工业实用效率

制药厂的仪器空气和呼吸空气

位于加拿大的一家制药厂对两个工厂系统进行了压缩空气评估。研究揭示了低压缩空气生产效率,高空气干燥机损失,以及高流量压缩空气使用的问题,负面影响工厂压力。该工厂对两个压缩空气系统实施了能源效率措施,分别节省了46%和64%的能源成本。

背景

该公司是一家大型跨国制药公司,从动物副产品中提取有益健康的产品。A厂的压缩空气供应最初被设置为两个独立的系统,一个提供仪器空气,另一个用于实验室呼吸空气。B工厂的系统使用了润滑和无润滑空气压缩机的组合,尺寸在15到60马力之间,每个都有自己的干燥剂空气干燥机。

图1

图1:如图所示的系统1配置混合润滑和无油(系统2未显示)。点击在这里扩大。

初步评估

B工厂系统的供应侧测量最初是在2004年完成的,当时工厂比现在繁忙得多,平均压缩空气负荷也比现在高。图2显示了一个生产日的快照,相当恒定的负荷,由干燥机清洗和机柜通风引起,只有一个短的生产中期。可以看出,15hp空压机在一周的某一段时间由于某种不明原因空载启动运行,降低了系统效率。白天可以看到一些引起低压的波动。分析最终表明,小型压缩机可以用于非生产流量,而不是运行大型60马力压缩机和干燥机。

图2

图2:运行两台压缩机的样品生产日。点击在这里扩大。

最终使用压力问题

从图3可以看出,在生产过程中,主要的最终用途对压力剖面产生了很大的影响,这主要是由于在存储容器中混合了一些化学物质。该操作在生产当天按要求开始,并设置了一个压力开关,如果工厂压力降得太低,就会中断压缩空气的流动。另一种最终用途是利用压缩空气在坑中搅动废水以控制气味。这些最终用途迫使压缩机排放水平远远高于要求。

在评估时,基于安培读数,系统流量估计为264cfm峰值和111 cfm平均值。电力消耗估计为31千瓦,每年约18.1万千瓦时。系统比功率估计为28 kW/100 cfm(不包括空气干燥器吹扫),优化系统的正常读数将低于20 kW/100 cfm。

图3

图3显示了喷注在压力剖面中的应用。点击在这里扩大。

选民的需求

对满足需求的压缩空气用量进行了详细的分析。根据各种特殊测试和流量测量,创建了以下需求概要:

图4

图4:详细分析显示了使用空气的地方。

可以看到,该工厂有一个低水平的泄漏,这表明良好的维护实践,但有两个主要负荷,机柜清洗和空气干燥器清洗。柜式吹扫是将少量空气引入到电板中溶剂含量高的区域。这对面板施加了一定的压力,以防止爆炸蒸汽进入。这是为了安全,经过大量的研究,发现这个负荷必须保持。然而,空气干燥器的负荷是由于两个无热干燥剂空气干燥器的固定循环运行。还可以在干燥器上增加露点控制。此外,可以使用泵和鼓风机来处理喷注负荷。

B厂年用电量如下:

图5

图5:基本情况下的功耗。

进一步监测

最初的审核只监控了该设施B厂的压缩空气系统。在A工厂中还存在两个额外的系统,最初工厂人员认为它们可以有效运行,因此在最初的工厂评估期间没有进行初始审核(审核员想要测量这些,但被不允许)。在最初的研究几年后,在对B工厂进行优化以确定是否有潜在的节约机会之前,对所有系统进行了重新访问。

图6显示了监视的结果。网站呼吸空气系统组成的一个40 hp调节压缩机和一个超大号的固定周期干燥剂空气干燥器运行在非常贫穷的特定权力,一个令人难以置信的204千瓦每100 cfm一旦空气干燥器清洗考虑(生产特定权力58 kW / 100进入空气干燥器)。A栋的仪表空气系统也存在类似的问题,原研究的P . B的系统实际上由于负荷较低而降低了效率,这是一种负荷/卸载控制的特点。

图6

图6:第二次监视时的基准能量和流程。

图7

图7:即使在低流量的情况下,呼吸空气系统也消耗了大量的能量。点击在这里扩大。

由于呼吸空气系统压缩机接近使用寿命,工厂决定购买新的VSD控制呼吸空气压缩机和露点控制空气干燥机。这种改变极大地提高了压缩效率和减少了流量,因为压缩空气的大部分流量是空气干燥器吹扫。

改善完成

工厂人员做了以下改进

  • 建立一个仪表空气和呼吸空气系统组合成一个控制良好的VSD压缩机辅助系统。
  • 建筑A干燥剂空气干燥机被一个缩小的露点控制干燥剂干燥机取代,减少清洗流量。
  • 消除了B楼的压缩空气喷射流。
  • B楼的排放压力降低到接近100psi。
  • B楼压缩机控制被修改,以防止压缩机在不需要时空载运行。
  • B楼压缩机控制被改变,因此小型压缩机和小型露点控制干燥机在非生产时间运行。
  • B楼的压缩机控制计划被修改了,因此更大的压缩机和带有露点控制的翻新干燥机在生产活动中运行。

储蓄的结果

还进行了额外的测量,以验证该项目的节省。最后结果如下:

  • A厂:综合系统每年减少了21.5万千瓦时的能源消耗,每年节省了1.2万美元,能源成本降低了64%。
  • 工厂B:系统运行和空气干燥器清洗的改变减少了68,000千瓦时的能源消耗,每年节省了4,800美元的能源,减少了48%。
  • 基于节省下来的资金,该公司获得了价值48,000美元的电力公司提供的一揽子能源激励计划。

结论

这个项目表明,不应该假设系统的效率。最初,由于一些错误的假设,没有考虑对A厂的系统进行优化。然而,一旦测量完成,对工厂人员来说,很明显,该系统可以获得比原来的B工厂系统更多的节省。

结果还表明,干燥剂空气干燥器通常是工厂中压缩空气的最大最终用途,可以采取一些措施来解决净化空气的损失。

欲了解更多信息,请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司,电话:204-806-2085,邮箱:ronm@mts.net。

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