锻造工厂控制改进产生重大影响

Metaldyne性能组（在本文中称为MPG）植物1在哥伦布，印第安纳州（以前称为影响锻造）对其压缩空气系统进行了显着的效率。在其服务提供商的帮助下，IAC空气压缩，MPG在其现有的空气压缩机上实施了一些创新控制，添加了具有可变容量控制的新型空气压缩机，并将所有内容与现代中央控制器一起捆绑在一起。通过其电力公用事业公爵能量，该安装已被证实其明智地使用权力。

图1:MPG Columbus工厂1为汽车工业锻造零件。由于环境和缺乏可用的地板空间，最新的空压机安装在户外与寒冷天气包装，如背景所示。

背景

MPG为汽车工业生产零部件。第一工厂有5台大液滴锻压机和9台锻锤，以及各种压缩空气操作的生产设备，他们用这些设备生产零件。该工厂在2011年拥有3台400马力风冷润滑空气压缩机，一台500马力水冷机组和一台300马力机组。该设施的工程经理参加了2011年的压缩空气挑战赛培训，因此，MPG意识到他们的系统具有很高的节能潜力。他们邀请IAC空气压缩到他们的工厂进行压缩空气审核，并产生一份建议报告。“当我们搬到印第安纳州中部地区时，MPG参加了我们第一次压缩空气挑战的压缩空气系统基础研讨会，并留下了许多事情要研究。很难找到真正愿意改进压缩空气系统的公司。我们很高兴能帮助他们度过这个过程，”IAC的史蒂夫·布里斯科说。

基线调查结果

IAC通过记录输入空压机的能量并计算输出流量的数据，开发了一个能量和流量基线。数据显示，即使在压缩机上安装了旧型号的中央控制器，压缩空气的生产效率仍然很低，因为控制策略的问题导致一次有多个压缩机加载和卸载。一些机组在空载下运行了很长时间，没有产生空气，但消耗了大量的电力。同时，压缩空气压力在瞬时峰值期间从121 psi波动到68 psi。

图2:压缩机平均负载百分比平均值很低。今天，MPG系统的平均负载为92.5%，本文后面将展示。

多年来，工厂扩大了生产，增加了与现有压缩机控制器没有连接的新空压机。因此，效率较低的压缩机在更新的更高效的压缩机可以提供负载的时候运行。

图3:2012年审计中发现的每个压缩机功率和压缩机系统控制效率低下的证据。——点击这里扩大。

改进

多年来，一些较老的空压机达到了其使用寿命的终点。自2012年以来，MPG公司已经将其3台压缩机升级为更高效的两级可变容量机组，以提高效率。两个新的400马力的单位和一个新的350马力位于室外，冷却是使用变速风扇控制。一个300马力的压缩机与锥阀控制加上一个旧的400马力机组待机只有产能留在工厂内。

具有可变容量控制的新型空气压缩机无法绑在现有的压缩机控制器中，而不会损失部分负载效率效益。设施工程在两支压缩空气审计员团队中呼吁进行系统关键参数的另一个基线，并建议改进解决方案。

一支球队代表了一家大型全国压缩机制造商，拥有他们提供的控制器，但它与具有可变容量控制的压缩机不兼容。其他团队IAC空气压缩，正在使用Airleader，这家供应商创新的空气压缩机控制器，并且具有可用于非常有效地控制任何类型的压缩机的模块。

通常，压缩机公司会推荐安装一个或多个VSD压缩机的中央控制系统，作为高效的内饰单元运行，以优化压缩空气系统的能源消耗。在正常的环境下，这可以完成这项工作，然而，热锻造工厂的条件通常不是清洁和凉爽的地方，与变频驱动器相关的电子设备将持续使用，因此这一选择被认为不是一个好的解决方案。另外一个问题是电站负荷的变化非常大，从低至1100 cfm到高至8000 cfm，通常在几分钟内发生。这种类型的特性需要特殊的快速作用和智能控制，以能够保持调节压力，同时保持压缩机高效运行。

图4：快速需求变化使得难以控制和维持稳定的压力和高效的空气系统（蓝色=流量，黑色=压力，Red = Power） - 点击这里扩大。

修改控制

实现的解决方案使用一个特殊的接口，所有可变容量压缩机，将允许远程控制吊杆和螺旋阀压缩机。这不是提供空压机的制造商提供的标准选择，因此必须进行一些设计和创新。IAC与Airleader实现了一个可变位移控制器接口，该接口安装在每个压缩机内，并与中央控制器相连。这种操作模式现在的运行类似于一个带有变速压缩机的系统，随着流量的减少，功率有良好的下降，但是一个更强健的系统，适合这种具有挑战性的环境。

