小型锯木厂的重大改进|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

罗恩·马歇尔，马歇尔压缩空气咨询公司

云杉制品有限公司，一家位于加拿大马尼托巴省天鹅河的锯木厂，在其不同的建筑中使用五个独立的压缩空气系统。几年前，一位目光敏锐的空气压缩机服务代表注意到，现场的螺杆压缩机的负荷与工作小时的比率低于最佳水平。认识到这是一个问题，他建议该公司与当地电力公司联系，进行免费压缩空气范围评估。因此，SPL迄今已优化了两个压缩空气系统，节省了大量运营成本。其中一个系统的能耗比以前低86%。

出身背景

该公司自1942年开始运营，主要为加拿大市场生产窑干、处理和绿色粗木材。重要的副产品是木屑、刨花和软木颗粒。每栋建筑中的空气压缩机每周工作5天，每10小时轮班生产，维护活动通常需要在夜间保持压力。综合体锅炉房内的压缩空气系统以24 x 7的方式运行，为锅炉控制和吹灰提供动力。生物质用于补充锅炉，为木材干燥操作提供热量。

在现场的五座建筑中，每座建筑都有独立的压缩空气系统。这些都是:

新磨机–三台50 hp加载/卸载风冷润滑螺杆空气压缩机以级联压力带运行。三个240加仑的接收器位于系统的不同位置，以帮助控制压缩机。
旧磨机–一台50马力的加载/卸载风冷润滑螺杆压缩机运行旧磨机，压缩机有一个240加仑的主储液罐。新旧磨机之间存在弱连接，但连接太小，无法关闭旧磨机压缩机。
刨床–一台50马力的加载/卸载风冷润滑螺杆压缩机使用240加仑的储液罐运行，但压力带设置较窄，导致快速循环。
锅炉房–30 hp加载/卸载风冷润滑螺杆压缩机为锅炉控制装置和吹灰应用提供24 x 7的基础。该系统配有三个120加仑的接收器。
包装–一个小型25马力两级往复式压缩机，带有非循环冷冻干燥机，为包装厂房提供原料。

主空气压缩机均未配备压缩空气干燥器或主过滤器。磨机中的管道系统设计有经过深思熟虑的排水系统，以便将未经处理的空气用于气动应用。缺少干燥器会降低压缩机房的压降。

下表显示了服务代表发现的运行时间:

图1:营业时间调查

运行时间读数表明，三个系统中有两个负载较轻，销售人员的现场观察证实锅炉房的第四个系统大部分时间都在空载运行。在此基础上，使用数据记录器对所有系统进行了更彻底的评估。图2和图3显示了两个最重要系统的操作。

主磨机中的压缩机运行不协调。生产过程中的大多数时间，当只需要两台压缩机时，有三台在运行。发生意外停机，由于其中一台压缩机的状况不佳，导致低压。在非生产时间内检测到高负荷，表明泄漏损失不可接受，主压缩机快速循环。

在锅炉房内，数据记录器显示主压缩机的负荷非常轻，但从未关闭。这累积了大量浪费的空载运行时间，压缩机消耗功率，但不产生空气。吹灰爆炸引起的瞬时压力下降将排放压力降低到较低水平，但这并不影响锅炉运行。

下表显示主要系统的基线读数:

建筑物	惠普	千伏安	千瓦时	美元成本	Pk cfm	Ave cfm	千瓦/ 100
新磨坊	3 x 50	159	392,230	34365美元	700	300	22
老磨坊	50	32	104,815	$9,390	120	111	29.2
刨床	50	39	98,000	$8,460	115	60	43.3
锅炉	30	13	73584年	$4,560	24	9	89.3
总计	280	243	668,629	$56,775	959	480

图2：具有特定功率的基准能量和成本

据估计，所有压缩空气系统的压缩机总能耗约占该设施总电力消耗的12%。可以看出，锅炉楼各系统的比功率(kW/100 cfm)变化很大，从低的22 kW/100 cfm到极高的89 kW/100 cfm。这些数据表明，如果将压缩机控制改为VSD模式，系统效率有很大的提高潜力。通过减少压缩空气泄漏或优化最终用途，可以进一步降低能源消耗。

