工业实用效率

阿肯色工业机械帮助TIGG降低能源成本

该设施

TIGG Corporation是一家生产活性炭吸附容器、定制空气接收器等钢罐和压力容器的制造商,通过压缩空气能源审计,在实施设备、劳动力整合和程序变更后,大幅降低了能源成本。此次审计是在TIGG位于阿肯色州Heber Springs的155,000平方英尺的制造工厂进行的,目的是确定现有压缩空气系统的效率,并为TIGG参与阿肯色州Entergy的大型C&I定制激励计划设定基准。

C&I客户激励计划由电力供应商向其设施利用峰值需求为100千瓦或以上的企业提供,并为减少其工业设施峰值需求负荷的客户提供成本节约激励。工厂审计由clearresult管理,这是一家能源管理公司,与公用事业公司合作,实施和评估优化方案。压缩空气审计是由阿肯色州工业机械公司进行的。

TIGG的工厂经理Doug Murray说:“作为一个大型储罐和定制空气接收器的建造者,我们一直知道我们的客户可以从压缩空气能源审计和安装更大、更高效的空气接收器储罐中看到成本节约。”“然而,我们惊讶地发现,调整我们的劳动计划,修复空气管道泄漏和安装新设备会对我们的运营成本产生如此重大的影响。”

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火花飞扬,肖恩·戈里赫应用焊接到一个定制的空气接收器在TIGG的Heber Springs, Ark。制造工厂。多亏了压缩空气审计,TIGG得以大幅降低其能源成本。

当前的压缩空气系统

TIGG压缩空气的大部分使用发生在钢制储罐和压力容器喷漆和喷砂过程中。其余的空气需求来自于在整个设施中用于驱动空气工具的零星使用。在审计的时候,该工厂实行两班制,大部分高空气需求的应用发生在第二班。TIGG使用的是水冷300马力油润滑的旋转螺杆压缩机(电机为350马力),使用的是不卸载的调节控制。钢制储罐和压力容器制造商有一个水冷1300 CFM循环冷冻空气干燥机和一个20马力冷却水泵,只为压缩空气系统设备提供冷却。

默里说:“我们的旧设备是一台300马力的水冷压缩机,每天可以运行16个小时。”“在此期间,它将以满载的方式运行。这台机器将产生一个峰值需求费用,因为所有的KW需要启动压缩机每天。此外,压缩机在整个过程中一直保持负载,即每天16个小时。”

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为了节省与压缩空气系统相关的能源成本,TIGG升级了其设备,安装了两台新的75马力的超前/滞后配置压缩机和一个新的空气干燥器。钢制储罐和压力容器制造商还调整了工时,以提高产量和进一步降低能源消耗。

基线审计

数据记录器部署了两周,监控冷却水泵、干燥机和压缩机的KW使用情况,以及工厂的空气压力。在计划部署数据记录器时,要注意确保记录一个典型的TIGG正常操作样本。需要注意的是,该设施不会每天执行相同的任务。虽然TIGG生产标准钢罐,但他们的大部分业务来自定制罐和空气接收器。

对制造这些自定义储罐的过程进行了详细检查,数据记录器部署的时间安排是这样的,将出现一个具有代表性的样本。我们评估了空气使用量和成品之间的直接相关性,这需要确定TIGG在Entergy的激励计划下符合激励资金的数量,但没有发现直接相关性。这部分是由于它需要大量的时间来制造一些大坦克从开始到完成。

我们决定严格记录整个工厂正在进行的工作,并利用这些信息和基线数据来确定TIGG是否有足够的节能潜力来参与Entergy的激励计划。图1是将空压机的KW读数分解为每小时平均需求的图表。每一行表示记录周期中每一天的小时平均KW。该图表明,该设施全天没有稳定的压缩空气需求,而且很少有明确确定的日间类型。

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TIGG的空压机运行能力低于25%,但由于压缩机采用了调节控制,使用了超过70%的功率。再看一下上图中的功率读数,知道压缩机的运行能力低于25%。这是节约能源的绝佳机会。此外,在300 HP空气压缩机上使用350 HP电机进一步降低了压缩机的能效,并降低了使用KW读数预测压缩机流量的准确性。基线数据见表1。

Tigg表1

根据KW读数,TIGG每小时的平均消耗量为277 CFM,并且有连续15到20分钟的高消耗量远远超过400 CFM。还有很多长期的低需求,平均每小时不到20 CFM。很明显,需要一个更节能的解决方案,但空气需求的不一致性使一个新的压缩机的尺寸困难。这种应用似乎不适用于一台空气压缩机。美国能源部AIRMaster+软件公司被用来确定该系统最节能的替代方案。