图5:该控制器使空压机在满负荷下以最佳效率运行，并通过变容量控制来改变空压机的流量。

图6:为了更好地控制另一个品牌的压缩机，IAC集成了Sullair微处理器，Airleader直接控制锥阀来控制该压缩机的部分负载。

图7：自定义控制允许中央控制器在此压缩机上有效地操作提升阀。

实施成果

该控制措施的实施，以及部分排水和渗漏的消除，使该系统的能耗从2012年最高的7,690,229千瓦时降低到目前的4,759,000千瓦时，减少了38%的MPG，每年节省约29万美元的能源成本。更令人惊讶的是，由于产品销售和需求的增加，该厂的生产能力自2012年以来增加了45%。2012年该设施的平均需求为4277 cfm。如今，在花费时间解决压缩空气的不当使用、降低设备压力和处理一些引人注目的泄漏之后，该设备在生产期间的平均需求接近3500立方英尺。这意味着他们生产更多的部件，用更少的空气和更少的电力，并提高了发电效率。作为一个例子,新压缩机和Airleader控制器的实现在2014年提高了系统具体的电源(输入功率(kW / 100 cfm)从100年的高点22.3千瓦/ cfm当前16.5 kW / 100 cfm, 26%的改善。应该指出的是，这种改进没有增加大型储存接收器，这主要是由于空间不足，但即使有这种限制，控制系统的快速响应仍以令人印象深刻的效率水平保持了足够的压力。

额外的好处

Airleader控制的一个附带好处是它的web界面和报告功能。这是工厂人员用来跟踪系统效率甚至排除问题的工具。“当我们想要检查我们系统的效率时，我们不再需要一个审计小组。设施工程师说。“拥有网页界面和报告功能就像在做一个持续的审计，当我们想要做一些事情，比如在一个较低的系统压力下做实验，我们可以立即看到结果。以前我们不知道我们的压缩空气系统，直到一些东西坏了，但现在我们有工具来不断检查我们的系统的健康状况，并做一些先发制人的维修工作。”

图8:控制器维护一个系统读数数据库，通过该数据库可以生成像这样的每日、每周、每月或年度效率报告。——点击这里扩大。

Airleader也是一种工具，可以轻松理解趋势数据，以使设施工程成为植物泄漏冠军。其中一名工程师在空气泄漏上保持恒定的监视器。他每天检查他的系统流动，当他发现一个问题时，他会出去植物地板找到它。“有一次我在医疗假期待了几周。当我回来时，我检查了泄漏水平，因为我离开的日子，显然增加，因为没有人正在观看水平。每个系统都需要注意流程工程师，以确保它有效运行，我们现在具有连续监控我们压缩空气生产系统的能力“。

图9:采用可变容量调节系统，即使在流量波动较大的情况下，系统压力仍能保持在91 - 101 psi之间，这是一种快速评估整个系统性能的好方法。——点击这里扩大。

“Airleader是我们为客户提供的优秀产品。我们已安装的每个系统都为客户提供了大量的储蓄。MPG具有最独特的系统，其中有四个可变位移压缩机，其中五个压缩机由Airleader控制的操作，它已经很棒。他们的系统被连续用作我们的展示，“Steve Briscoe表示，IAC空气压缩。

定制压缩空气干燥器

另一个改进是安装了整个工厂的压缩空气过滤和冷却系统来干燥空气。由于工厂在生产过程中有巨大的压机运行，每个压机操作的振动转化为标准冷冻干燥机等辅助设备的高冲击振动。这些装置在极端条件下可以迅速分解，因此不能被视为解决工厂中糟糕的压缩空气质量的适当方案。

为MPG设计了一个定制的制冷系统，位于主楼外。这冷却和泵冷却剂到壳和管式热交换器与水分离器位于压缩机排出。经过水分离器后，冷干燥空气通过预冷器再热交换器来提高进入系统的空气温度。这种干燥的空气有助于防止水在工厂管道中形成，这在过去曾导致工厂关闭，因为不断的冷凝排水。

结论

该项目是对压缩空气成本的认识可以充当变革的催化剂的一个例子。植物人员通过寻求可能为其挑战提供创新解决方案的压缩空空服务提供商寻求这种知识。他们的控制系manbetx客户端12-5下载统不仅提高了效率，而且允许它们不断检查和纠正其系统以保持最佳效率。

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．

想了解更多关于IAC压缩的信息，请访问www.iacserv.com．

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