图3：原始压力/安培曲线-新磨机-点击在这里扩大

图4–原始锅炉厂房纵断面-单击在这里扩大

曼尼托巴水电公司估计，通过在各种系统中添加VSD压缩机，可节省36%的总成本。

项目结果

SPL决定首先升级新磨机和锅炉房的系统，从而开始改进过程。为新磨机选择了一台75 hp VSD压缩机，以与现有50 hp定速机组配合使用。选择比基本压缩机大的VSD装置可以更好地控制压缩机，因为它避免了控制间隙问题，使VSD能够在其调节范围内连续运行。在这些情况下，VSD目标压力通常嵌套在固定速度装置的级联加载/卸载压力带内，以实现非常协调的控制策略，并具有更稳定的压力。

当系统被验证时，出现了一些意想不到的问题。原始设置的数据记录表明，由于基础压缩机存在不可接受的空载运行时间，以及在非生产时间内一些意外的压缩机操作，因此协调性低于最佳状态。问题源于压力传感器未校准，实际读数与控制值相差约4 psi。这导致压力带协调不太理想，导致基础压缩机和VSD压缩机之间出现一些不希望出现的相互作用，机组将争夺控制权。校正校准使系统处于控制之下，并将基本装置的空载运行时间降至3%以下。总的来说，基本机组的综合运行负荷约占总运行负荷的40%，而VSD作为主导机组向主设备流量供电。

在非生产期间，检测到一些影响压缩机运行的大流量短持续时间脉冲。在系统负载较轻的情况下，当这种高流量触发时，第二台不需要的压缩机会看到压力变化，并在预期需要的情况下启动和运行。这个问题可以追溯到图5所示的定时吹气操作，在此操作中，空调机组的线圈被清除了木屑污染，以改善通风。这个空调装置是用来冷却一个装有关键电子控制装置的电气室的，因此工厂的工作人员不太愿意完全拆除它。对操作进行了改进，使高流量的鼓风由储存在两个接收者中的空气来输送，在两次鼓风之间给接收者的空气流量缓慢计量，消除了大流量的梯级变化。这就消除了不必要的压缩机启动。

对该系统的最终验证发现，优化后的系统消耗的能量比之前减少了约29%，工厂压力运行在一个更稳定的水平。

图5：新磨机VSD安装验证显示问题-单击在这里扩大

在锅炉房内，安装了一台25马力的小型VSD压缩机，旧的30马力加载/卸载装置退出备用。小机组在轻负荷时以启动/停止模式运行，但在需要提供吹灰操作时以全速运行。这将压缩机的运行时间减少到约24%，而旧压缩机的运行时间为100%，大部分为空载。这消除了浪费的卸载运行时间，使以前的操作效率低下。最终验证发现，新系统每年的耗电量略高于10000 kWh，与原始基准相比减少了86%。这两个项目的完成既降低了运营成本，又大大鼓励了公用事业公司帮助支付新压缩机的费用。

图6：通过影响空气压缩机控制的定时器控制的气流清洁空调机组

图7：锅炉压缩机现在只运行24%的时间，没有卸载的运行时间-单击在这里扩大

其他的变化

在预算允许的情况下，SPL员工正在考虑对其系统进行进一步修改：

新旧钢厂之间的连接可能会升级，以便将两个系统合并为一个高效的操作系统。
正在考虑为刨床区域安装一台新的VSD压缩机。
包装区的往复式压缩机将被转换成类似于在锅炉楼使用的VSD压缩机的风格。这将导致能量的轻微减少，因为润滑螺杆在满负荷时比小型风冷往复式压缩机更有效。与负载/卸载螺杆相比，VSD压缩机的效率要高得多，原因见Boiler Building项目。新的压缩机还将配备一个循环干燥机，减少了非循环现有单位的能源消耗。
工作人员正在考虑改变冷凝水排水系统，以消除持续运行的定时排水系统产生的废物。
刨床区域内的一些露天吹扫正在进行优化。
减少泄漏的战略正在进行中。