工业效率

化学包装厂刮胡子41%的电信票据,具有压缩空气节能措施

当几年前,当他们上次升级他们的压缩空气系统时,化学包装设施已经做得正确。它们安装了可变速度驱动器(VSD)空压机并实现了其他能效措施,但植物扩展导致系统需求增加,超过系统的能力。包装线现在看到低压,导致在生产中关闭。并且投影显示植物需求将进一步增加。

本文讨论了该系统的升级和解决电厂问题所采取的能效措施。改进的结果是,电厂节省了先前与压缩空气相关的电力成本41%,并更好地稳定了空气压力。

图1

显示为25 HP固定速度单位,以提供100 CFM。

植物流量超过压缩空气系统容量

这个正在成长的工厂在几年前升级了他们的30马力(hp)调节螺杆空气压缩机,并增加了一个40马力VSD空气压缩机与一个较小的25马力固定速度单元。那项工程使他们获得了很大的产能和节约的能源。除了新的空气压缩机,工厂增加了循环干燥器,一个更大的存储接收器,和一个压力/流量控制器,以保持空气压缩机运行良好,并将工厂压力降低到一个恒定的较低水平,节省人工需求。

在早期的早期,每周五天,生产班次为八小时。但随着植物产量的增加,工厂每周五天将其生产时间表更新为24小时。峰值植物流动开始增加几乎没有增加,直到超过现有系统的容量。发生这种情况时,植物压力开始下降到65 psi,有时,因为空气压缩机无法跟上。因此,植物管理人员呼吁当地压缩空气审计员进行研究。

图1

图1:化学包装设备的低压事件导致生产停工,需要评估压缩空气供应和使用。点击在这里扩大。

节能的多个机会

压缩空气测焦研究的目标如下:

  • 提供有关设施中压缩空气运营成本的操作简介和消费报告。
  • 提供有关改善压缩空气相关生产过程的任何潜在机会的评论。
  • 一般地确定压缩空气系统满足设备需要的程度。
  • 识别任何可以以节能方式解决的压缩空气系统问题。

测量期间的读数和观察结果显示,与类似的优化系统相比,压缩空气系统在峰值运行时效率较低,而在平均运行时效率较高。它还显示出微小的改进是可能的。研究结果表明,如果现有空压机和新空压机的压力设置协调得好,使定速机组在运行时不加卸载,可以获得更好的运行效果。它也可以设置得足够高,以更好地提供足够的气压。

数据记录器用于监视压缩空气系统的电输入,以便计算近似年度电气运行消耗。数据显示压缩空气的年能耗约为200,600千瓦时,达到大约50 kVA的峰值需求。在约76碳酸咖啡上测量平均设施空气载量。持续峰值左右200厘米。

压缩空气系统代表了总设施年度电力成本的约18%。根据设施的电信账单所采取的速率,操作压缩空气系统的成本为每年20,000美元,包括税收和典型的维护成本。

对收集到的信息的分析显示了一些潜在的机会,这将导致改进压缩空气系统的运行。该项目还显示,与压缩空气相关的电气和维护成本可能节省高达37%的基础成本。

供应方和最终使用措施节省的机会

审计显示了储蓄的多种机会。完全压缩空气系统的彻底评估导致以下建议:

空压机控制与协调-现有的空压机在控制压力协调方面存在问题。较小的装置直到压力降至VSD空压机的设定值以下时才加载,加载后以调制模式运行。这是一个常见的问题,VSD压缩机控制波段需要嵌套在固定速度单元的控制波段内,如图2所示。

图2

图2:建议的控制带将VSD放置在定速压缩机的压力带内。

空气压缩机小时-审计员发现周末没有生产。压缩空气系统的唯一负荷是一些加热和通风阻尼器和干火系统,这两者都是非常低的负荷,可以由一个小型往复式空气压缩机提供。这将允许主系统在周末关闭。

备份容量- 系统峰值容量略高于200 CFM,但备用空气压缩机只有100个HP容量。如果需要关闭40 HP VSD,这并没有提供良好的可靠性。200CFM峰值意味着在峰值需求期间需要运行空气压缩机。

减少泄漏- 植物泄漏在25碳水化物中测量,占平均系统流量的30%。一些减少这将通过减少空气压缩机负载来节省能量。

最终用途减少- 确定了四种最终用途以优化:

  • 除尘器脉冲阀——工厂里的一个除尘器调整得不好,所以脉冲阀的爆破时间是0.5秒,而不是建议的0.2秒。爆破的频率高于最佳值,这两种情况都导致了压缩空气的过度消耗。
  • 空气起重机-一个压缩空气动力起重机升降机被用来移动产品。该起重机消耗了35 cfm的峰值流量,并促进了工厂的峰值需求。建议使用电动起重机,耗电量约为同等电力的十分之一。
  • 真空-一个压缩空气动力鼓真空被使用,消耗约60 cfm。它有助于压缩空气的总体需求,如果在生产高峰期使用,有可能增加高峰需求。
  • 空气助推器-氮气系统已经安装在一个实验室区域,需要压缩空气约150 psi。工作人员已安装一个压缩空气助力器,以增加压缩空气压力,以达到氮气发生器所需的水平。助推器消耗了大量的恒定流量。建议使用小型往复式空气压缩机,更有效地将空气升压至高压。

图4.

调整不良的喷砂阀和泄漏产生了这种集尘器的问题。

空气干衣机-该研究建议购买循环干燥机,如果安装任何新的干燥机。

过滤器- 审计员建议超大任何主要过滤以减少压力损失。

冷凝排水管-研究建议将计时器排水管改为更高效的无气排水管。

该研究预测了建议的变化将使压缩空气系统的电消耗降低37%,并在现有系统上提高空气压力。

图5.

压力/流量控制器将工厂压力保持在较低水平,并减少人为需求。

工厂管理部门决定通过安装一台更大的75马力空压机来升级系统容量。该机组安装了大容量容量的大小,因此空气压缩机将启动/停止的频率较低,如果它运行在最低速度以下。结果表明,随着泄漏的减少和终端的使用,操作经常在这个范围内。通常不建议以低于最低转速的速度运行,因为空气压缩机不会积聚足够的热量来赶走任何凝结在润滑剂中的水。

将压力带设置得很宽,使用大容量,使空压机在启动之间运行的时间更长,从而更好地加热空压机。这是以略高的能源消耗为代价的。

图6.

图3:使用宽压带(绿色迹线)运行允许空气压缩机在最小速度操作期间运行更长。在周末关闭系统,节省了通常会泄漏的能量。点击在这里扩大。

工厂每年节省1万美元的电气成本

最终数据显示,该项目的节余高于预期。节省了101,000千瓦时,每年节省的电费略高于10,000美元。平均负荷降至57立方英尺,最大流量为150立方英尺。这一负载减少意味着以前的系统可以供应工厂,但产量增加计划,所以购买了一个更大的空压机。电力公司给予了超过16000美元的财政奖励来帮助支付该项目的费用。

这个项目显示了引入压缩空气审计员来查看系统的价值。通常只关注系统的供应侧,而忽略了潜在的最终用途和减少泄漏。评估整个系统是值得的。通常终端使用可以产生显著的节约,可以降低电力成本,并使电厂有资格从电力公司获得更大的经济奖励。

有关更多信息,请联系Ron Marshall,Marshall压缩空气咨询,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net.

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