専門家が、プロセス技術の面だけではなく機械的にも信頼性の高い安全なスケールアップを実行します。これは、対応するCFD分析によりサポートされることが多いです。 そのようなプラントの撹拌機とリアクターの設計は、顧客に最大限の運用の信頼性を保証するために、最も厳しい負荷に耐える必要があります。そのため、さまざまなコンポーネントの有限要素計算だけでなく、撹拌機とリアクターのシステム全体が、建築前にテストされ、装置の最大限の寿命が確保されます。

その重要性に従い、有限要素法 (FEM) が、ほぼすべての考えられる身体的鍛錬への道を見つけました。EKATOにより実行可能な、混合技術の分野での最も重要な手法は次のとおりです。

  • 構造力学計算(動作安定性、変形
  • 共鳴の危険の評価のための、接点/振動分析
  • 熱計算
  • 流体構造カップリング (励起周波数、固有振動数、ベッセル内の流体の減衰)

プロセス圧力と温度により引き起こされる一般的な静荷重に加えて、撹拌ベッセルとその内部は、撹拌機により引き起こされる高い循環負荷を受けます。

最大4,000 kWの駆動力を持つ撹拌機、6 m以上の径の撹拌機ベルト、500 mm以上のシャフト径はEKATOにとって珍しくありません。そのような撹拌機の合計重量は100トンを超えることも多いです。このような寸法により、大きな静荷重と動荷重が生まれます。これには、ベッセル全体、内部、支持構造に掛かる力のさらに正確で信頼性の高い計算が必要です。EKATOは、計算方法の開発が常に進化し続けている、現場での数十年の経験を活用できます。

撹拌リアクターの設計の課題の1つに、撹拌機、ベッセル、およびプロセスに必要なその関連内部の間のインターフェイスの調整があります。これらの個々の部品は、異なるメーカーから供給されることが多く、結果として調整と情報の問題が簡単に発生します。生産性と経済性の理由により、撹拌機を事前定義されたベッセルへと適用するだけでなく、最適な全体のコンセプトについてプラントの運転者と装置のメーカーとともに取り組むことは理にかなっています。

EKATOは拡張されたエンジニアリングサービスと供給範囲を提供しており、できるだけ少ない数のインターフェイスで、お客様に効率的でスムーズなプロジェクトの進捗を保証します。撹拌機に加えて、熱交換器、バッフル、フィードの最適な位置、放電パイプ、ベッセルのエンジニアリングなどの、すべて単一源からの関連するプロセス技術を重視しています。

当社のプロジェクトエンジニアは、製造から事前組立、配送、試運転のサポートとトレーニングまでの、プロジェクト全体でインターフェイスを調整します。

完全なプロセスプラントの建築と設計には、プロセス技術、自動化、エンジニアリングの規律間の完璧な接点が必要です。実現可能性の研究とテストで決定された主な数値とプロセス変数に基づき、プラントのコンポーネントは科学をベースにしたスケール方法 (スケールアップ) で設計され、要件が特定され組み合わされて完全に機能するプラントが形成されます。プラントの設計またはコンポーネント自体には、CFD分析とFEM計算などの手法が含まれ、プラントの機能性と安全性が確認されます。プロセスプラントの最適な接点において、自動化は中心的な役割を果たします。これは、プラントのアクチュエーターとセンサーをプロセスの要件と顧客のニーズに基づいて組み合わせます。自動化の度合いは、半自動運転から、レシピ制御、データ記録、バッチの文書化 (BatchRecord) を含む、全自動プロセスまであります。統合プラントは、SOLIDMIXとUNIMIXの分野のプロセス向けに構築されます。SOLIDMIXは固体の乾燥と固体の混合のプロセスに対応し、UNIMIXは、粘度が低度から高度の、懸濁液またはエマルションをベースにした製品に対するソリューションを提供します。プロセスプラントの範囲は、当社の顧客の特定の製品向けの、事前エンジニアリング済みソリューション (短納期) から、特定のプロセスと顧客の要件が実装された、エンジニアリング済みソリューションまであります。

プロセスプラント部門では、EKATOは包括的なサービスと装置のパッケージを、撹拌プロセスに基づいたプロセスプラント向けの、開発およびエンジニアリングパートナーとして提供します。プロセスと装置のエンジニアリングの実践的で特別な知識と革新的な手法により、EKATOはコンセプト設計、基本エンジニアリング、実行、調達、納品を、システムの建築と試運転とともに提供します。

エンジニアリングのコンセプト段階では、EKATOはプロセス解析と、質量とエネルギーのバランスの点から、基本的なプロセスのステップを定義します。必要に応じて、EKATOは、独自の耐食性が高い研究所と、最大100 barと300 °Cの条件を実現できる試験装置で、でテストを実行します。運用スケールまでの必要なスケールアップは80年の専門知識に基づいています。このようにして開発されたプロセスのコンセプトは、実現可能性に関して当社の専門家により検査され、初期のコスト概算見積りが提供されます。

基本的なエンジニアリング段階で、EKATOは異分野間のプロジェクトチームの主な装置を技術的および機械的に解釈し、実用性と制御および監視の概念を低義します。HAZOPは顧客と共に実行されます。さらなるリスク解析に伴い、P&IDとシステムレイアウトが段階的に開発されます。基本的なエンジニアリングの完了とともに、システムは数パーセントのポイントでコストが評価されます。

詳細の段階では、EKATOプロジェクトチームが設備、金具、装置を詳細に指定し、インターフェイスを明らかにします。リクエストに応じて、EKATOから供給されることもあります。この場合、EKATOが注文処理全体を引き継ぎ、技術、品質、納品のスケジュールを部品のサプライヤーとメーカーが迅速に処理するようにします。

EKATOは、プラント、滑材、システム部品の機械的、水力的、電気的な事前組立のほか、必要なテスト運転と機能テスト (FAT) を実行します。現場での最終組立と配管は、経験豊富な担当者により調整され、設置場所と範囲に応じて、内部または外部の担当者により実装されます。当社の試運転エンジニアが、必要なプロセスの結果が実証されるまでシステムを監視します。

この包括的な範囲のサービスと装置により、EKATOは、アイディアから技術的および経済的に優れたソリューションまで、部分的または完全なソリューションを提供します。試運転と、プロセスエンジニアリング装置のスケールアップにおける長年の経験を活かし、EKATOは顧客にプロセスを保証し、高品質な製品プラントを提供します。