气力输送能源评估节省321000美元
介绍
这家工厂位于美国东北部，估计每年在压缩空气系统的能源上花费890,205美元。以下推荐的项目将这些能源成本降低了321,000美元，相当于当前使用量的36%。这些估计数是根据混合电费0.118美元/千瓦时计算的。
完成推荐项目的估计成本总计为625500美元，简单的回收期为48个月。这并没有考虑到向这个项目提供高达250 000美元的能源奖励的实际可能性。由于文章篇幅的限制，只对选定的能效项目进行审查。
现有的压缩空气装置
该设备有两个主要的空气系统，工厂空气和装袋空气系统。全厂共有九台压缩机，为最终用户提供压缩空气。8台压缩机用于主要的工厂空气系统，1台压缩机用于Bagger系统和摄像机冷却。
工厂空气系统由八台单级、润滑的Sullair旋转螺杆压缩机组成。所有单位工作状况良好。2、3、4和7号机组为水冷式，6、8、9、10和11号机组为风冷式。工厂的主要空气系统有两个主要的压缩空气干燥机，一个Thompson Gordon型TG 2000冷冻干燥机和一个Sullair型SAR 1350无热干燥剂干燥机。两个单位都在按照自己的设计工作。TG 2000使用大约11.2 kW的非循环式装置，SAR 1350使用大约200 cfm的吹扫空气来再生湿塔。
Bagger系统采用Sullair 20-100H，在115 psig排放压力下产生409 scfm。这单位也在良好的工作秩序。该系统与主系统相连，以备停机或维修时使用。Bagger系统的部分干燥器使用CompAir型号AP 380无热干燥剂干燥器，用于湿塔的再生，消耗45 cfm。
空气压缩机基本上位于两个房间内。压缩机房#1有2号和3号机组，墙外7号机组与机房内的6“集管相连。压缩机房#2有4、6、8、9、10号机组，外部是压缩机11，为装袋机管线和摄像机冷却系统供电。
压缩空气的主要终端用户
压缩空气的一个重要终端用户是3号线的装袋机，负责操作大圆筒，用松散材料填充袋子。装袋机的空气并非全部干燥，这意味着饱和且含油的压缩空气将进入该过程。该系统还提供顶吹风摄像机冷却器，允许操作人员监控该过程。
吹气冠空气由主厂房空气系统供给，其调节压力在40至60 psig之间。据工厂工作人员介绍，每一次冕击使用280到340立方英尺，三条生产线共使用九条。在1号和2号管线上，每个冠吹也有七个雾化器，每个雾化器在25至45 psig压力下使用45至70 cfm。
另一个主要用户是原料运输系统，根据工厂人员的要求，每次运输需要700至800 cfm，最长可达6分钟。这个系统被调节到45 psig从主要的工厂空气系统。工厂人员感兴趣的是将冠吹和输送空气系统的空气从主要的工厂空气系统中分离出来。在本报告中，我们将确定为这两个高使用需求运行专用低压系统的成本节约。
图1所示。当前压缩空气系统-压缩机1号室
建立能源基线
压缩空气生产的工厂每年的电力成本是878628美元。如果将操作诸如烘干机等辅助设备的电费11,577美元包括在内，则操作空气系统的总电费为每年890 205美元。这些估计数是根据混合电费0.118美元/千瓦时计算的。
系统评估的重点是减少空气流量的机会，安装一个单独的、专用的低压空气系统来供应顶吹空气，并从工厂的主要空气系统供应Bagger。
*基于0.118美元/千瓦时和8760小时/年的混合电价。
减少空气流量计划
系统评估显示，减少空气流量的项目总数为750 cfm。该项目包括用零损失凝结水排水管(36 cfm)替换定时排水管，用文丘里喷嘴(370 cfm)替换开启吹气，修复已确认的漏气(106 cfm)，用冷冻空气干燥器(247 cfm)替换无热干燥剂空气干燥器。由于文章空间的限制，我们将只展示文丘里喷嘴项目的细节。
我们用文丘里管喷嘴替换高压空气排放，如下所示。无论何时何地，只要有可能，使用文丘里空气放大器喷嘴都是一种“最佳实践”——正确选择并应用所需的推力和体积，这通常将减少排放空气至少50%，为其他更有价值的应用释放更多的气流。
| 排污次数 | 98 |
| 估计目前使用的高压空气 | 590 cfm |
| 估计安装文丘里喷嘴后使用的高压空气 | 220 cfm |
| 空气减量值 | 215.18美元/立方英尺/年 |
| 通过安装文丘里管喷嘴减少吹扫，回收总电能成本 | 79618美元/年 |
