I. প্রকল্পের পটভূমি এবং উৎপাদন লাইনের বেসলাইন স্পেসিফিকেশন

এই কেস স্টাডিতে দক্ষিণ আমেরিকান বাজারের জন্য একটি প্রাকৃতিক গ্যাস-চালিত, সরাসরি-গরম, পরিবেশ-বান্ধব হট-ডিপ গ্যালভানাইজিং উৎপাদন লাইন জড়িত, যেখানে ইস্পাত কাঠামোগত অংশগুলি প্রধান প্রক্রিয়াকরণের লক্ষ্য। জিঙ্ক কেটলের অভ্যন্তরীণ মাত্রা হল ৪.৭ মিটার দৈর্ঘ্য, ১.০ মিটার প্রস্থ এবং ১.৮ মিটার গভীরতা। এই মাত্রাগুলি সরাসরি ৫০ টন রেটযুক্ত জিঙ্ক ধারণক্ষমতা নির্ধারণ করে এবং প্রতি ঘন্টায় সর্বোচ্চ উৎপাদন ২ টন পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করে। সম্পূর্ণ উৎপাদন লাইনটি সমুদ্রপথে রপ্তানির মান পূরণের জন্য মডুলারভাবে ডিজাইন করা হয়েছে, যার মোট ওজন প্রায় ১৫৯.৭ টন, যা ছয়টি ৪০-ফুট হাই-কিউব কন্টেইনার এবং একটি ২০-ফুট সাধারণ-উদ্দেশ্যের কন্টেইনারের শিপিং ব্যবস্থার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।

বৈদ্যুতিক ব্যবস্থাকে অবশ্যই স্থানীয় দক্ষিণ আমেরিকান গ্রিডের অবস্থা – ২২০V/৬০Hz তিন-ফেজ পাওয়ার – সমর্থন করতে হবে। এই ফ্রিকোয়েন্সি দেশীয় ৩৮০V/৫০Hz স্ট্যান্ডার্ড থেকে ভিন্ন, যার জন্য সমস্ত মোটর, ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ এবং পিএলসি কন্ট্রোল ইউনিটগুলিকে ৬০Hz-এ পুনরায় ক্যালিব্রেট করতে হবে যাতে টাইমিং, ঘূর্ণন গতি এবং যোগাযোগ প্রোটোকলগুলি স্থানীয় পাওয়ার সাপ্লাইয়ের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে মেলে।

II. হিটিং সিস্টেম এবং গ্যাস সরবরাহ প্যারামিটার

হিটিং শক্তির উৎস হল পাইপলাইন প্রাকৃতিক গ্যাস। প্রযুক্তিগত স্পেসিফিকেশন গ্যাসের মানের উপর স্পষ্ট সীমা আরোপ করে: ক্যালোরিফিক মান ৮,৪০০ থেকে ৮,৬০০ গুণ ৪.১৮ kJ/m³ এর মধ্যে থাকতে হবে, প্রবেশ চাপ ১০০ থেকে ২০০ kPa এর মধ্যে বজায় রাখতে হবে এবং গ্যাস নোডের চাপ ৯০ থেকে ৮০ kPa এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হবে। এই সীমানা শর্তগুলি বার্নার নির্বাচনকে সরাসরি প্রভাবিত করে।

দহন বিভাগে চারটি উচ্চ-গতির পালস বার্নার, মডেল TJ100, সজ্জিত রয়েছে। প্রতিটি বার্নারের তাৎক্ষণিক গ্যাস খরচ প্রায় ২৮ m³/h, যা মোট তাৎক্ষণিক গ্যাস খরচ ১১২ m³/h এ নিয়ে আসে। গ্যাস সরবরাহ ওঠানামা থেকে নিরবচ্ছিন্ন উৎপাদন নিশ্চিত করার জন্য, গ্যাস পাইপলাইন একটি ডুয়াল-মেইন-ইনলেট কনফিগারেশন গ্রহণ করে যেখানে একটি ইউনিট পরিষেবাতে এবং একটি স্ট্যান্ডবাই থাকে, যা অনলাইন সুইচিংয়ের অনুমতি দেয়। ইগনিশন সিস্টেম স্বয়ংক্রিয় এবং ম্যানুয়াল হাই-লো ডুয়াল মোড উভয়কেই সমর্থন করে – কমিশনিংয়ের সময় ম্যানুয়াল ফাইন-টিউনিং উপলব্ধ থাকে, যখন স্বাভাবিক উৎপাদনের সময় স্বয়ংক্রিয় ট্র্যাকিং নিযুক্ত থাকে। চুল্লিটি একটি মাইক্রো-পজিটিভ প্রেসার কম্বাশন মোডের অধীনে কাজ করে, যা ঠান্ডা বাতাস ব্যাকফ্লো প্রতিরোধ এবং চুল্লির মধ্যে তাপীয় স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

