胶印机每年可节省180万度电和121,000美元
系统概述
这家商业印刷工厂位于美国东北部。像大多数工厂一样，这家工厂在过去的几年里经历了许多变化。随着油墨和印刷技术的发展，该工厂的印刷技术多年来发生了变化。两个压缩机室向多个印刷生产建筑提供压缩空气。系统评估发现压缩空气系统的供给方和需求方都有节省能源的机会。
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系统评估 |
|---|---|
| 地点: | 东北 |
| 工业: | 抵消商业印刷 |
| 问题: | 管道，供应系统设计，空气泄漏，不适当的使用 |
| 审计类型: | 供需侧 |
| 系统评估双赢结果* | |
|---|---|
| 减少能源使用: | 1787908千瓦时 |
| 减少二氧化碳排放: | 1275吨 |
| 相当于家庭的二氧化碳: | 169个家庭 |
| 车辆的二氧化碳当量: | 233辆汽车 |
| 总储蓄美元: | 121577美元 |
| 投资 | 80350美元 |
| 能源退税 | N/A |
| 简单的投资回报率 | 8个月 |
*年度能源消耗
供方:两个压缩机室
该设施有几个独立的生产区域，由两个独立的压缩空气供应室提供服务——一个在A栋，一个在B栋。
工厂东侧由B栋压缩机室的压缩空气供应。B栋为主要印刷生产区提供印刷机、装袋机等。这些是现代旋转螺杆空气压缩机单元-一个200马力(hp)单位(调节-控制)，一个250马力单位(螺旋阀)，和另一个200马力单位(旋转阀)。通常情况下，东室在基本负荷下运行200hp调控空压机，并配200hp转阀(可变排量)机组或250hp螺旋阀(可变排量)机组。有一个老的非循环，冷冻压缩空气干燥机额定处理1500 scfm在100 psig在100°F进口空气。
A楼有三台建于20世纪80年代的150马力旋转螺杆空压机。从技术特征来看，这些单元的电力效率明显低于B楼的新单元(低9-12%)。西房间，或者A建筑，一次只能运行三个150 hp的老单位中的一个。每个压缩机额定输出715 acfm @ 100 psig。系统中有一个冷冻干燥器，额定750 scfm @ 100 psig @ 100°F。机组中的冷凝水被处理和收集，然后送往卫生下水道，显然完全符合当地和联邦法规。
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评估前的压缩机系统 | 压缩机系统评估后 | |
|---|---|---|---|
| 操作时间: | 8760小时 | 8760小时 | |
| 动力费用千瓦/小时 | 0.0680美元 | 0.0680美元 | |
| Avg的气流。 | 1855年acfm | 1158年acfm | |
| 平均压缩机排气压力 | 100 - 107 psig | 95 psig | |
| Avg。系统压力 | 92 - 93 psig | 92 psig | |
| 输入电力 | 405.8千瓦 | 201.7千瓦 | |
| 特定的权力 | 4.54 cfm /千瓦 | 5.74 cfm /千瓦 | |
| 年度能源 | 3554800千瓦时 | 1766892千瓦时 | |
| 年度能源成本 | 241726美元 | 120149美元 | |
这两个系统由一个旁通阀隔开。这个阀门通常是关闭的，每个系统都是独立运行的。东边运行在90-92 psig系统压力，而小得多的西边运行在90-107 psig。除200hp风冷式转阀空压机外，其余运行机组均为水冷式。冷却空气直接进出本装置，没有明显的限制。
有一个低压(60 psig)单级旋转螺杆压缩机(200马力)，这是与新的印刷机，显然是非常好的应用代替使用高压空气油墨干燥。这是一个类似的设置，我们注意到在另一个印刷工厂，有150和200马力单位。
目前压缩空气供应情况
测量建立基线
我们采取了以下措施来建立流量和压力的基线。
所有单元的温度读数都用红外表面高温计记录。这些都被观察和记录下来，与机组的性能、负载条件和完整性相关。包括进口和排放在内的关键压力均由Ashcroft数字校准真空和压力测试表测量，具有极高的重复性。
所有空压机组的输入kW均由Fluke电机分析仪测量，运行单元由MDL多线数据记录仪记录。通过比较控制类型和压缩机类型来测量每个压缩机的流量。在一定压力(100 psig)下功率(kW)和流量之间的关系被绘制在基本的润滑冷却旋转螺杆(与DOE AirMaster)性能曲线上。使用Ashcroft压力传感器和相同的多通道MDL数据记录仪对系统压力进行了相同的基本测量和测井活动。
供应方:整合系统
该项目的建议是重新配置东室的管道和烘干机，以使所有三个空压机机组全部、集体或以任何组合加载。该项目将把东、西两套系统结合起来，并关闭a楼较老、效率较低的单元。印刷设施现在将从东厅进行所有生产，并使用西厅作为备用。