新的压缩空气系统

一个变速驱动器(VSD)压缩机通常是理想的应用与这种不规则的需求。然而,在这种应用中,一个VSD压缩机并不是理想的解决方案,因为压缩机会经常以非常低的容量运行。持续以低容量运行VSD压缩机会使油底壳充满压缩过程中空气中的水。VSD需要以更高的速度运行,将进入油系统的水燃烧掉。水积聚在油底壳中,最终会破坏压缩机的空气端。因此,决定需要一个双压缩机系统。在评估了最节能的选项后,TIGG选择购买两台固定速度风冷75马力旋转螺杆压缩机,负载/无负载控制和关机定时器。还购买了一台690cfm风冷循环冷冻空气干燥机。

这个选择看起来很理想,因为一台75马力的压缩机可以处理超过75%的设备运行。第二台压缩机将根据其级联控制设定点在需要时启动。设备中有两台压缩机还可以防止在空气压缩机为了预防性维护而关闭或由于故障而关闭时整个工厂关闭。这也为该设施未来可能的扩建提供了一些过剩产能。

每一项需要压缩空气的作业都可以用一台75马力的压缩机进行,只是不能同时进行。此外,新的风冷设备允许永久关闭冷却水泵,这是压缩机运行期间恒定的15千瓦负荷。

表2为推荐压缩机的预计年能源使用量。整个系统的年总能源使用量预计不到目前系统的一半。根据计算得出的每年节约能源407,484千瓦,Entergy公司愿意支付TIGG高达75%的购买和安装新的更节能设备的费用。

Tigg表2

由于压缩空气项目的潜在成功,TIGG在Clearesult的代表Jeremy Dillon的帮助下,从能源效率的角度评估了他们的整个设施,并启动了两个新项目。第一个项目是安装更节能的照明设备,第二个项目涉及流程改进。

Murray说:“这两款新型压缩机采用领先滞后配置,这意味着它们只有在空气需求量存在的情况下才能一起运行。”新压缩机是在3月份安装的,与此同时我们调整了工时。”

在观察他们的过程中,TIGG意识到他们可以把他们的第二班和第一班一起工作,并保持相同的生产力水平。这一变化要求对整个工厂的工作流程进行更好的管理和监督。精益生产原则被用于减少过程中的浪费,并进行了培训以促进一个更加注重能源的环境。

合并班次和增加地板上的监督,大大减少了压缩空气系统的运行时间。通过简化工作流程,许多需要压缩空气的过程不再同时进行,峰值空气需求也大大降低。与照明设施相关的成本也通过减少第二轮班显著降低。

验证审计

安装新的压缩空气设备后,会部署数据记录器,以监测压缩机和烘干机的千瓦使用情况,以作核实之用。再一次,我们采取了谨慎的做法,以确保在记录期间提供具有代表性的正常工作量样本。当工厂将第二班次合并到第一班次时,Entergy的审计团队遇到了障碍。基线数据有两个生产班次,而验证数据只有一个班次。Entergy的审计人员最初的计划是从基线中删除所有的二次转移数据。这造成了一个问题,因为大部分喷砂发生在第二班,从基线中移除喷砂并不会计入TIGG过程中该部分的空气使用量。

最终,工厂的生产在基线和验证之间没有下降。产量实际上增加了。因此,审核员妥协,允许基线审计期间收集的第二次转移数据的一部分。表3显示了验证审计数据的结果。压缩空气系统的能耗甚至比预期的要低得多。能源成本减少了90%以上。考虑到在验证日志记录过程中一定发生了错误,Clearesult部署了数据记录器以确保数据是准确的。第二轮数据记录得到了与第一轮相同的结果。

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验证审计数据的结果图见图2。值得注意的是,由于设施的改进流程,对压缩空气系统的需求远远低于最初的预期。在验证记录期间,一台75马力的压缩机能够承载整个工厂的负荷,该压缩机的最高流量为压缩机容量的63%。

Tigg表2

激励和储蓄

该项目的设备和装机费为78 000美元。根据核查数据和审计人员对基线数据的调整,TIGG每年的总节能量为443,748千瓦。TIGG获得了58,000美元的奖励支票,他们每年节省了超过50,000美元的与压缩空气系统相关的电气成本。TIGG的投资回报率是5个月。

默里解释说,TIGG的每月公用事业账单自5月份以来已经减少了一半,这已经显示了直接的效果。他说:“我们8月份的电费账单显示了我们从去年到今年的用电情况,2012年8月我们总共用了13.32万千瓦,2013年8月我们只用了5.28万千瓦。”“这表明今年和去年相比,KW减少了60.3%。”

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来自Entergy和clearresult的代表向TIGG提交了一张总额为58222美元的支票,这些奖金来自压缩空气能源审计后进行的设备和劳动力调整。(从左到右:Jeremy Dillon (Clearesult), Georgiana Riley (TIGG Corporation), Stoney Engle (TIGG)和Alice Leacher (Entergy)。

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如需更多信息,请联系凯文·康利阿肯色州工业机械AIRMaster +认证。

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