工业效率

食品工业厂以每年的能源成本节省154,000美元

设施

这家位于加州的食品工业工厂,每年花费386,533美元用于运行他们的压缩空气系统。该系统评估详细介绍了11个项目区域,每年的能源节约总计为154,372美元,投资为289,540美元。当地的公用事业能源奖励,每千瓦时9美分,为工厂提供159,778元的奖励。这将投资减少到129,762美元,并为项目提供了10个月的简单ROI。

该项目代表了真正的“供需 - 方面评估”。需求侧工作确定了减少吹除空气应用中压缩空气消耗和泄漏的重要机会。由于文章长度空间限制,本文将详细介绍工厂如何通过841 CFM降低压缩空气消耗。

重要的是要注意,必须修改压缩空气系统的供应侧,以便将降低的压缩空气消耗转化为节能。新的变速驱动空气压缩机和压缩机控制自动化系统需要将降低的压缩空气需求转化为节能。

供应侧系统概述

当前系统的“特定功率”等级为5.27 CFM / kW。这种能效度量意味着对于每千瓦消耗,空气压缩机产生5.27 CFM(立方英尺/分钟)压缩空气流量。

空气系统每年运行8760小时。该系统的负载曲线或空气需求在一天内根据生产周期(不是班次)而变化——55%的时间两台压缩机满足需求,而45%的时间3台压缩机满足扩大需求。整个系统的流量范围从双压缩机期间的平均2591 acfm到三压缩机期间的平均3258 acfm。在生产过程中,集管的系统压力在103 ~ 104 psig之间。

#1和#2 300马力空气压缩机作为主要引线空气压缩机,而且#3空气压缩机作为装饰(滞后)单位运行。所有现有的空气压缩机都是控制的序列,并在预定的间隔上按顺序旋转。

在进行系统评估时,节能欧宝体育是真的吗估计部分依赖于空气压缩机容量控制系统,有效地将较低的空气用途转化为降低的电力成本。目前安装的空气压缩机具有这种卸载控制 - 但它们超大了。有必要安装更小(150 HP)变速驱动空气压缩机,以提高系统的特定功率至5.68 CFM / kW。此外,现有的管道系统将允许控件实现其目标。

本文的重点是详细介绍了实现压缩空气消耗的项目。

表1  -  2

绿叶

项目#1:泄漏识别和维修

在植物中进行了对压缩空气泄漏的部分调查,并鉴定了43次泄漏,量化和记录。确定的43个泄漏的潜在节约总计245碳水化液。我们建议使用超声波泄漏定位器以持续的方式识别和量化压缩空气泄漏。该工厂已经在房子里有这样的泄漏探测器。泄漏研究中调查的一些地区包括大量高背景超声噪声,屏蔽了许多较小的泄漏。在继续泄漏管理计划中,工厂人员应在非生产时间内进行泄漏检测,以消除一些高超声波背景噪声。

通过固定43泄漏来估计空气流量减小 245 CFM.
从空气流量减少可收回的节省 $ 110.70 / cfm / yr
计划项目每年节省的电费 $ 27,122 /年
修补泄漏的单位成本(材料每泄漏25美元,人工每泄漏75美元) 100美元
工程总成本(材料及安装)(各43 x 100美元) 4300美元

表3

项目#2:热电制冷

一种较老的技术现在进入商业工业机柜冷却市场是“热电制冷”。它最初被开发和应用于计算机和其他电子元件的内部冷却。热电板利用了高效的球团冷却设计。当电流供给极板时,它使表面冷却。当流向极板的电流减少时,冷却效果就会降低。控制系统调节电流以保持目标温度。

操作热电制冷柜冷却器的能量成本比氟利昂制冷装置低50%至80%。该技术并不总是具有开发其他一些其他温差,特别是涡旋管冷却的能力。在一些更高的环境区域(例如熔炉等),绝缘柜子可能不可用。我们在美国大陆的制造工厂中施加了热电冷却。

热电冷却器摘要

  • 没有冷藏式冷却器具有比热电空调的电能成本更低。今天,其实际限制为1500 BTU / HR冷却单位(或1500 BTU / HR的倍数)。这将处理当今在工业环境中的许多内阁冷却工作。它将冷却以下环境或周围的空气温度。它确实具有来自环境的冷却温度差分(10-300F)。
  • 热电可以在密封柜中冷却,不必为热空气交换凉爽的空气!

表4.

我们在工厂看到了53个冷藏柜冷却器。所有这类1,500-4,000 BTU / HR级的冷却器可以用类似的额定热电制冷,自动温度控制单元替换,节省3至6千瓦。他们还将提供比法式的制冷单元的寿命更长的寿命。

5台4000英热单位/小时的屋顶发电机组可能会被2台1500英热单位/小时的热电机组取代,因为现有的机组可能太大了。我们之所以建议通过实验来找到最经济的方法,而不是仅仅更换所有的53台柜式冷却器,原因之一就是要证明所提出的解决方案是可行的。如果在机柜的两侧、底部和门上增加绝缘材料,那么一台1500英热单位/小时的设备就可以工作。

表5.

