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Specifications for Nitrogen Gas Generator Plant · Atlas Copco / CP (Chicago ... 5.8 Type of valves...

Date post: 13-Aug-2018
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Specifications for Nitrogen Gas Generator Plant: Design, Fabrication, Supply, Installation and Commissioning of Nitrogen Generator. I. INTRODUCTION The work involves the Supply, Installation and Commissioning of a skid mounted Nitrogen Generator along with storage and its associated subsystems which are required to supply nitrogen gas of purity 99.99% . The required flow rate is 10 Nm 3 /hr (minimum)  at a minimum pressure of 5 bar at the storage point. II. EQUIPMENT DESCRIPTION The nitrogen generator shall include the following subsystems, however, based on the design requirement the supplier shall clearly spell out with specification the additional sub-systems: 1. Scroll type Air Compressor 2. Air Receiver 3. Air Dryer unit 4. Nitrogen PSA Unit 5. Nitrogen Surge Vessel 6. Nitrogen storage Tank 7. Program Logic Controller 8. Electrical Panel 9. PPM Oxygen Analyzer III. DETAILED EQUIPMENT DESCRIPTION SPECIFICATION 1.0 Scope of the work Fabrication, Supply, Installation, Testing and Commissioning of a skid mounted  Nitrogen generator plant with all standard accessories conforming to the following Specifications: This Nitrogen generator shall be  designed to produce Nitrogen gas with purity 99.99 % through PSA ( Pressure Swing Adsorption) mode without using Copper De-oxo catalyst system. The  plant shall be designed  specifically  for continuous  running  mode, unmanned, round the clock and   in a fully auto mode of operation. Page 1 of 13
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Specifications for Nitrogen Gas Generator Plant:Design, Fabrication, Supply, Installation and Commissioning of Nitrogen Generator.

I. INTRODUCTION

The work involves the Supply, Installation and Commissioning of a skid mounted Nitrogen Generator along with storage and its associated subsystems which are required to supply nitrogen gas of purity � 99.99% . The required flow rate is 10 Nm3/hr (minimum)  at a minimum pressure of 5 bar at the storage point. 

II. EQUIPMENT DESCRIPTION

The   nitrogen   generator   shall   include   the   following   subsystems,   however,   based   on   the   design requirement the supplier shall clearly spell out with specification the additional sub­systems:

1. Scroll type Air Compressor 

2. Air Receiver 

3. Air Dryer unit

4. Nitrogen PSA Unit 

5. Nitrogen Surge Vessel

6. Nitrogen storage Tank 

7. Program Logic Controller

8. Electrical Panel

9. PPM Oxygen Analyzer

III. DETAILED EQUIPMENT DESCRIPTION

SPECIFICATION

1.0 Scope of the work:   Fabrication,   Supply,   Installation, Testing   and   Commissioning   of   a skid mounted   Nitrogen generator plant with all standard accessories conforming   to   the   following Specifications:   This   Nitrogen generator   shall   be     designed   to produce  Nitrogen gas  with purity 99.99  %  through PSA (  Pressure Swing Adsorption)  mode  without using   Copper   De­oxo   catalyst system.   The     plant   shall   be designed   specifically   for continuous   running   mode, unmanned, round the clock and   in a fully auto mode of operation. 

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Compressor Details 

2.0 Scroll  Air Compressor A suitable compact Oil Free Scroll type   Air   Compressor   conforming to ISO­8753 Class1­quality Air of Atlas   Copco   /   CP   (Chicago pneumatic)/   Kaeser   make   with limited   vibration   and   sound (having suitable vibration isolating mounts   to   absorb   suitable   high­frequency   vibrations)   shall   be supplied.

The   compressor   system   should incorporate   after   cooler   and instrumentation.

The   compressor   should   be compatible with the PSA generator 

2.1 Type Oil   Free   Scroll   type   Air Compressor 

2.2 Air Capacity The   compressor   ratings   shall   be suited   for   10   Nm3/hr   Nitrogen generator 

2.3 Delivery Pressure The   delivery   pressure   shall   be suited   for   10   Nm3/hr   Nitrogen generator.

2.4 Drive Electrically driven

2.5 Mounting of  compressor Compressor   shall   be   mounted separately in a platform. It should be separated from the main skid if required   to  avoid   transmission  of vibration   to   the   electrical   control panel in the skid.