| 喷嘴及安装费用(每个喷嘴$35 +每个安装$65) | 10000美元 |
*估计无法看到内部查看喷嘴。
注：工厂内有几支保卫空军5型喷枪。这些喷枪在90 psig压力下使用185 cfm。
鼓风系统
在这个制造过程中，大量100psi的压缩空气被调节到顶冠吹气系统应用的40psi。这是一个节约的机会。一般来说，让我们看看在不同压力下(基于0.05千瓦时、8760小时/年和0.93 ME)生产1,000 cfm压缩空气的相对电能成本是多少。
据电厂人员介绍，每个吹扫冠使用280至340 scfm。Air Power计算出平均为310个六皇冠，因为在我们的现场访问期间运行等于1860 scfm。对于第2条线路上运行的四个雾化器，其平均需求量为228 scfm，另外57 scfm；对于第1条线路上运行的三个雾化器，其平均需求量为20 scfm；对于雾化器，其平均需求量为288 scfm，其平均低压需求量为2148 scfm。该需求从当前电厂系统需求中减去，并将装袋机系统添加到该需求中，从干燥器吹扫中减去45 scfm，在电厂空气系统上留下1794 scfm。
系统评估建议安装一台600马力、2级、水冷、低压离心泵，为冕式吹风系统提供40 psig的空气。离心泵将配备进口导叶，以实现有效的降速。该装置在40 psig时产生3350 scfm，在60 psig时产生3150 scfm。电厂可使用当前的100 psi系统作为应急备用。必须对吹扫冠的管道进行修改，以在40 psig压力下输送空气需求，且压缩机至冠的压力损失很小或没有压力损失。
| 当前系统的年运行小时数 | 8760小时 |
| 当前系统在空气减少和Bagger系统与工厂空气系统结合后的年能源成本 | 6801161美元/年 |
| 拟议系统的年度能源费用 | 591265美元/年 |
| 每年节约能源 | 88896美元/年 |
| 估计新设备/改装的设备成本 | 200000美元 |
| 估计安装费用 | 150000美元 |
| 估计项目总成本 | $350,000 |
气力输送的应用程序
目前的应用是采用工厂主空气系统为原料提供输送空气。有三种不同的输送方式:混合料、玻璃粉和辅料。根据工厂人员的说法，运输系统每次运输混合材料需要消耗700到800 scfm，大约6分钟，运行时间约为60%。这相当于系统的平均需求为480 scfm。玻璃粉输送每天运行2 - 3小时，而次要成分的运行时间与混合材料相同。
配置和运输需求如下:
| 最坏情况下产品的堆积密度 | 1.20吨/立方米 |
| 跑步长度150英尺 | 150英尺 |
| 数量的肘部 | 5 x 90°弯头…短半径袖珍弯头 |
| 管道尺寸 | 4" #80黑色烟斗 |
| 输送率 | 400 - 600磅。每分钟 |
运输系统对主厂房空气系统有非常不利的影响，当其运行时，会将厂房系统空气压力拉至不可接受的水平。在输送系统进料时，将工厂空气压力从工厂压力调低至45 psig。
该系统是为密相输送而建立的，多年来已转化为稀相。在一个最大压力为15 PSI的典型稀相系统中，在14 PSI下运行不允许有任何空间来考虑压力峰值或其他可能的破坏情况。大多数系统在不高于12psi的情况下运行，允许3psi来应对峰值和其他不可预见的问题。
理想情况下，最好将系统更改为6“行，然后可以完成以下工作:
在6英寸的管道中400ppm =大约1135 CFM在6.9 PSI
500ppm在6英寸的管道中=大约1140 CFM在8.2 PSI
6英寸管线中的600 PPM=在9.5 PSI压力下约1150 CFM
尽管如此，我们还是建议使用专用低压（50 psi）压缩机将系统返回浓相，以替换目前使用的高压工厂空气。我们建议安装一台150马力的无油旋转螺杆压缩机，以提供800 scfm的峰值流量，从而正确操作运输系统
结论
本系统评估案例研究的有趣之处在于，许多电厂使用100 psi压缩空气，并将其调低至15至40 psi范围内的应用。尤其是部署稀相或浓相输送系统的电厂，需要仔细检查其供应侧压缩空气系统的能效。通过发现这一机会，该工厂能够实现每年32.1万美元的节能。
要阅读更多系统评估文章，请访问m.ghtac.com/system-assessments。