西厅的3台旧空压机已经使用了20至25年，与东厅的新设备相比，它们的功率效率更低(功率效率低9%至12%)。他们也有一个不太有效的调制节流阀进口能力控制系统-大约60-70%的低负荷。manbetx客户端12-5下载据工厂工作人员说，其中一台有点“不稳定”，但另外两台运行良好。
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“在确认的23处泄漏中，总共节约了70立方英尺。”-汉克·范·奥默，美国空军 |
东厅的机组是单级、润滑冷却的旋转螺丝，与同类的新机组相比，功率效率相对较高。其中两款共享一个非常有效的“可变排量”容量控制(250马力的螺旋阀和200马力的转向阀)，这两款都可以作为负载在50%或更多的微调单元。200马力的调制控制空压机在满负荷时(5.95 acfm/kW)是相对有效的，实际上是你在满负荷时最有效的单位。它是完美的应用在基础负荷非常知识渊博的工厂操作人员。
排放和互连管道相对较小(4英寸)，所有三个单元连接在一起，造成非常高的湍流。这种配置产生的背压阻碍了运行两个在可接受的净交付系统压力下的全负荷机组，更少三个单位。新的管道项目将解决这个问题。
干燥机和过滤器的额定处理两个单位和方式太小的三个压缩机。该项目建议将现有的干燥机作为备用，并安装一个大型循环干燥机，每年将额外节省6,598美元。
就目前的运行情况来看，西厅的电力效率比东厅低39%
合并两个生产区域，主要运行重新配置的东房间将提高53%的整体效率。按照项目前期的需求水平，合并这两个系统将每年减少51,942美元用于生产压缩空气的电能成本。
表1。关键空气系统特性-电流系统
*以每千瓦时0.068美元的混合电价计算，8760小时/年。
**合并系统，只运行东厅单元(项目1)-每年节省51942美元。
需求方:压缩空气泄漏调查
在该工厂进行了压缩空气泄漏的部分调查，并对23个泄漏进行了识别、量化、标记、记录和修复。这些都是在生产过程中被识别和标记的。经过确认的23处泄漏总共节约了70立方英尺。泄漏管理计划的节省估计是基于压缩机的卸载控制，能够有效地将更少的空气流量转化为更低的成本。
我们建议使用超声波泄漏定位仪来进一步确定和量化压缩空气泄漏。我们使用Superior Signal VXP AccuTrak或UE Systems Ultraprobe 2000。除了一些小的例外，如果没有超声波检漏仪和训练有素的操作人员，大多数泄漏是不可能被发现的。在生产期间，使用合适的设备定位泄漏是非常有效的，经常可以发现闲置时不存在的泄漏。
然而，在“空闲时间”用“空中动力”检查系统也是一个好主意。在这样一个系统中，大约90%到95%的泄漏将发生在机械的使用中，而不是在分配系统中。
在泄漏研究中调查的区域包括大量高背景超声噪声，屏蔽了许多较小的泄漏。在继续泄漏管理程序时，工厂员工应在非生产时间进行泄漏检测，以消除一些高超声波背景噪声。
泄漏调查结果
需求方:印刷机不再使用水性油墨
F楼有四台大型印刷机，使用16台1”气动双隔膜泵。这些连续运行，为印刷机提供油墨供应。这些泵目前的运行速度约为120-150次/分钟，进口压力约为60 - 65 psig。
这些印刷机过去是用电动泵驱动的。过去，印刷机使用的是水性油墨，电动泵无法正常工作。因此，安装了气动泵。原来的电动泵还在库存中。
印刷机不再使用这种水性油墨，因此，可以切换回电动驱动的油墨泵。
需求方:气缸使用情况
在整个操作过程中有许多气瓶在使用。袋机538 A&B上有8个3”气缸，行程约1”。它们在生产过程中持续运行。
袋机538 A&B每个有4个3 "气缸(3/4 "杆)1 "行程运行的切割器。这些钢瓶似乎运行70 psig进口压力从一个应用良好的调节器。
空气近似的用法:
x120 CPM =1.20 cfm)x5.83返回= 6.99 CFM
每气缸× 4 = 27.79 CFM /每台机器
或28 cfm @ 70 psig每袋机每冲程或总计56 cfm。
安装X-Block回风回收系统可以持续收集和再利用回风。这也消除了任何“缓冲空气”的需要，并可能改善周期时间，如果需要的话
该项目在f楼Bach machine 538 A&B的8个3”主切刀气缸上安装了X-Block气瓶回风回收系统，可以持续回收和再利用回程排气，从而减少50%的需求。这也消除了任何单独的缓冲空气的需要，并可能增加循环时间，如果合适的话。
结论
供给侧和需求侧的调整提高了该系统的能源效率。印刷设施消除了不适当的使用和人为的需求，从而减少了对压缩空气的需求。压缩空气的产生是通过b楼更新、更高效的空气压缩机供应整个设施而得到优化的。空气处理系统通过新的循环空气干燥器和低压降雾器得到改进。旧的设备被保存为备用空气压缩机和冷冻干燥机。每年节省的总能源为180万千瓦时，价值12.1万美元。这个项目的简单ROI是8个月。
欲了解更多信息，请联系汉克·范·鲍鱼美国空军www.airpowerusainc.com。
