系统评估中当前空气压缩机和干燥器的分析|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

美国航空动力公司Don van Ormer

完整的压缩空气系统评估应提供系统供应和需求侧的详细信息。供应侧指供应压缩空气的设备——空气压缩机、干燥器、过滤器、管道和储罐。本文旨在说明我们认为工厂应提供的信息uld从供应侧系统评估中获得信息，更重要的是——工厂应始终了解其压缩空气系统的哪些信息。为了说明这一点，以及由于文章篇幅限制，我们将提供我们认为最终用户应收到的有关其空压机和空气干燥器的信息示例。提供示例s、我们将使用几年前在中西部一家化工厂进行压缩空气系统评估时生成的注释和表格。

关键业绩指标平均数

我们建议将所有关键绩效指标的平均值放在一个表中，并对其进行跟踪。其中包括系统流量（scfm）、空气压缩机排放压力（psig）、系统压力（psig）、输入电功率（kW）、空气系统运行小时数（hr）、比功率（scfm/kW）、压缩空气每年的电力成本（单位流量美元）（每年每cfm），最后是压缩空气的年度电力成本（每年$）。

表1：主要空气系统特性-当前系统*

*基于每千瓦时0.06美元和每年8600小时的混合电价。

空气压缩机使用概况和观察

系统评估应提供有关空气压缩机使用情况的详细信息。通过这种方式，可以评估空气压缩机是否相互配合或相互对抗。还可以评估空气压缩机是否在其“最佳点”内工作–它们高效可靠运行的负载百分比。空气压缩机在多少班次内工作？额定满载功率消耗和空气流量（scfm）是多少每个空气压缩机的输送能力？比较实际功率需求和空气流量占满载的百分比。在这种情况下，我们需要分析两个物理区域：主厂房和“建筑ZR3B2”。

示例：该系统目前在两台Centac机组上运行，大部分时间处于100%基本负载，Kobelco在微调模式下运行。“Case AirLogix”控制器似乎运行良好。Centac 2级机组的有效调节率非常有限（20%+），与当今更现代化的机组相比，效率也相对较低。

管道中空气的管道尺寸和速度不会对控制装置的能力造成问题，以使供气系统与需求气流相匹配。如美国航空动力公司2002年报告中所述，对新的5“集管和管道进行了更改，这些更改运行良好，两台Centac机组可以完全“加载”，无任何限制。

Kobelco是一种满载或空载的负载/空载或在线/离线控制装置。目前很难将其设置在与电厂离心机相同的系统中，因为负载/空载控制装置需要一个操作控制带才能工作。Centac装置使用设定点和节流范围。这意味着负载/空载机器除非设定值低于其工作范围，否则e将降低Centac机组。从Kobelco接收器引出的管线中安装了调节器以纠正这种情况。然而，在现场考察期间，我们注意到，随着Kobelco向上移动其工作量程（100-107 psig），系统压力也同样升高，包括Centac装置的排放压力。因此，尽管控制器显示为全流量，离心机仍有一些下降。离心流量始终会根据性能曲线有所下降，因为它看到更高的排放压力。

这两台2级离心机维护良好，但在应用良好时，其能效和可靠性明显低于现代3级离心机。Kobelco似乎运行良好，是一个出色的单位，而且似乎维护良好。

表2：空气压缩机使用概况-当前系统

当前压缩空气系统示意图

随着时间的推移，在大多数工厂，压缩空气系统可能会成为不同型号和品牌的空气压缩机、干燥器、过滤器和储罐的大杂烩。租赁空气压缩机可以包括在混合中，以帮助应对需求高峰。管道系统可能会成为尺寸和材料（以及泄漏）的令人困惑的混合体.我们强烈建议使用某种可视化工具，从简单的方框图到系统供应端的更好的图形表示。

图1：当前压缩空气系统图

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每台空压机的个别可靠性分析

空气压缩机是耐用和持久的机器，当它们得到适当维护时，将比大多数员工的寿命更长。良好的系统评估将用于维护和审查空气压缩机的维修记录。在这种情况下，空气压缩机已经运行了15年以上。下面是一些观察结果的示例。在三个生产班次中，我们向客户提供每个空气压缩机的电压、电流、电机功率因数和千瓦消耗的检查。