  Air Receiver Details   

3.0 Air Receiver A   suitable   air   receiver   shall   be provided for storing the air 

3.1 Material of Construction Carbon Steel (SA 516, Gr.70)

3.2 Code of construction Design Construction & Testing as per   ASME   Boiler   &   Pressure Vessel Code Section VIII, Div.1

3.3 Test Pressure The   vendor   may   clearly   conduct the Testing as per ASME Boiler & 

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Pressure   Vessel   Code   Section VIII, Div.1

   Air Dryer Details   

4.0 Air Dryer Unit The filtered air may contain water vapour   and   should   be   purified further by  Air Dryer. 

4.1 Air Flow Capacity The   air   flow   capacity   of   the   air dryer   unit   shall   be   suited   for   10 Nm3/hr Nitrogen generator. 

4.2 Test Pressure The   vendor   may   clearly   conduct the Testing as per ASME Boiler & Pressure   Vessel   Code   Section VIII, Div.1

   PSA Unit Details   

5.0 Nitrogen PSA Unit Nitrogen PSA unit should produce Nitrogen gas with suitable pressure by   the  pressure   swing  adsorption technique.

Nitrogen   PSA   unit   should   have two adsorbers  filled with suitable carbon   molecular   sieves  and interlinked by valves required for different   functions   of   the   PSA System.   Both   towers   shall   be interconnected by auto changeover valves which operates by PLC.

Dry   nitrogen   gas   should   be generated   by   the   processes   of adsorption,   desorption   (by depressurization)   and   re­pressurization. 

5.1

 

Nitrogen Generation Capacity  To be designed considering a final delivery of 10Nm3/hr 

5.2 Number of PSA towers 2   Nos.   (1   in   operation   mode   & another   in   regeneration   mode). Both   towers   shall   be interconnected by auto changeover valves which operates by PLC.

5.3 Material of Construction Carbon Steel (SA 516, Gr.70)

5.4 Type of Vessel Vertical Vessel 

5.5 PSA Valve operation PLC controlled

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5.6 Nitrogen Purity 99.99% (minimum)

5.7 Make of carbon molecular sieves CarboTech,   Germany/Kuraray Chemical  Co,  Japan/Japan Enviro Chemicals

5.8 Type of valves Pneumatic   valves   (Rotex/SMC Pneumatics/Schrader Duncan)

   Surge Vessel Details  

6.0

 

Nitrogen Surge Vessel

 

A suitable Nitrogen Surge Vessel shall be provided with appropriate pressure   rating   and   safety   relief valves. 

6.1 Type of vessel Cylindrical Vertical Tank 

6.2 Code of construction Design Construction & Testing as per   ASME   Boiler   &   Pressure Vessel Code Section VIII, Div.1

6.3 Material of Construction Carbon Steel (SA 516, Gr.70)

6.4 Test Pressure The   vendor   may   clearly   conduct the Testing as per ASME Boiler & Pressure   Vessel   Code   Section VIII, Div.1

6.5 Safety Valves A   pressure   relief   valve   assembly should be provided to  relieve  the pressure in case of pressure build up   (beyond   the   design   pressure) inside the chamber.

6.6 Pressure Measurement Bourdon   type   dial   gauge (Dwyer/Waaree/Swagelok/Wika/Kenny/Pfeiffer/Leybold/Edwards) of suitable range should be provided for the Nitrogen Surge Vessel.

Storage Tank Details

7.0  Nitrogen  storage Tank   Nitrogen storage Tank of suitable geometrical   volume   (   3000 litres)shall   be   provided   with appropriate pressure rating, safety relief valves and suitable ports for cleaning

  Design  has   to   be   sized   suitably and shall have to be linked to the PLC so as to ensure the operation of the nitrogen booster without any 

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manual intervention.

Suitable   anti­corrosion   coatings may   be   provided   on   the   inner surface of the  tank. The tank shall be   powder coated in blue colour from outside.  

