Ofta är den typiska variabiliteten i tryckluftsflödesbehovet inte proportionellt översatt till effektreduktioner vid luftkompressorerna . Detta kan vara ett resultat av många problem med tryckluftsförsörjningssystemet. Det är viktigt att förstå utbudssidan förmåga att svara på efterfrågesidan av tryckluftssystemet . Om luftkompressorerna på utbudssidan inte kan översätta flödesreduktioner till energibesparingar, bör genomförandet av projekt för efterfrågan minska omvärderas.
Hur ofta går produkterna till växtpersonal och spioneras som energibesparande eftersom de kan minska användningen av tryckluft när det gäller flöde (scfm) och / eller tryck (psig)? Det finns många mycket giltiga produkter och tekniker (som vi distribuerar under våra revisioner) kan minska kraven på tryckluftsbehov.
Att minska tryckluftanvändningen kommer emellertid inte att bli energibesparande vid luftkompressorerna i en stor andel av de installationer vi besöker. Varför? Det finns många möjliga skäl. Luftkompressorerna kanske inte har de lokala kontrollerna så att de kan använda mindre energi vid partiell belastning. Eller så kan luftkompressorerna arbeta samtidigt - alla på mindre än optimala punkter i deras effektivitetskurvor.
Efterfrågan på tryckluft förändras alltid i växter. Därför kan användningen av en central styrenhet för systemet leverera höga ROI med fördelar som ökar tillförlitligheten och komprimerade luftkvalitetsförbättringar. Ett centralt styrsystem kan automatiskt reagera på förändringar i komprimerad luftdynamik och ge anläggningen viktiga resultatindikatorer.
Figur 1: Ett vanligt problem - det här diagrammet visar luftkompressorer som använder ungefär samma mängd energi, oavsett vilken mängd tryckluftflöde som krävs.
"Norm" är flera luftkompressorer som arbetar individuellt
Här är våra anteckningar från vad som är en typisk upptäcktsprocess vid en revision. Vi börjar med att hitta två luftkompressorrum och börja ta reda på vad som händer. Kompressorrummet # 1 har flera luftkompressorer tillgängliga för att tillgodose produktionsbehovet. Det finns tre 150-hk-klassen enstegsmörjda roterande skruvluftkompressorer från två olika tillverkare. En enhet är luftkyld och två är vattenkylda. Den mest effektiva enheten, Kompressor # 6, används främst som back-up om kompressorerna 1 eller 2 går ner för reparation. Kompressor # 6 är ungefär 15% effektivare vid full belastning då antingen Kompressor # 1 eller # 2. Denna enhet är dock ganska gammal och dess tillförlitlighet är tvivelaktig.
Luftkompressorrummet # 1 har två kyltorkar. En är en äldre kyltork från varumärke "D", betygsatt för 1600 scfm. Denna enhet stängdes av och valvades ut. Den andra enheten är en Brand A-kyltork, storlek för 870 scfm, och lämnas för att hantera det totala luftflödet från luftkompressorerna. Denna torktumlare arbetar för den nuvarande efterfrågan, men är väldigt undersized om kompressorns hela kapacitet ska utnyttjas.
Luftkompressor Rum # 1 har en enda 900-gallon mottagare installerad bredvid torktumlare och en 1-punkts ingång 1.060-gallon mottagare utanför kompressorn, monterad horisontellt på väggen. Inställningen för enkelpunktsinmatning fungerar inte effektivt för att försörja systemet med lagring.
Luftkompressorrummet # 2 har tre enstegs roterande skruvluftkompressorer; A75-hästklass och en 50 hästkurs från Märke A och en 75 hk klass från ett annat varumärke. Under vårt besök besökte alla kompressorerna någon gång med 50 och 75 hästkraftsenheter från Brand A-cykling på och av vid behov. En Brand A sequencer installerades men hade varit inaktiverad - så luftkompressorerna fungerade alla med lokala kontroller. Samtliga luftkompressorer arbetar i online / offline-kontroll.
Det finns inga trycklufttorkar i luftkompressorrummet # 2. All tryckluft som lämnar detta område är mättad med fukt och blandar med den torkade luften som lämnar Rum # 1. Det finns inga filter installerade för att avlägsna olja eller fasta partiklar. Mättad tryckluft skickas från Rum # 2 till mottagartankarna i Room # 1.