III. প্রসেস ট্যাঙ্ক উপকরণ এবং সম্পূর্ণ-লাইন লেআউট

সমস্ত প্রি-ট্রিটমেন্ট এবং পোস্ট-ট্রিটমেন্ট ট্যাঙ্কগুলি ৪.৭ মিটার দৈর্ঘ্য, ১.০ মিটার প্রস্থ এবং ১.৮ মিটার গভীরতার অভিন্ন বাহ্যিক মাত্রা ভাগ করে নেয়, যা জিঙ্ক কেটলের মাত্রার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই নকশার সিদ্ধান্তটি ক্রেন পাথ পরিকল্পনাকে সহজ করে তোলে, যা একটি একক স্থানাঙ্ক কাঠামোর মধ্যে হোস্ট ভ্রমণ এবং পজিশনিং পয়েন্টগুলি পুনরায় ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। ট্যাঙ্কগুলি ইস্পাত কাঠামোগত ফ্রেম এবং ৫ মিমি ইস্পাত প্লেটগুলিকে বেস উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে নির্মিত হয়, যা অ্যাসিড, ক্ষার এবং ফ্লাক্সিং লবণের রাসায়নিক আক্রমণ প্রতিরোধ করার জন্য ফাইবারগ্লাস-রিইনফোর্সড প্লাস্টিক (FRP) অ্যান্টি-করোশন স্তর দিয়ে রেখাযুক্ত।

পিকলিং বিভাগে চারটি আবদ্ধ পিকলিং ট্যাঙ্ক রয়েছে। প্রতিটি ট্যাঙ্কে নিমজ্জন সময় ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের অক্সিডেশন অবস্থার উপর নির্ভর করে ৬ থেকে ৩০ মিনিটের মধ্যে সামঞ্জস্যযোগ্য। পিকলিং রুমটি নেতিবাচক চাপে কাজ করে, যেখানে উপাদান লোডিং এবং আনলোডিংয়ের জন্য গ্রাউন্ড রেল কার্ট ব্যবহার করা হয়, যা নিশ্চিত করে যে অপারেশনের সময় অ্যাসিড কুয়াশা কর্মশালায় ছড়িয়ে পড়ে না। পিকলিংয়ের পরে, ওয়ার্কপিসগুলি দুটি রিন্সিং ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয় ওভারফ্লো রিন্সিংয়ের জন্য, তারপর ফ্লাক্সিং ট্যাঙ্কে প্রবেশ করে। একটি ফ্লাক্সিং ট্যাঙ্ক রয়েছে, যেখানে অপারেটিং তাপমাত্রা ৫০ থেকে ৭০°C এর মধ্যে বজায় রাখা হয় এবং pH প্রায় ৫ এ নিয়ন্ত্রিত হয়। একটি স্বয়ংক্রিয় লোহা অপসারণ ডিভাইস ফেরাস আয়ন ঘনত্ব ১ mg/L এর মধ্যে সীমাবদ্ধ করে যাতে ফ্লাক্স বাথের কার্যকলাপ নিশ্চিত হয়। কুলিং বিভাগে একটি কুলিং ট্যাঙ্ক অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা একটি ফাইবারগ্লাস-রিইনফোর্সড প্লাস্টিক কুলিং টাওয়ারের সাথে যুক্ত করা হয়েছে জল সঞ্চালনের জন্য। কুলিংয়ের সময় নির্গত তাপ অ্যাসিড প্রিহিটিং সিস্টেমে পরিচালিত হয়, যা পরিপূরক তাপীয় একীকরণ অর্জন করে। প্যাসিভেশন বিভাগে একটি ট্যাঙ্কও রয়েছে, যা রপ্তানি পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য একটি ক্রোম-ফ্রি প্যাসিভেশন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে।