7.1 Type of vessel Cylindrical  (Vertical )

7.2 Code of construction ASME Section VIII, Div.1

7.3 Material of Construction Carbon Steel, SA 516, Gr.70

7.4 Nozzles to be provided 

7.4. a Nitrogen outlet  valve nozzle with valve attached 

7.4. b Safety   valve   nozzle   (   2   nos) suitable  SRVs attached

7.4. c Pressure   guage   nozzle   with isolation valve attached

7.4. d Pressure   switch   nozzle   with pressure switch attached

7.4. e Drain   valve   nozzle   with   suitable valve attached

7.5 Test Pressure The   vendor   shall   clearly   conduct the Testing as per ASME Boiler & Pressure   Vessel   Code   Section VIII, Div.1

7.6 Safety Valves ( 2nos)   2   nos   of   Suitable   safety  relief valve assembly should be provided to   relieve  the pressure  in  case of pressure   build   up   (beyond   the design   pressure)   inside   the chamber.

7.7 Pressure Measurement Bourdon   type   dial   gauge   of suitable range should be provided for the storage Tank. Bourdon type dial gauge of suitable range should be   provided   make   : (Dwyer/Waaree/Swagelok/Wika/Kenny/Pfeiffer/Leybold/Edwards)

7.8 Installation  This would be installed outside the building   on   a   concrete   platform. Suitable supporting structure if any shall   be  provided  by   the  vendor. 

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(foundation   shall   be   the  responsibility   of   VSSC   as   per  details given by the party)

7.9 Pressure details 

7.9.a Operating pressure  5 KSC

7.9.c Hydro­test pressure 7.5 KSC

7.10 Painting 2 coats of primer and 2 coats of  “ Brilliant Green” RAL ­221 as per ISRO/DOS SP­87 standard

7.11 Ports Suitable standard ISO ports should be provided for hydraulic pressure testing (both inlet & outlet) and for cleaning.

   Valve details   

8.0

 

  Pressure   holding   /   regulating valve after the  Nitrogen Storage 

A   suitable   nitrogen   flow regulator /  pressure holding valve shall   be   provided   after   the nitrogen   storage   tank   before process   line     to     cut   off   the nitrogen   supply   from   the   tank below 2 KSC pressure and  also to enable constant pressure of gas to the line. 

This outlet of this regulator will be connected to the user end points.

8.1 Type Dome   loaded   pressure   regulator with flanged end connections

8.2 Make Nirmal/Tesscom/Norgen/Shavo

8.3 Maximum Flow rate 10 Nm3/hr

8.4 End connections Flanged (ANSI)

   PLC Details   

9.0

 

Program Logic Controller 

 

The   system   shall   have   a   PLC based   control   system   to automatically   carry   out   the sequence   of   operations,   give feedback   and   control   system parameters on real time basis. 

The PLC shall have provision for add­on   input/output   modules supplemented   by   various 

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additional drives and interfaces to accept   inputs   from   sensors   and provide   appropriate   signals   to ensure   a   continuous   supply   of 99.99%   pure   Nitrogen     at   the outlet of the system.

9.1 Make Siemens/Schneider/Mistubishi

   Electric Panel Details   

10.0 Electrical Panel A   suitable   electrical   panel   of repute make may be provided. The electrical panel may have a mimic diagram   of   operations   with appropriate status indications.

10.1 Make of Switchgear Siemens/L&T/Legrand

     

11.0 PPM Oxygen Analyser    

11.1

Panel mounting: ( cutout size: 200 X 200 mm), Digital    

                          display, galvanic  cell operated

Range                               :   0­1999, resolution: 1 ppm

Power   supply         :   220V,   single phase, 50HZ

Alarm             : 0­1000ppm as per range   setting,   with   front   panel setting   &10   turn     direct   reading dial

Alarm output     : Visual on panel &   IP2W   relay   contact   on   back panel.

Gas   connection       :   ¼”   tube connection, shall be provided with flow   regulation,   flow   meter   & shutoff valve.

Make : Nucon/ Teledyne

Sensor:

11.2 Make Teledyne   Instruments USA/Michell   Instruments 

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UK/Systech Illinois

11.3 Measurement Range 0­1000 ppm oxygen

11.4 Type of sensor Electrochemical

11.5 Accuracy ±1.0 % of the measured value.

11.6 Calibration NPL/NIIST Traceable  Calibration Certificate   for   Sensor   to   be provided

 12.0  Electrical Control Panel  

    An easy to operate state of the art free standing  control panel is to be provided with the system for easy operation and control  of   the unit. The operating electrical panel shall be  PLC  based and weather proof. The features to be provided in the control panel are:

12.1 The   electrical   control   panel   shall conform to the relevant and latest revisions of Indian Standards and Indian Electricity Rules.

