吹出应用中的节能机会

评估工程空气喷嘴和鼓风机升级的回报

背景

工厂可以使用多种方法去除或“吹”包装中的水分。开口管或钻孔管通常被视为简单的低成本方法。然而，这些方法有相当大的缺点，最显著的是增加了运营费用。虽然这些方法在短期内可能是方便和便宜的，但这些方法的运行成本通常是首选方案的5-7倍。此外，为了遵守OSHA指南，他们可能会对终端压力和环境噪声要求提出安全问题。

“在许多排放应用中，节能往往被忽视。”

除了这些临时组件本身的明显缺点外，节能领域的领导者长期以来一直主张用户“采用系统方法”来充分优化能源的综合总利用。在一个极端情况下，一个完全高效的系统在没有做任何有用的工作的情况下运行，是在浪费它所消耗的100%的能量。然而，更常见的情况是，系统中可以有一个单独的元件可以进行改进，以显著节约能源。好消息是，无论您是能够实施一个全面的系统再造项目，还是只是在寻找一个快速修复方案，很多应用程序都有大量的机会。

手中的一只鸟

特别是在食品和饮料行业，许多领先的组织正在将其吹扫应用从压缩空气转移到低压、大容量的鼓风机，以降低运营成本。考虑最新的创新是令人兴奋的，了解新技术的影响对规划未来运营非常重要。但是，要小心，不要让新技术的承诺分散您优化当前运营的注意力。

虽然在能源性能方面通常有一个明显的赢家，但实现这一性能也有相应的成本。必须始终权衡成本和收益。不要让对理想解决方案的承诺拖延可以在较小步骤中取得的有意义和立即的进展。

例如，最常错过的机会之一是关闭原则——这一强大的策略尚未得到充分利用。有许多方法可以获取关闭它的好处，可以通过采用这种做法，也可以通过合并更自动化的解决方案，如电子流量控制。

正如西奥多·罗斯福（Theodore Roosevelt）所说，“尽你所能，用你所拥有的，去你所处的位置。”如果你有改进现有运营的选择，你应该选择它们。许多组织还没有充分利用低成本选项，这些选项可以显著降低成本和能源使用，同时坚持寻找首选的理想解决方案。

不同的优先事项

制造厂可以分为两部分——基本设施基础设施（管道、电气服务、HVAC和压缩空气）和从各种原始设备制造商和机器制造商处购买的制造设备。

电厂的优先事项包括可靠性、运行效率、维护成本等。这一责任使人们能够详细了解压缩空气系统的设施基础设施：压缩机、干燥器、接收器、控制器/定序器、管道等，使用压缩空气的部件和设备：气刀、气缸、执行器、冷却器、真空发生器等，通常由机器制造商设计、指定和提供，设备最终用户的投入很少。这里的重点是工艺可靠性、生产能力和质量——换句话说，是性能而不是经济性。

虽然这些天能量使用是在机器设计中越来越大的考虑，但对关键绩效标准的详细了解很少在机器建设者的工程部门之外。除非最终用户规范解决了能耗，否则经常提供标准高效组件​​。一旦生产设备到达工厂，强调上涨和生产接管，并且经营设备的相关成本通常被接受。

很自然，降低成本将次于创造收入，正如在业务记分卡（损益表）中损失次于利润一样。同时，降低运营成本是利润最大化的一部分。取得行业领先业绩的公司能够优化损益等式的双方，以产生最大的底线结果。

指定高效组件

能源密集型设备的一个关键原则是指定系统每个组件的最高可用效率。能源通常是总拥有成本中最大的因素。对于电动机和压缩空气系统，其可高达96%；能源成本通常占寿命成本的82%。虽然最初这可能是一个更昂贵的选择，但从长远来看，利用此策略将最大限度地提高系统的整体效率并降低运营成本。

再次强调，采取实际和平衡的方法很重要。是否有机会规划一个有组织的系统进化，将下一代技术更新纳入整个工厂？或者，在短期内，现有的机器是否可以做些什么来提高效率？许多简单的短期解决方案的回报期只有一两个月。当你忙于制定长期战略时，不要忽视这一点。

让我们探索同一进程应用程序的两个场景 - 装瓶线上的吹水 - 以说明一些细节。一种选择是升级压缩空气设计，以利用更高的效率喷嘴并减少压缩空气需求。另一种选择是消除压缩空气的使用并通过系统的变化，以较低总成本的基于设备的设备。