IV. অ্যাসিড মিস্ট এবং জিঙ্ক ফিউম ট্রিটমেন্ট সিস্টেম কনফিগারেশন

নেতিবাচক-চাপ নিষ্কাশনের সাথে মিলিত আবদ্ধ পিকলিং রুম অ্যাসিড কুয়াশাকে ট্রিটমেন্ট সিস্টেমে পরিচালিত করে। অ্যাসিড কুয়াশা প্রথমে একটি ডাইলুশন স্টেজের মধ্য দিয়ে যায় – ডাইলুশন জল তাজা অ্যাসিড প্রস্তুত করার জন্যও ব্যবহৃত হয়, যা একটি নকশা যা ক্ষার খরচ কমায় – এবং তারপরে অ্যাসিড মিস্ট শোষণ নিরপেক্ষকরণ টাওয়ারে প্রবেশ করে। নিরপেক্ষকরণ টাওয়ারটি একটি স্বয়ংক্রিয় ডোজিং ডিভাইস দিয়ে সজ্জিত এবং একটি ২২ কিলোওয়াট ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডুসড ড্রাফট ফ্যান দ্বারা চালিত হয়। pH সনাক্তকরণ প্রোবগুলি উভয় প্রবেশদ্বার এবং প্রস্থানদ্বারে ইনস্টল করা হয় যাতে নিরপেক্ষকরণের আগে এবং পরে pH পরিবর্তনগুলি রিয়েল-টাইমে পর্যবেক্ষণ করা যায়, যা ডোজিং সমন্বয়ের জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করে।

জিঙ্ক ফিউম ট্রিটমেন্ট জিঙ্ক কেটলের উপরে শুরু হয়, একটি ডাবল-সাইডেড সাকশন ক্যাপচার হুড ব্যবহার করে যা কেটলের প্রস্থের উভয় পার্শ্বীয় দিককে আবৃত করে। ক্যাপচার করা জিঙ্ক ফিউমগুলি কণা অপসারণের জন্য একটি ব্যাগ ফিল্টারের মধ্য দিয়ে এবং তারপরে গন্ধযুক্ত উপাদানগুলি অপসারণের জন্য একটি জল-পর্দা ডিওডোরাইজেশন স্টেজের মধ্য দিয়ে যায়, অবশেষে একটি ৩৭ কিলোওয়াট ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডুসড ড্রাফট ফ্যান দ্বারা নিষ্কাশিত হয়। ফ্যানটি ওয়ার্কপিসগুলি কেটলে নামানোর ২ থেকে ৩ মিনিট আগে চালু করা হয়, যাতে ভারী জিঙ্ক ফিউম তৈরির প্রাথমিক পর্যায়ে পর্যাপ্ত সাকশন নেতিবাচক চাপ স্থাপন করা যায়।

V. ক্যাসকেডেড বর্জ্য তাপ ব্যবহার সিস্টেম (কোর প্রযুক্তি মডিউল)

এই উৎপাদন লাইনের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য প্রকৌশল বৈশিষ্ট্য হল জিঙ্ক কেটল দহন ফ্লু গ্যাস থেকে পাঁচ-পর্যায়ের ক্যাসকেডেড বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার, যেখানে তাপমাত্রা চুল্লির আউটলেটে প্রায় ৫০০°C থেকে পরিবেষ্টিত অবস্থার কাছাকাছি পর্যন্ত ক্রমশ হ্রাস পায়। নিম্নলিখিত বিভাগগুলি নিম্ন তাপমাত্রা ক্রমে প্রতিটি ব্যবহারের স্তর বর্ণনা করে।

স্তর ১: ফ্লাক্সিং তরল গরম করা। ফ্লু গ্যাস প্রায় ৫০০°C তাপমাত্রায় চুল্লি থেকে বের হয় এবং প্রথমে একটি স্টেইনলেস স্টিল হিট এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে, যেখানে এটি সঞ্চালিত জলকে প্রায় ৯০°C পর্যন্ত গরম করে। এই গরম জল তারপর ফ্লাক্সিং ট্যাঙ্কের ভিতরে একটি টাইটানিয়াম অ্যালয় হিট এক্সচেঞ্জ কয়েলে পাঠানো হয়, যা ফ্লাক্সিং তরলকে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা থেকে প্রক্রিয়ার নির্ধারিত মান ৫০ থেকে ৭০°C পর্যন্ত বাড়িয়ে তোলে। টাইটানিয়াম অ্যালয় এখানে একটি বাধ্যতামূলক উপাদান পছন্দ, কারণ ফ্লাক্সিং দ্রবণে জিঙ্ক ক্লোরাইড এবং অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড থাকে, যা সাধারণ স্টেইনলেস স্টিলের জন্য ক্ষয়কারী।