12.2 The   control   panel   shall   be   free standing   cubicle   type   fabricated with 16 gauge CRCA Sheet metal. 

12.3 The electrical  panel  shall  be kept separately from the main Skid unit in   order   to   protect   it   from vibrations of the main plant.  

12.4 The sheet metal shall be pretreated and   powder   coated   inside   and outside.   The panel shall conform to IP 54 protection.

12.5 Ammeter with selector switch and CTS   of   suitable   range,   voltmeter with   selector   switch,   indication lamps for R, Y, B phase etc. shall be provided.

12.6 Wires   shall   be   identified   by numbered ferrules at each end.

12.7 The   ferrules   shall   be  of   the   ring type   and   of   non­deteriorating 

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material.     They   shall   be   firmly located   on   each   wire   so   as   to prevent free movement.

12.8 Wiring for control circuit shall be made   with   suitable     grade   ISI marked,   single   core,   multi   stand copper   conductor   cable   with proper termination with cable legs etc.

12.9 All incoming and outgoing cables to the panel shall be provided with appropriate cable glands.

12.10 All fuses provided shall be easily accessible.

12.11 The   motor   control   panel   shall consists of AC 23 duty switch fuse units   of   suitable   capacity   AC   3 duty starters with suitable overload relays,   HRC   fuse   backup protection,   and   indication   lamps etc . Party shall clearly specify the type   of   control   switches   and indications provided in the control panel

12.12 The   panel   shall   be   fitted   with ventilation   grills,   vibration isolators  and cooling fan.

12.13 All   doors   of   the   panel   shall   be earthed   and   have   concealed hinges.

12.14 Provision   for  earthing  at   the   two sides of the control panel shall be provided 

12.15 Complete   wiring   for   all power/control/sensor/circuits   is between   all motors/equipment/instruments  and control  panel  shall  be carried out with suitable size cables as per IS.

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.16

The   following   controls   shall   be provided on the panel:

� Overload   protection   for compressor   Pressure   control 

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with high/ low pressure switch

� Pressure   indication   with high/ low pressure switch

� Phase   protection   with single phase preventer for the compressor

� The   compressor   should get   tripped   in   case   of following

Storage   vessel   pressure reaches the set value

 Insufficient cooling of the compressor

  Failure  of    any phase  in the electrical supply

Reverse   rotation protection 

High pressure unloading

12.17 Motor starter: Suitable push button starter switch (L &T or Siemens), with   overload   tripping   facility shall   be   provided   for   operation. Only ISI certified starter switches shall be provided. 

12.18 PLC shall   be  of      Siemens/L&T /Legrand     make, rugged type for trouble free operation.

12.19 Wiring:  Electrical   wiring   from electrical panel to the compressor, controls   and   instruments. Complete   interlocking   and   fault indication   consisting   of   electrical switch   gears   including   Siemens make   isolator,   fuses,   contactor, thermal   overload   relay,   single phase preventer etc.  All the wiring shall   confirm   to   approved standards.

12.20 Earthing:     As   per   approved standard shall  be provided for all 

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the accessory units.

13.0 Noise level Noise Level  shall be  less than 85 dB at 1.0m distance

 14.0  CONDITIONS TO BE NOTED

14.1 The party shall Design, Fabricate, Supply, Install and Commission the Nitrogen Generator at VSSC, Trivandrum. During installation & commissioning at VSSC, the party has to bear all the costs related to their personnel. The transportation and installation at site are the responsibilities of the supplier and  the Nitrogen Generator should be commissioned on turnkey basis.

14.2 On receipt of the PO:

� The party has  to submit  P & I  diagram/drawings of  the system & list  of  bought out   items” complete  with   relevant  details   for  approval  by  VSSC.  The  supplier   shall   initiate   fabrication activities only after getting the drawing approval from VSSC.

� Necessary space required with a detailed layout of the equipment, details on foundation for 10  Nm3/hr Nitrogen Generator etc to be provided  by the party

� Details of Power Supply (details to be provided by the party)

� Details of the fencing etc required for meeting the CCOE requirement to be provided by the party

14.3 All CCOE clearance/license/certifications pertaining to the “Nitrogen Generator and its associated subsystems” should be obtained by the party on behalf of VSSC. This should include the following.

