格里姆威农场实施系统自动化|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

帕特丽夏·博伊德，Ecos Air

介绍

本文以格里姆威农场为例;该公司是一家位于加州中央谷的胡萝卜种植和包装公司，在实施了系统自动化和相对较小的设备和管道更改后，能够提高其压缩空气系统的效率。

压缩机格里姆威农场在胡萝卜包装工厂的生产和清理过程中使用压缩空气。在与Ecos空气项目接触后(见侧边栏)，Grimmway能源效率项目的成员意识到，除了减少压缩空气系统的持续能源使用，同时提高整体性能，也可能有机会获得可观的金钱奖励，以抵消建议的能源减少改进的费用。

	系统评估

地点:	阿尔文,
行业：	食品加工
问题:	多个压缩机不是自动的，因此效率低下
审计类型:	压缩空气系统

系统评估双赢结果*
减少能源使用:	765274千瓦时
减少二氧化碳排放:	545吨
相当于家庭的二氧化碳:	72个家庭
车辆的二氧化碳当量:	100辆汽车
大概每年节省:	64283美元
投资	120000美元
能源回扣	$65,428
简单的投资回报率	11个月

^*年能耗

Ecos Air与能源部“压缩空气系统能源专家”审核员Kyle Harris合作，对现有的压缩空气系统进行评估，他是本文的主要贡献者。

系统评估之前

项目前期系统位于两座建筑(D和A1)内，采用通常封闭的互连管道，独立运行，由1x 200 hp、5 x 150 hp和1 - 100 hp(未运行)油浸式可变排量控制旋转螺杆空压机组成。以前曾为该设施购买了另一台新的200马力空气压缩机，但尚未安装。

	评估前的压缩机系统	压缩机系统评估后
操作时间:	8736小时	8736小时
功率成本kW/h	0.084美元	0.084美元
平均空气流量	1903年acfm	1782年acfm
工厂空气压力	100 psig 控制 85 psig和 32 psig	100 psig 控制 83 psig, 32 psig
压缩空气比功率	21.7 kW / 100 cfm	18.2 kW / 100 cfm
年度能源	3596788千瓦时	2831338年
年度能源成本	302130美元	$237,822

每个厂房D空气压缩机的本地控制装置将系统压力保持在97-99 psig，全流量为97 psig，无流量约为102 psig。如果卸载10分钟，压缩机将自动关闭，直到系统压力达到90 psig，此时压缩机将重新启动。这些空气压缩机在进入两台冷冻空气干燥器或充满干燥剂的鼓风机吹扫空气干燥器中的一台之前，排放到一个共用的1020加仑储气罐中。来自鼓风机吹扫空气干燥器的压缩空气排放到3000加仑的储气罐中，然后通过流量控制器/按需膨胀机（设置为83 psig）。离开冷冻空气干燥器后，压缩空气进入单独的3000加仑接收器，并通过两个流量控制器/需求扩展器中的一个排出。一个流量控制器设置为83 psig，而第二个流量控制器设置为32 psig，用于电厂的特定工艺。在评估时，发现冷冻压缩空气干燥器和干燥剂鼓风机吹扫空气干燥器之间的常闭交叉阀打开。

A1厂房的压缩机控制装置运行方式类似，但系统压力保持在106-108 psig，全流量为106 psig，无流量约为114 psig。如果卸载10分钟，它们也会自动关闭，但会在大约95 psig的压力下重新启动。这些空气压缩机排放到一个共用的1020加仑储气罐中，空气进入一个冷冻空气干燥器。然后，通过流量控制器/需求膨胀机将压缩空气控制到87 psig的设定值。

激励的细节
Grimmway农场从Pacific Gas & Electric的Ecos Air项目中获得了65,482美元(占项目总成本的55%)的实质性回扣。该创新项目与工业设施合作，代表公用设施搜索压缩空气用户，协调步行和现场审计，管理所有应用程序和表格，建立流量和千瓦基线参数，制定一份有回报的财务总结，并核实最后的条件，以确保在向他们的公用事业委员会报告时，公用事业要求的节省是真实的和可核实的。

虽然有许多公用事业公司为实施能效措施的客户提供减少千瓦时的激励措施，但这一过程通常由客户自己或设备供应商管理。另外，Ecos Air计划是为愿意资助供应商中立的第三方承包商，为工业系统压缩空气用户实施效率计划的公用事业公司开发的。在这种情况下，该实用程序只是建立一个财务预算，并将程序执行留给Ecos Air。