স্তর ২: ওয়ার্কপিস শুকানো। প্রথম-পর্যায়ের হিট এক্সচেঞ্জের পরে, ফ্লু গ্যাসের তাপমাত্রা প্রায় ৩০০°C এ নেমে আসে এবং তারপরে শুকানোর ট্যাঙ্ক বিভাগে প্রবেশ করে। এখানে ব্যবহৃত হিট এক্সচেঞ্জ পাইপটি একটি স্পাইরাল টিউব যার বাইরের ব্যাস ৬৩০ মিমি এবং দেয়ালের পুরুত্ব ৮ মিমি। বৃহত্তর পৃষ্ঠ এলাকা বর্জ্য তাপ নির্গমনে সহায়তা করে। একটি ফ্যান একই সাথে পাইপের পৃষ্ঠের কাছাকাছি থেকে গরম বাতাস ওয়ার্কপিসগুলিতে প্রবাহিত করে, সেগুলিকে জিঙ্ক কেটলে প্রবেশ করার আগে প্রিহিট করে, যার ফলে জিঙ্ক বাথ থেকে তাপীয় ক্ষতি হ্রাস পায়।

স্তর ৩: দহন বায়ু প্রিহিটিং (পেটেন্টকৃত)। ফ্লু গ্যাস প্রায় ২০০°C পর্যন্ত ঠান্ডা হতে থাকলে, এটি দহন বায়ু প্রিহিটারে প্রবেশ করে – একটি ডিভাইস যার জন্য একটি পেটেন্ট প্রাপ্ত হয়েছে। ফ্লু গ্যাস বার্নারের জন্য প্রয়োজনীয় দহন বায়ুকে পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা থেকে ৫০ থেকে ১৫০°C পর্যন্ত গরম করে। এই প্রিহিটেড দহন বায়ু, যখন চুল্লিতে সরবরাহ করা হয়, তখন তাত্ত্বিক দহন তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে। নকশার অনুমান অনুযায়ী প্রতি টন গ্যালভানাইজড যন্ত্রাংশের জন্য ২ থেকে ৩ m³ গ্যাস সাশ্রয় হয় – প্রকৃত সাশ্রয় সাইট-নির্দিষ্ট অপারেটিং অবস্থার উপর নির্ভর করে। তবে, প্রিহিটেড বাতাসের তাপমাত্রার প্রতি ১০০°C বৃদ্ধির শিখা প্রসারণের গতির উপর গুণগত প্রভাব দহন বিজ্ঞানে সুপ্রতিষ্ঠিত এবং তাপীয় দক্ষতা বৃদ্ধিতে ইতিবাচকভাবে অবদান রাখে।

স্তর ৪: স্লাজ শুকানো (পেটেন্টকৃত)। দহন বায়ু হিট এক্সচেঞ্জারের ফ্লু গ্যাস ডাক্টের উপরে, একটি ৩১৬L স্টেইনলেস স্টিলের স্লাজ শুকানোর ট্যাঙ্ক যা ৬,০০০ মিমি দৈর্ঘ্য, ৭৫০ মিমি প্রস্থ এবং ৩৭৫ মিমি উচ্চতা পরিমাপ করে, প্রায় ১৫০ থেকে ২০০°C তাপমাত্রায় ফ্লু গ্যাস বর্জ্য তাপ ব্যবহার করে ইনস্টল করা হয়েছে। এই ডিভাইসটিও একটি পেটেন্টকৃত প্রযুক্তি। এটি ফিল্টার প্রেস স্লাজকে প্রায় ৮০% প্রাথমিক আর্দ্রতা থেকে প্রায় ১০% আর্দ্রতা পর্যন্ত শুকিয়ে প্রক্রিয়া করে, যার ফলে অফ-সাইট নিষ্পত্তির ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

স্তর ৫: পট-এজ বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার এবং কর্মশালা গরম করা। জিঙ্ক কেটলের প্রান্তের পৃষ্ঠের তাপীয় বিকিরণ, যেখানে তাপমাত্রা প্রায় ২০০°C পর্যন্ত পৌঁছায়, একটি স্টেইনলেস স্টিলের ডাবল-লেয়ার কয়েল দ্বারা পুনরুদ্ধার করা হয়। পুনরুদ্ধার করা তাপ স্নান, অ্যাসিড প্রিহিটিং বা কর্মশালা স্থান গরম করার মতো উদ্দেশ্যে সঞ্চালিত জল গরম করতে ব্যবহৃত হয়। চিমনিতে চূড়ান্ত নিষ্কাশনের আগে অবশিষ্ট নিম্ন-গ্রেডের বর্জ্য তাপ সরাসরি ইস্পাত পাইপের মাধ্যমে কর্মশালায় ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে, যদিও বার্ন সুরক্ষা ব্যবস্থা বাস্তবায়ন করতে হবে।