Alla dessa enstegs roterande skruvluftkompressorer använder tvåstegsreglage. Tvåstegs lossning är där luftkompressorn är fullt lastad eller lossad (tomgång) - utan att stoppa och starta kompressorn, så det finns inget problem med motoruppvärmningen. För att fungera bra kräver denna typ av kontroll 3 till 5 liter / scfm för effektiv lagring. Denna kontrollstrategi är också känd som belastning / lossning eller online / offline. Den viktigaste variabeln här är nedblåsningscykeln - hur lång tid tar det för att nå tomgång (i sekunder) efter övergång till lossat?
Tabell 1: En typisk scenario-fem luftkompressorer som arbetar på egen hand optimerar inte energieffektiviseringsmöjligheterna och kan leda till tillförlitlighetsproblem.
"Norm" är systemdynamiken ändras alltid
Det enda du kan lita på, från ett komprimerat luftsystem, är att imorgon kommer att skilja sig från idag. Systemkraven kommer sannolikt att vara dramatiskt annorlunda 1 år från och med nu. Detta innebär att kraven på kompressionsluftflödet (cfm) kan vara högre. Kanske skapades en ny produktionslinje. Kanske tre 1/2 "länkar blåses öppna, undangömt under någon produktionsutrustning, och ingen har upptäckt dem. Kanske flödeskraven är lägre på grund av förlust av affärer eller en utmärkt läckageundersökning av tryckluft (och reparation). Kanske har växtenergiingenjören framgångsrikt reducerat växttrycket från 110 till 90 psig genom att isolera en skyldig högtrycksanvändare och serva den med en booster. Vad framtiden kan innehålla måste man planera för förändring.
Det beskrivna systemet körde flera luftkompressorer under delbelastningsförhållanden. Detta berodde delvis på rörledningar. När rören är omkonfigurerad kan inställningspunkterna kaskadas på ett sätt som kommer att driva färre enheter om inte annat krävs av tryckluftssystemet. Ett centralt styrsystem hjälper till att säkerställa att rätt inställda punkter upprätthålls.
Tryck daggpunkten övervakades inte. Under produktionsdagarna mättes en förhöjd daggpunkt på grund av blandning av behandlad och obehandlad tryckluft från de två luftkompressorrummen. Under helgen sjönk trycket daggpunkten till 38 F eftersom komprimerad luft kom endast från Air Compressor Room # 1. En central tryckluftstyrenhet övervakar och rapporterar eventuella variationer från komprimerad luftkvalitetsspecifikation - utlösande korrigerande åtgärder.
Tabell 2: Dessa är de viktigaste indikatorerna vi mätt manuellt när vi besökte denna anläggning. En instrumentad masterstyrenhet kommer att tillhandahålla informationen året runt.
Luftkompressordata krävs för att utvärdera Supply-Side-projektet
Projekt på utbudssidan kommer att öka den totala effektiviteten vid vilken tryckluft levereras till anläggningen. Beslutet om huruvida ett centralt kontrollsystem ska läggas till eller ej kommer att uppnås efter att ha utvärderat energiförbrukningen före projektet, enligt vad som framgår av den här artikeln, före genomförandet av något av utbudsprojekten. För det andra fastställs det mest sannolika efterprojektkompressoroperationsmönstret genom att överväga:
Vilka kompressorer är regelbundet tillgängliga för drift och som blir gamla
Deras individuella fullkapacitet och specifika krafter
Deras kapacitet kontroller
Huruvida varje kompressor har en autostart och automatisk stoppfunktion
Den sannolika viloläge vid oavladdad effektnivå innan den stängs av helt
Projektprofilens belastningsbehovsprofil.
Fördelar med ett centralt komprimerat lufthanterings- och övervakningssystem
Ett centralt komprimerat luftledningssystem erbjuder flera fördelar, främst för att förbättra luftkompressorens specifika effekt (kW per cfm) genom att säkerställa det konstant optimala luftkompressorns val och eliminering av överdriven tryckförlust. Ett centralt tryckluftshanteringssystem kan också:
Fastställa och övervaka korrekt komprimerad luftkvalitet i hela systemet
Minska den genomsnittliga tryckluftsbehovet genom att genomföra de myriade luftbehandlingsprogrammen och övervaka de faktiska efterfråganivåerna på en fortlöpande basis
Ett centralt styrsystem gör det möjligt för färre luftkompressorer att fungera vid en given tidpunkt och att utjämna luften som produceras av tryckluftssystemet.