基线的决心

在7天的时间内进行了数据收集，在此期间，工厂人员表示工厂正在以一种典型的方式运行。通过数据记录器和数据存储设备收集压缩机功率和系统压力，在LogTool v2中进行分析，然后导入到AIRMaster+ v1.2中，对各种场景进行建模。估计的年能源消耗是从研究期间外推到全年。
据电厂人员称，格里姆韦农场的空气压缩机系统每周7天，每天24小时保持加压。因此，所有计算中使用的年小时数为8736小时，假设电厂完全停堆一天。仅运行压缩机的年度能源成本按每千瓦时0.084美元的使用率计算。表1和图2说明了数据收集结果。

表1 -系统利润基线

图2-典型的一天概况

系统的问题

在没有自动化控制系统或互连管道的多个压缩机设施中，Grimmway Farms压缩空气系统都是通用的，因此无法将压缩机manbetx客户端12-5下载输出与系统需求进行最佳匹配。数据收集证明了这一点，多个压缩机被发现是部分加载的，因此没有以最大效率运行。我们的目标是始终让“基础”压缩机满负荷运行，同时配备“微调”单元以应对需求的波动，而不是在部分负荷下运行两个或更多压缩机。此外，连接两个独立的压缩空气系统将允许两个回路由任何一座建筑的压缩机支持。建议的主要修改如下:

自动化整个空压机系统
打开连接D楼和A1楼的3”和4”集气阀，让压缩空气进入任何一栋楼
安装新的200hp压缩机，拆除100hp(未使用)压缩机
安装一个新的冷冻空气干燥机，流量控制器，3个流量计和最低露点工艺的露点仪
降低总系统压力

评估和升级后的系统

客户选择使用Accurate Air Engineering, Inc.来实施上述系统改进措施。图3是项目后系统的简化说明。

图3 -带有自动化的马拉加布局

空气坦克 D栋1号压缩机(100hp)和A1栋的流量控制器被拆除。新安装的200马力压缩机安装在A楼，以取代原先搬迁到d楼的150马力压缩机。安装了Gardner Denver中央控制系统，以实现系统中所有压缩机的自动化。manbetx客户端12-5下载该控制系统manbetx客户端12-5下载采用“基本负载和调整”策略，使压缩机能够在狭窄的死区和较低的压力下运行。压缩机现在只在需要时启动，按照固定的顺序(后进/先出)。为方便起见，压缩机被重新编号(表2)。

表2 -压缩机额定值、位置和用途总结

该组合系统的“调整”站包括1号、2号和3号压缩机，目前运行时间为84 - 98 pisg(而不是98 psig)。它们排放到1020加仑的湿接收器，然后进入一个新的冷冻空气干燥机。接下来,空气进入联合3000加仑干燥接收器(GD空气干燥器移除和两个3000加仑接收器连接)在流经一个新的3200 cfm流量控制器/需求扩张器设定在83 psig±1 psig就是维持一个完整的PID数字控制回路连接到自动化面板。
建筑D的“基础”压缩机#4和#5连接到新的“阀内件”流量控制器下游的主供应总管。A楼的6号和7号压缩机也是“基地”站的一部分，现在供应给D楼和A楼。所有的“基地”压缩机最初从98到107 psig运行，现在100%负载在83 psig。这是因为它们被输送到新的D楼流量控制器的下游，这迫使它们在低于设计的压力下运行100%负载，并允许它们使用更少的电力提供相同的流量。

“由于Grimmway农场压缩空气系统的上述变化，压缩机输出与系统需求更加匹配，持续的能源成本每年减少约64000美元。”
-帕特里夏·博伊德，生态航空公司

控制方案

为了确定“微调”压缩机负载，计算并监控两个3000加仑空气储罐的微调站的压力变化率。“基本”压缩机负荷由电厂下游压力决定。
从零流量点和压缩空气需求上升，1号(150马力)“微调”压缩机启动并运行负载/空载，直到完全负载。当系统需求超过1号空压机的能力(衰减率在3000 × 2加仑=负)3号(150马力)空压机将启动并运行负载/空载，直到它也完全负载。当系统需求超过1号和3号(300马力)压缩机的能力时，7号(150马力)“基础”压缩机将启动。1号和3号空压机将通过卸载来响应，直到需求超过新的7号空压机。当负载再次增加时，“微调”压缩机开始按前面列出的步骤加载。
当需求超过#1，#3和#7压缩机(450马力)的容量时，#4(200马力)“微调”压缩机启动。再次，上面列出的“微调”空压机的步骤将重复，任何额外的需求将启动5号(150马力)空压机，最后启动6号(200马力)空压机。2号(150马力)“微调”空压机将启动，如果另一个“微调”空压机故障，任何其他空压机故障，需求大于运行的空压机的输出，或需求超过所有其他空压机的能力。
当需求膨胀机100%关闭时，“基本”压缩机退出，“微调”压缩机卸载，系统压力上升至需求膨胀机设定点以上1.5 psig，或84.5 psig。