我们提出了该工厂最初仅取代53个冷藏柜冷却器中的10个。在随后几个月和年内取代其他43个冷藏柜冷却器。

目前10台柜式冷冻机的能耗至少为5台(屋顶5台,内部5台) 45 kW.
每个1500英热单位/小时热电冷却器的能耗 280瓦特
替换十个制冷机组所需的热电冷却器数量 16
新能源使用热电单位(0.28 kW * 16) 4.5 kW.
用拟议项目节省电气成本 40 kW.
拟议项目的年度电气成本节省(40 KW * 8,760小时* $ 0.08 /千瓦时) 28032美元/年
项目成本(材料和安装) 30,000美元

项目#3:使用Venturi空气喷嘴进行吹气空气

这种食品工业厂通过在四个开放的吹气区域安装文丘里喷嘴,可以节省大量能量。以下开放式吹口项目基于使用不锈钢喷嘴而不是通常的尼龙复合喷嘴。总共,这四个开放式吹瓶项目可以以6,000美元的价格为所有班次节省平均440厘米。

  1. 乳清地区,东北角,管吹出25 CFM - 使用9个CFM放大器喷嘴和自动电磁阀关闭阀门的一半。储蓄始终是19个CFM。费用为800美元。
  2. Yamamoto填充室,第1行每次有4个打开25 CFM的打开频率 - 在12个CFM中添加稳压器($ 200)和放大器喷嘴($ 200),每次和自动螺线管关闭阀门($ 750)。节省是76 CFM所有班次。费用为1,200美元。
  3. Yamamoto填充室,线#2 32 CFM的四个方向楔形喷嘴,每个用于折叠塑料袋襟翼,可以用放大楔形喷嘴和调节空气调节到80 psig,然后每次使用16个CFM。每天运行20小时。节省(32-16)次4个喷嘴在20/24小时= 52 CFM所有班次。费用为1,000美元。
  4. 块奶酪室使用4 * 4个楔形喷嘴,每个CFM均用于吹掉奶酪(512 CFM)的水。运行80%的时间。用36 CFM替换为4 * 1空气刀,或144总CFM。节省是[(512-144)x 80%] = 294 CFM所有班次。安装的成本为3,000美元。

目前使用的喷嘴电流平均空气流量 642 CFM.
提出的平均气流以放大喷嘴和空气刀 202 CFM.
节省了总空气流量 440 CFM.
从空气流量减少可收回的节省 $ 110.70 / CFM YR
每年通过减少流量节省电力成本 $ 48,707 /年
估计总项目成本(所有材料和安装) 6,000美元

项目#4:使用Venturi喷嘴吹枪

通过用文丘里喷嘴吹枪代替吹枪可以创建额外的节省。系统评估建议用OSHA批准的Venturi放大器吹枪取代12个现有的吹枪。

现有吹枪的电流平均空气流量60 CFM(5/16“在100psig)时12枪时2小时/ 24小时 60 CFM.

文丘里喷枪的平均风量为7 cfm /次12枪次2小时/24小时

7 cfm
节省了总空气流量 53 CFM.
每年通过减少流量节省电力成本 $ 110.70 / CFM YR
项目总估算成本(每12支吹枪45美元) 540美元

项目#5:坦克搅拌

这个食品工业工厂有9个(最终是12个)清洗槽,需要搅拌以最大限度地清洗。清洗在晚上进行,每个洗涤槽被搅拌约2小时。

该工厂建造了空气管道,每隔几英寸就钻出41个1/8”的孔,用于将压缩空气吹入水中。一般情况下,这些线条只浸没24英寸,因此大约有1磅水压力。因此,低压空气将同样有效地工作,以搅动水,而不是使用调节,但仍很高的压力压缩空气。

我们建议植物在同一个洗涤罐中使用这些相同的线,但是测试使用小型7个psig鼓风机的使用,以馈送系统,而不是连接到压缩空气系统。这款鼓风机将需要电动连接,但它看起来可以在每个洗涤罐附近提供服务。鼓风机可能适合每个坦克,使其脱离。

目前空气流量与压缩空气13每孔CFM(1/8“调节至60psig)次41孔时间2小时/ 24小时 45 CFM.
压缩空气与鼓风机空气一起流动 0 CFM.
节省了总空气流量 45 CFM.
从空气流量减少可收回的节省 $ 110.70 / CFM YR
每年通过减少流量节省电力成本 4981美元/年
估计的项目总成本(鼓风机和安装) $ 5,000

公平地说,鼓风机会耗电。这将取决于鼓风机,但它将在1千瓦的范围。这将花费1千瓦* 2小时/天* 365天/年* 0.08美元/千瓦时= 58美元每年运行。换句话说,鼓风机解决方案的能效是使用压缩空气的85倍左右。如果该项目完成,公用事业公司的返利将按净能源节省额(4,981美元减去58美元)计算。一旦这种测试方法被证明是成功的,修改所有9个(或12个,一旦第3行上线)清洗槽。节能和效用回扣将按比例递增。

结论

该项目是一个很好的例子,存在于现代工厂的机会,以显著减少压缩空气消耗。这也是一个很好的例子,即仅仅减少压缩空气的需求并不能保证节省能源。事实上,通常情况下,供应侧系统(空气压缩机)必须重新配置以提供节能。

表6.

接触汉克范奥默;电话:740-862-4112,www.airpowerusainc.com.

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2012年4月