示例：今天的压缩空气系统包括两台英格索兰Centac C10M2型、一台Kobelco KNW2型、200 hp级无润滑旋转螺杆压缩机，以及一台Atlas Copco ZR200型无润滑旋转螺杆压缩机，该压缩机已停止使用，不属于当前运行空气系统的一部分。

英格索兰Centac压缩机在过去除了其他部件外，在电机和母控制板方面也存在一些问题。西英格索兰中央空调有一个350马力的电机，东英格索兰中央空调有一个400马力的电机。电机分别于1994年和1995年进行了大修。这些机组的额定功率为1037 cfm和全新，配备带旁路的节流进口和自动双重控制，可使机组完全卸载和怠速。当前管道和有效存储将不允许双重控制工作。两台压缩机均以基本空气负荷运行。

电厂工作人员认为，在1994/1995年对Centac机组进行大修时，车轮更换为1500 cfm额定车轮。压缩机每台输送约1320 scfm，满载运行时平均功率为270 kW。东部压缩机的平均功率为242千瓦。该装置具有20-25%的调节率。总空气流量用Sierra热线热质量流量计测量。数据是实时的，并以每10秒一个点的速度进行趋势分析。流量反映了在几天内以及每班几次内观察到的数据。

根据空中救援服务记录，这些装置的轮子和扩散器已清洁并重置，但在2004年或2010年未进行任何修改。2004年东部机组和2010年西部机组的排放空气被引导至压缩机入口，这取决于条件，可能导致内部部件过早劣化。这些装置仍在使用该管道运行。如果装置将来将显著运行，则应与OEM进行检查。

在2011年8月的审计现场访问期间，采集了以下电气数据读数。两台机组均在101-102 psig压力下运行，IBV 100%打开，BOV 100%关闭。

压缩空气干燥器的使用概况和观察结果

压缩空气质量（在水分、油和微粒去除方面）对生产设备的可靠性至关重要。压缩空气干燥器、过滤器、排水管始终是系统评估的重要组成部分。它们是否正常工作，技术是否过时？在下面的例子中，我们建议使用更节能的压缩式热干燥器来更换干燥器。

示例：工厂当前的干燥器是一台4000 scfm额定先锋鼓风机吹扫干燥器，带有17 kW电机驱动鼓风机和120 kW加热器。干燥器配有露点需求控制器，用于在冷却循环期间关闭鼓风机空气，以避免压力露点峰值和热颠簸。

在我们2002年和2011年（8月）访问时，露点需求控制关闭，根据中央仪表，压力露点为-40°F或更高。这有点可疑。

运营数据2011年8月16日上午8:30至10:30。从2011年8月17日星期一到星期三下午2:50，干燥器运行默认无热模式（300 scfm净化空气）。

控制板上的报警
左塔干燥和加热/78°F/95 psig
右塔再生75°F/10-12 psig
吹掉
加热器关闭
装置默认为无热量300 scfm
压缩空气持续吹扫（同一塔吹扫时间超过48小时）

目前，该工厂正在运行先锋4000 scfm最大额定值的鼓风机吹扫干燥剂干燥器，压降为5-psig。这台干燥机运转良好；然而，该装置具有露点需求控制，如果启动并工作，每年可节省约20000-22000美元。露点需求控制器未激活。排气消声器也需要更换。

工厂还希望考虑用高性能、深床、松散填料过滤器代替标准过滤器来延长和减少压降。

这是一个相对陈旧的干燥器，带有过时的阀门（开关阀泄漏，除非大修，否则将继续泄漏）。根据电厂人员的说法，此时，干燥器在无热模式下连续运行，鼓风机关闭，加热器关闭，可能使用300 scfm的压缩空气。在核电厂数据系统上测量重新调整的吹扫压力至-40°F或更高。2011年8月17日下午2:50，干燥器复位至正常运行，吹扫也关闭。Kobelco压缩机从85%负载（定时循环–471 scfm）变为40%负载（定时循环–221 scfm）。这种情况下，吹扫速率至少为250 scfm。考虑到空气系统的动态，我们同意将电厂的300 scfm数量作为吹扫量。

表3：压缩空气干燥器-当前系统