VI. উত্তোলন, লজিস্টিকস এবং অটোমেশন নিয়ন্ত্রণ

ওয়ার্কপিস উত্তোলন একটি ৩-টন প্লাস ৩-টন ডুয়াল-হোইস্ট কনফিগারেশন ব্যবহার করে। এই স্পেসিফিকেশনের চারটি হোইস্ট সেট পিকলিং এলাকায় ইনস্টল করা হয়েছে, যা পিকলিং রুমের ছাদের বাইরে লাগানো হয়েছে, এবং হুকগুলি ঘরের ভিতরে প্রসারিত হয় যা ওয়্যারলেস রিমোট কন্ট্রোলের মাধ্যমে পরিচালনা করা হয়। ওয়ার্কপিসগুলি প্রথমে একটি লিফটিং ফ্রেম ব্যবহার করে ম্যানুয়ালি বড় র্যাকে সংযুক্ত করা হয়, একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় তোলা হয়, তারপর পিকলিং রুমে গ্রাউন্ড রেল কার্ট দ্বারা পরিবহন করা হয়। ঘরের ভিতরের ওভারহেড ক্রেনগুলি বড় র্যাকগুলি অ্যাসিড ট্যাঙ্কগুলিতে তোলে, যা প্রতিটি ট্যাঙ্ক স্টেশনের মাধ্যমে পর্যায়ক্রমে প্রক্রিয়া করা হয়।

লজিস্টিক সমাধান ক্রেতার জন্য দুটি অটোমেশন বিকল্প সরবরাহ করে: একটি হল রিমোট কন্ট্রোল অপারেশন সহ একটি গ্যান্ট্রি ইলেকট্রিক হোইস্ট; অন্যটি হল আরজিভি কার্ট সহ একটি রিং-রেল ইলেকট্রিক হোইস্ট, যা পিএলসি প্রোগ্রামগুলির মাধ্যমে নিমজ্জন সময় এবং গ্যালভানাইজিং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। প্রোগ্রাম করা নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি অপারেটরদের ব্যক্তিগত অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে নিমজ্জন সময় বাড়ানো থেকে বিরত রাখে, যার ফলে অতিরিক্ত পুরু জিঙ্ক আবরণ এড়ানো যায় যা উপাদান নষ্ট করে এবং খরচ বাড়ায়।

VII. বৈদ্যুতিক লোড বিতরণ এবং নিয়ন্ত্রণ যুক্তি

সম্পূর্ণ উৎপাদন লাইনের মোট ইনস্টল করা বৈদ্যুতিক ক্ষমতা প্রায় ২০৫ কিলোওয়াট। অ্যাসিড মিস্ট ইন্ডুসড ড্রাফট ফ্যান রেট করা হয়েছে ২২ কিলোওয়াট এবং জিঙ্ক ফিউম ইন্ডুসড ড্রাফট ফ্যান রেট করা হয়েছে ৩৭ কিলোওয়াট – উভয়ই বিভিন্ন অপারেটিং অবস্থার অধীনে বিভিন্ন নিষ্কাশন চাহিদা মেটাতে ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ দিয়ে সজ্জিত। ওভারহেড ক্রেন মোটর রেট করা হয়েছে ১৫ কিলোওয়াট, লোহা অপসারণ সরঞ্জাম ১৫ কিলোওয়াট, এয়ার কম্প্রেসার ৭.৫ কিলোওয়াট, তিনটি স্প্রে পাম্প প্রতি ৫.৫ কিলোওয়াট এবং হোইস্ট মোটর মোট ৩০ কিলোওয়াট। ভবিষ্যতের সম্প্রসারণ বা অস্থায়ী লোডের জন্য ২০ কিলোওয়াট রিজার্ভ বরাদ্দ করা হয়েছে।

জিঙ্ক বাথ তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ একটি ৩-পর্যায়ের পিআইডি রেগুলেশন লুপ ব্যবহার করে, যেখানে থার্মোকাপলের মাধ্যমে তাপমাত্রা সংকেত সংগ্রহ করা হয় এবং একটি বড় স্ক্রিনে প্রদর্শিত হয়। লক্ষ্য নিয়ন্ত্রণ পরিসীমা হল ৪৩৮ থেকে ৪৫০°C। সিস্টেমটি পরিমাপ করা তাপমাত্রা এবং সেটপয়েন্টের মধ্যে বিচ্যুতি অনুসারে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বার্নারের আউটপুট সামঞ্জস্য করে, ঘন ঘন ম্যানুয়াল হস্তক্ষেপের প্রয়োজনীয়তা দূর করে।