场景A：压缩空气喷嘴升级

通常，使用压缩空气需要喷嘴以适当地塑造用于应用的空气流。市场上有各种喷嘴 - 各具有不同的性能，在力量，空气消耗以及它们产生多少噪音。

“工程空气喷嘴提供了简单但有价值的节能机会。”

当您正在努力最小化操作中的压缩空气需求时，请注意您的设施中使用的喷嘴类型，并确认他们提供最佳过程和能量性能。不幸的是，这里没有标准依赖于这里 - 您需要验证性能并寻找更高的效率替代方案。查看您的经销商以获得特定比较的帮助。您可能会找到减少空气需求，噪音和运营成本的好机会。

充分利用你拥有的

我最近与一家饮料公司合作，在装瓶业务中检查压缩空气使用。在一个装瓶线中，以下应用程序都利用标准的空气喷嘴：

虽然有效地去除水分，但标准喷嘴使用相当大量的压缩空气。鉴于这种空气流量连续，年度运营成本相当可观。假设售价为0.25 / 1000美元的SCFM和运营24x5x50的工厂，该行的空气成本每年总计39,600美元。

下面列出的建议短期替代方案将压缩空气与环境空气混合，以减少压缩空气的总需求量和消耗量，同时仍满足应用的性能要求。这些替代装置有时被称为文丘里管、空气放大或工程喷嘴。

选择工程喷嘴将压缩空气需求减少284.4 scfm或64.6％。假设同期的成本和年度营业时间，这些空气节省价值为每瓶25,596美元，而该示例中升级的费用仅为2016年。

在此升级方案中的回报非常迅速 - 仅1个月，运营储蓄完全涵盖了硬件成本。鉴于该更改利用现有管道，安装成本最小。只需将这些设备交换为原始标准高效的设备即可实现此升级所需的一切。

方案B：升级到基于鼓风机的技术

低压空气设计

如果正在设计一条新的生产线，人们越来越倾向于使用低压、大容量的空气进行吹扫，即再生式鼓风机。

再生鼓风机是电机供电的高容量，低压空气供应，适用于许多吹气应用。通过完全消除在这些应用中的使用，给出了使用用于盖子进纸器和吹口的漏洞和吹口应用示例的设计。在这种情况下，盖帽进纸器应用中使用了一个鼓风机175 SCFM @ 4 PSI，另一个鼓风机额定频率为300 SCFM @ 3.5 PSI用于吹气应用。

该系统实现了压缩空气的最大节约，但由于需要更多的设备修改，因此需要更复杂的安装。注意，此解决方案增加了额外的电机驱动设备，需要电力才能运行。为了便于比较，该成本将以等效压缩空气（或72 CFM）表示。因此，尽管该解决方案完全消除了压缩空气，但我们将从440 CFM中减去72 CFM，并将节省量显示为368 CFM作为“净节省量”。

上图为单个灌装线的项目基线。对于一个有4条灌装线的工厂，每年的总节省额从102384美元到132480美元不等。每个选项都是一个好项目，提供有意义的节约和有吸引力的回报。哪一个适合您的组织？

升级压缩空气排放系统具有硬件和安装成本较低的优势，但它并不能完全消除在运行时间较长的应用程序中使用压缩空气的情况。然而，这种方法确实会从现有设备中挤出额外的性能，如果您不能立即实施系统大修，那么这种方法可能是有意义的。

从压缩空气中迁移到鼓风机驱动设备达到最大的节省，但需要更大的硬件投资和更涉及的安装。如果定时是正确的，可以在吹气应用程序中留下压缩空气，知道您将在迁移到基于鼓风机的解决方案时，您将实现更高的效率。

无论您喜欢哪种方法，都要考虑总体影响。你们经营多少条生产线？运营设施网络的大型制造商通常拥有类似甚至冗余设计的现有机械车队。对于单个生产线或整个网络，使用这些选项中的任何一个来估计您的总节约潜力。您很可能有机会实现有意义的成本和能源节约，并迅速获得回报。

不要拖延，现在就开始！

有关更多信息，请联系TED Clayton，营销经理，能源和电源管理服务，Kaman Industrial Technologies，ted.clayton@kaman.com.，电话：800-526-2626,www.kamandirect.com.

TED Clayton拥有超过20年的工程和应用产品销售经验，并强调基于价值的解决方案。TED在各级制造机构工作的经验使他能够定义经济价值和框架技术解决方案，这些解决方案在一个广泛的行业的主要重要性领域带来了有意义的成本。