清洁产品工厂创新和节约

位于芝加哥西南部的一家清洁产品工厂最近致力于改善压缩空气系统的运行，作为该公司寻找降低能源账单以及降低成本对公司利润的影响的持续企业行动的一部分。该公司在水、卫生和感染预防解决方案和服务方面处于全球领先地位，并在《企业责任》(Corporate Responsibility, CR)杂志的2021年最佳企业公民榜单上排名第八。本文讨论了他们通过实施创新的压缩空气监测和控制系统来改善其压缩空气系统的运行。manbetx客户端12-5下载

盲目操作

压缩空气系统由两台200马力油浸/水冷螺杆压缩机和一台300马力可变容量螺杆机组组成。一个湿式收纳罐，两个带前过滤和后过滤的冷冻干燥器，以及一个干式收纳器，在给三个不同的生产区域喂食之前，对空气进行条件处理。干燥剂干燥器两个为这些地区降低露点到零下40°F(-40°C)。该工厂的压缩机接近使用寿命，因此，该工厂面临各种问题，例如频繁的压力下降，由于压缩机关闭导致昂贵的生产中断，以及租用压缩机的高昂成本。

除了安装在系统不同位置的典型压力和温度表外，压缩空气系统的关键运行参数之前没有以任何有组织的方式进行监控，电气运行成本也不得而知。这使得局部操作人员对系统中与能量或流量相关的问题视而不见。然而，由当地供应商进行的压缩空气评估发现，他们运行压缩机和操作空气干燥器的方式存在效率问题，这是压缩空气改进工作开始的动力。

系统P&ID屏幕显示完整系统的测量参数(来源:Ecoplant.co)。扩大．

建立系统基线

工厂的工作人员决定，改进工作的第一步是建立一个压力、流量和能量的基线，以了解它们所处的位置。他们呼吁一家名为Ecoplant的公司提供收集这些信息所需的硬件和软件，并以一种可理解的方式组织这些信息。所选择的系统是非常独特的行业，由廉价和先进的输入/输出设备称为Ecoboxes，连接到压缩空气系统中的每个测量仪器，并连接到每个压缩机的本地控制器。Ecoboxes能够“交谈”各种压缩机制造商之间使用的多种通信协议。战略性放置的物联网传感器可以收集关键数据，如kW消耗、比功率(kW/100 CFM)、气流、压力和露点。数据被收集和聚合，然后通过一个私有的蜂窝网络发送到云端进行查看和分析。

在非生产时间，系统消耗了860 cfm，几乎相当于一个满载200马力的压缩机。其中大约400立方英尺的水流估计是泄漏的。(来源:Ecoplant.co)。扩大．

数据收集暴露问题

对收集到的数据进行分析后，几乎立刻就发现了一些效率方面的挑战:

• 该电厂产生压缩空气所需的平均比功率(SP)平均为25 kW/100 cfm，比典型的优化水平18 kW/100 cfm高出约30%。
• 压缩空气系统的效率在低生产阶段是最低的，这是典型的控制不良的压缩机，是由于大型300马力的压缩机在系统空气流量较轻时工作，而较小的压缩机可以更有效地承载负载。
• 其中一台压缩机的运行状态较差，在关键的峰值需求期间，其流量仅达到额定流量的80%。
• 观察到许多随机的压力下降。这是由于控制问题与一个压缩机和过热关闭。
• 每年的千瓦时消耗约为300万千瓦时，每年的公用事业成本为18.3万美元
• 空气泄漏量估计约为400 cfm，“填补泄漏”的年成本计算为52,000美元

改进的计划

根据数据分析，制定了改进计划:

• 如果利用监控系统提供的动态控制，只需以最佳效率运行压缩空气系统，该工厂就可以平均减少510千瓦，每年减少约17%，并节省3.2万美元的电力。这将减少245公吨的二氧化碳排放量。
• 将进行修理，以改善一些有问题的压缩机的状况和修正其设置。
• 从压缩机控制器不断收集的数据将用于警告压缩机即将发生的故障，如过热情况。由于条件监测有限，工厂多次关闭，估计每年可以避免超过10万美元的生产力损失。
• 监测和控制系统将提供维护管理，通过一些manbetx客户端12-5下载易于理解的基于web的状态屏幕显示工厂整体压缩空气健康状况的更广泛的画面。

图3:在评估过程中获得的比功率(粉色线)剖面显示，随着流量的减少，系统的效率大幅下降。这是一个典型的控制不良的系统。(来源:Ecoplant.co)。扩大．

图4:可以检测到诸如此类的压力事件，并且通过查看记录的警报和警告，很容易确定根本原因，因为监控系统连接到每个压缩机控制器。(来源:Ecoplant.co)。扩大．

系统测量与控制的价值

本案例研究显示了对压缩空气系统进行基线测量的价值。在评估和持续监测期间发现了许多意想不到的发现。该工厂正遭受着不可靠的压力和系统的低效。

空压机负载较高，这是由于大量的非生产性负载，包括泄漏。由于不正确的调整，压缩机容量降低了，这一点在读数之前并不明显。其中许多项目是工厂管理人员以前不知道的。

由于控制系统直接使用正确manbetx客户端12-5下载的本地语言与压缩器对话，因此可以通过收集可用数据来实现对机器状况的长期跟踪和趋势。当调整需要切换压缩机的顺序时，为了更高效的运行，控制系统使用预编程算法和人工智能，简单地写入新的压力设定值，以优化运行和节约能源。manbetx客户端12-5下载

工厂工程人员正在努力解决由Ecoplant技术支持提出的系统改进建议，压力有所改善，运营成本即将大幅降低。

综上所述，通过Ecoplant云软件即服务(SaaS)解决方案的部署，工厂已经从成本节约、成本规避和风险降低中受益，预计如下:

能源和可持续性改善:万博足球网站

能源减少:55000美元储蓄

减少空气泄漏:52000美元储蓄

减少二氧化碳排放:331吨(按减少23%计算)

冷却水减少> 15%

设备及维护优化:

专业的咨询10000美元价值/成本避免

基础设施优化:$50，000价值/成本避免

季度空气审计20000美元价值/成本避免

重定向自身的劳动400小时(8小时/周)

生产风险降低:120000美元(基于超过60个关键系统警报)

年总价值:29.7万美元

Ron Marshall是一位经验丰富的技术作家，培训师和压缩空气审计员，马歇尔压缩空气咨询公司的所有人。联系电话:204-806-2085，邮箱:ronm@mts.net．

Greg Good是Ecoplant的技术客户经理。在加入Ecoplant团队之前，他曾在压缩空气行业与OEM分销商合作超过16年。联系他:greg.good@ecoplant.co

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