工业实用效率

错过的需求面机会。第1部分-集管箱的流量限制

介绍

在控制和监测压缩空气使用方面,技术正在以惊人的速度发展。许多人都熟悉在压缩空气供应方面改进技术的进展。例如,主动中央空气压缩机控制,以保持多台压缩机的最佳运行,以支持不断变化的空气需求;改进的驱动系统,如VSD;磁性轴承驱动器(离心机);利用现代化的制造能力,提供更高效可靠的设备。这些新技术对于节省相对较高的能源成本非常重要,OEM设备制造商也很好地推广了这些技术。

这种先进技术使用的趋势正在发生,并支持生产车间常用的许多工艺。这些创新和控制的一个共同特点是,它们单独具有非常低的初始成本,并产生非常可靠的节省——通常会很快获得回报。由于初始成本较低,在许多运营地点,这些设备往往得不到积极、知识渊博的销售代表的支持。

当评估压缩空气系统和寻找生产面积节省,我们经常推荐产品已经在市场上多年,但收到的操作工厂人员的惊喜。

本系列文章每个月都专门展示一些重要的、但通常未被发现的技术。我们将详细描述设备,并提供具体的案例研究。我们相信,这将为降低压缩空气的使用和在许多操作中产生能源节约提供负担得起和易于实施的想法。

压缩空气供应能否将较低的需求转化为减少输入能量?

记住,压缩空气是许多工厂中最昂贵的公用设施。用压缩空气产生1马力的工作需要至少8马力的电力输入。在开始评估压缩空气使用减少的机会之前,讨论如何确保您的压缩空气供应设置正确,能够有效地将较低的空气需求转化为相应的输入能量的减少。

经验表明,最低生产机会节省的能源往往超过最常见的供应侧改造。由于生产领域不断变化的动态,如生产变化,生产线的增加或减少,以及微小的修改,增长和可能成为主要的机会。生产领域需要持续对关键绩效指标(KPI)进行适当而有意义的监控,供应方面也是如此。

在供应方面,你要确保以最佳效率生产所需的压缩空气。在生产区域,你只需要在最小压力下使用你确定的最佳流量,以确保达到或超过生产率和质量标准。

这一栏没有足够的空间来充分识别设备中的所有供应方面的问题——存储、容量控制、管道、凝析油处理——这些问题会影响供应能力,从而有效地将较少的需求侧使用转化为较低的输入能量。然而,这里有一些非常常见的例子来说明这一点的重要性。这几乎总是第一步。

来自管道尺寸和配置的流量限制

由于管道尺寸过小而导致的速度过高,以及在多个单元系统中由于管道配置不当而导致的死角和十字三通。这些限制可能导致多个(甚至所有的供应压缩机)在部分负载下运行。它们不能在可接受的操作范围内达到满载。

我们将用一个例子来说明这一点。工厂空气系统图1中的工厂空气系统有许多离心压缩机管道连接到一个共同的集管。正如主控制器显示的那样,工厂人员感觉大多数机组处于满负荷状态。然而,如红色虚线圆圈所示,公共头部正在经历十字t的1到4和三重死角5。这种压缩机是质量流量离心机,任何感觉到的背压或流动阻力都会增加质量流量,从而减少同样质量流量的进口空气的体积。

图1

图1所示。管头

如图2所示,图1中5台机组的测量运行数据与其他5台机组一起进入三死头。共安装了10台机组,可提供31,241 scfm,在3319 kW、60psig的功率下提供21,706 scfm。

图2

图2。实测实际运行条件

这是一个极端的例子。它说明,如果你减少需求侧的空气需求,你可能很少或没有输入能量减少的总电力能量输入。这些单位中有些是在下降运行,但其他是在吹。生产中空气流量需求的减少可能会导致吹气增加,而输入电能的变化很少或没有变化。

实施/修正管道和结果

  • 两个老旧的700马力的单位被新的,更高效率的1250马力的单位取代(也有更大的转换率)。
  • 20”集管增加到30”不锈钢集管,附表10集管。
  • 所有接头都是有角度的定向入口,以消除来自十字三通的紊流。
  • 三死头被淘汰了。
  • 21,706 scfm的总负荷为2,796 kW,并实现了生产空气节约,这一负荷达到峰值,3台新的1,250 hp机组和旧的700 hp机组继续进行全面生产。
  • 在21,706 scfm/60 psig时,原始年输入能量功率为3,139 kW。0.09千瓦时的能源为27497,640千瓦时= 2,474.788美元/年。
  • 随着管道和配置的改变,在相同流量和压力下的两个新单元将是:
    • 输入功率2,796 kW / 24,492,960 kWh @ 0.09 kWh = $2,204,366/年
    • 每年节省电费270,421美元

新的、更高效、更大的离心机可能将满载比功率提高10%。剩下的节省来自于填充和系统设计修改。

图3

图3。管道校正后,所有机组均可向系统提供全空气供应。

图4

图4。纠正操作条件。

当本地压缩机容量控制对与实际生产区域操作无关的连接管道的感知变化做出反应时,无论控制类型如何,都会产生类似的效果。

当所有这些类型的问题都得到解决,并且整个空气系统的供需双方适当地联系在一起时,所有空气需求的减少都可以转化为更低的输入能量。

由于这是一个正在进行的专栏,我们鼓励对讨论进行反馈。下一期我们将讨论一些新产品和空气技术,这些产品和技术能够以较低的资本成本显著减少空气污染,并且通常能够获得较短的简单回报。

我们希望你对此感兴趣,并期待你的评论!联系Hank van Ormer,电子邮件:hankvanormer@aol.com。

读过类似的压缩空气管道文章的访问airbestpractices.com/system-assessments/piping-storage。

阅读本系列的下一篇文章:

错过的需求面机会第2部分-集成多个空压机控制

错过的需求方机会。第3部分:用压缩空气控制开式吹气

错过的需求面机会第4部分-有效利用空气驱动文丘里真空发生器

错过的需求方面的机会第5部分-考虑在控制框的冷却实现节约

错过的需求方面的机会第6部分-寻找AODD泵以降低压缩空气需求

错过-需求面机会第7部分-系统压力控制的重要性

错过的需求方面的机会,第8部分-优化PET吹模和填充工厂的平衡系统

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