� CCOE approval on Tank Fabrication drawings

� CCOE approved Agency has to carry­out testing & Inspection during fabrication

� Final control certificate to be provided by the CCOE approved agency

� Licence from CCOE for the  storage tank

14.4 All  the pressure vessels shall  be designed constructed & tested as per ASME Boiler  & Pressure Vessel Code Section VIII, Div.1. The interconnected piping’s shall be pressure tested as per ASME Boiler & Pressure Vessel Code Section VIII, Div.1.

14.5 Warranty: The Nitrogen Generator should be guaranteed for trouble free service for a period of 12 months from date of commissioning or 18 months from date of dispatch, whichever is earlier. Any extended warranty for bought out items should be passed on to VSSC. 

14.6 The party should carry out maintenance free of cost during the guarantee period.

AMC after warranty  period : Party shall  offer separate  quote  for AMC for  3 years along with the quotation

14.7 The   instruments   used   for   the   Nitrogen   Generator   should   be   individually   calibrated   to   relevant standards and individual calibration certificate should be given. After the installation, system level  calibration also should be carried out at the site by the authorized agency.

14.8 Supplier should offer the above Nitrogen Generator for inspection by the VSSC personnel at their  works before dispatch, for which intimation should be given well in advance for deputing VSSC 

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engineers to the party’s site.

14.9 The party has to submit the list of bought­out­items indicating their specification, make and Indian source & calibration certificates at the time of PDI.

14.10 All the calibration certificates of the components, material test certificates and the conformance to the Quality Assurance Plan will be verified.

14.11 All components susceptible for corrosion should be painted with anti­corrosive paint.

14.12 A training should be imparted to our engineers which include operation, calibration and maintenance and usage of control system. Training of VSSC engineers should be given free of cost.

14.13 Any application software used in the system should be supplied to VSSC in original along with the software license, if any.

14.14 Wiring diagram with component schedule should be provided in the operation manual.

14.15 Pressure test certificates of the pressure vessels and safety relief valves should be provided at the time of pre­delivery inspection time.

14.16 Quote separately for the following

1.Supply of the items at  VSSC, 

2. Erection& commissioning charges at VSSC

3. Essential spares  required for trouble free operation for 2 years ( including spare SRVs)

4.Cost of CCOE approval of the storage tank 

5.  AMC charges for 3 years after warranty.

14.17 Drawings and Documentation:  Two copies each of   the  following documents shall  be provided along with the plant.

� General arrangement drawing of the system

� Electrical   Diagram   –   electrical   diagram   with   detailed   specifications   of   each   components,  Instruments Data Sheet, instruction manual consisting of part identification list, comprehensive part list.

� Operation   and   maintenance   manual   with   fault   diagnosis   chart,   remedial   measures   etc.  Maintenance   manual   shall   include   dis­assembly   and   assembly   of   various   components   and allowable wear and clearances after repairs.

14.18

Pre­delivery Inspection Tests  & Trials:  The equipment  shall  be   inspected   in   running  mode  at Party’s site before dispatching to VSSC.   Conformance of the  Nitrogen generator plant with respect to all the specifications ( including purity )  will be checked during the pre­delivery inspection stage.  

The following test will be additionally required:­Standard Performance Test for 24 hrs of continuous  operation.

14.19  Previous experience:  Party should give list  of suppliers     and PO copy to whom similar item is  supplied. 

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14.20

FLOOR AREA: The maximum floor area available for the installation & commissioning is 2.75 m wide X 3 meter length and 2.75 meter height. The system shall be designed maximum of this size.  The system shall be compact type, designed accordingly.  The drawing of the proposed plant shall be enclosed in the offer. The storage tank shall be kept outside building.

14.21 Drawing approval:  After  receiving the confirmed Purchase Order,    party has  to obtain drawing approval along with the P & ID of the system from VSSC before commencement of the fabrication .  

14.22

The party should be ISO certified company and should provide valid ISO certificate.   

14.23 Delivery schedule : Party should clearly specify in their tender the delivery schedule / time frame for the following 

1. Supply of drawings for approval after the receipt of Purchase order

2. Readiness of the system for pre­delivery inspection from the date of drawing approval

3. Supply of the item at VSSC after the successful completion of the pre­delivery inspection trials at vendor site.

4. Erection , commissioning  & demonstration at VSSC ,Trivandrum . 

14.24 Party has to submit the duly filled compliance matrix along with the offer and shall bring out any deviations in detail, without fail. 

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