I det exempel som anges i denna artikel i de två luftkompressorrummen med sex luftkompressorer, är den beräknade förbättringen i specifik kraft (vid samma efterfrågan med samma kompressorer online) från den aktuella 3,17scfm / kw (716 scfm / 225,4 Input kw) till en projicerad 3,76 scfm / kw (716 scfm / 190,3 input kw). En förbättring av tryckluftseffektiviteten på ca 16%. Detta skulle ge en prognostiserad elektrisk driftskostnadsbesparing på 21 000 dollar till 22 000 USD per år.
Utan att överväga andra besparingar som lägre underhållskostnader och reparationskostnader - det här är en 24-27 månaders enkel återbetalning. Dessa typer av övervaknings- och kontrollsystem kan läggas i steg över tiden för att minska den årliga kapitalinvesteringen över tiden. Detta projekt kommer också att möjliggöra en eventuell minskning av efterfrågan på tryckluft för att generera en motsvarande minskning av inmatningsenergin.
Instrument levererar 5 Key Performance Indicators
Ett komprimerat luftövervakningssystem kommer att möjliggöra att anläggningen kontinuerligt kan följa prestanda och effektivitet på luftens system, så att energibesparingar som uppnåtts i de föreslagna projekten kan bibehållas över tiden. De primära elementen i ett sådant övervakningssystem, såsom placeringen av rekommenderat flöde, kW och tryckmätare listas nedan. Vid installationer som den vi har profilerat i den här artikeln granskar vi också var man ska installera övervakningspunkter i luftkompressorrummet och på fabriken för att optimalt styra luftkompressorerna med ett centralt styrsystem. De viktigaste indikatorerna för övervakning är tryck, flöde, daggpunkt och individuell kompressorkraft.
De rekommenderade elementen instrument, för detta projekt, för att stödja ett omfattande övervakningssystem som ingår:
(6) kW efterfrågemål på varje enskild kompressor - $ 1.500 vardera för totalt $ 9.000
(12) PSI-omvandlare (7 i kompressorrummet och 5 ut i anläggningen) - 200 USD vardera för totalt 2 400 USD
(1) Tryckluftsflödesmätare - 3 000 dollar vardera
(1) Dew Point Demand Meter - $ 2.500 vardera
(2) Dataintegratörer - $ 5000 varje för totalt $ 10K
Den totala prislappen för övervakningssystemets utrustning var 26 000 dollar. Installationskostnaden prognostiserades till $ 20 000 för en total kostnad på $ 46 000. Denna instrumentation skulle då ge Central Compressor Control System den information som krävs för att leverera dessa Key Performance-indikatorer:
Flödesnivåer över tiden (t.ex. uppåtgående trender kan indikera ökade läcknivåer)
Individuella kompressor kW-värden (t.ex. uppåtgående trender kan indikera kompressorfel)
Grundläggande systemeffektivitet över tiden - Specifik effekt definierad som flöde / total kW efterfrågan (t.ex. uppåtgående trender indikerar förlust i effektivitet)
Duggpunktsnivåer (t.ex. uppåtgående trender indikerar ökad fuktnivå och eventuellt fel i luftbehandlingsutrustningen)
Systemtryck (t.ex. oregelbundna trycknivåer kan indikera otillräcklig lufttillförselskapacitet, alltför låga nivåer kan få upphov till fel på produktionsutrustning)
Slutsats
Tryckluftsystem är dynamiska - de ändras alltid! Centralt styrsystem, som stöds av instrumentation och förståelse för de enskilda luftkompressorerna , kan automatiskt reagera på dessa dynamiska förhållanden och säkerställa optimal prestanda. Viktiga resultatindikatorer kan väljas och prestationen kan hanteras med en gång om året "check-up" -recensioner, vilket garanterar att systemet bibehålls optimalt.
---- http: //www.hqcompressor.com
