火花动力优化NIST压缩空气系统|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

作者:Mac motley, Sparks Dynamics首席执行官

美国国家标准与技术研究所(NIST)成立于1901年，是一个测量标准实验室，也是美国商务部的一个非监管机构。它的使命是促进美国的创新和工业竞争力，通过促进测量科学、标准和技术，增强经济安全和改善我们的生活质量。NIST雇用了大约2900名科学家、工程师、技术人员以及支持和管理人员。

Sparks Dynamics是一家领先的基于云的远程监测和数据分析技术公司，该公司与NIST的研究人员签订了合作研发协议(CRADA)，以开发工业压缩空气模式分析，以提高系统的效率和可靠性。以下是CRADA工作说明的目标:

“这个项目的目标是帮助建筑自动化行业开发新的产品，更经济有效地识别故障(不需要的条件)和工业设施的压缩空气工厂的运行效率低下。只有在楼宇自动化行业在其FDD软件工具的最先进水平上取得非常重大的进展之后，才会有更经济有效的故障检测和诊断(FDD)产品进入楼宇自动化市场。这些进步需要将基于规则的人工智能(AI)方法付诸实践，建筑自动化行业迄今对其技术知之甚少，甚至完全不熟悉。该项目将在受控条件下利用NIST园区的压缩空气工厂，作为基于NIST专业知识的嵌入式规则FDD工具的测试和开发设施。”

ReMASTER监控安装

CRADA的一部分,火花动态安装ReMASTER远程监测和数据分析系统测量系统在压缩空气工厂kpi,支持的压缩空气需求的研究实验室以及控制空气facility-wide暖通空调系统和控制空气的操作锅炉和冷冻水植物。它是维持这个联邦实验室运行状态的关键工具。

磁头制度使用植物水平的雄伟（霍尼韦尔）Niagara AX数据采集系统，其中所有传感器数据都收集在JACE（Java应用程序控制引擎）处理器中。初始传感器数据包括在干燥/清洁设备的压缩空气质量流量（SCFM），压力和温度下，每个压缩机上的实际千瓦米。通过划分总系统CFM / 100，JACE还在JACT中计算了特定功率的值。通过JACE每秒收集数据，然后每30秒为每个数据流（平均，最大值和分钟）的三个值被推到火花动态云服务器。对于七个数据流，将每月42个数据或超过180万数据点的数据。

ReMasterSystem

在NIST调试ReMaster系统

基线情况

NIST压缩空气厂的现有系统包括4台卡梅隆TA-2000离心式空气压缩机，额定功率为550 ICFM @ 125 PSIG，使用150马力电机。它们在2002年安装，并在2014年安装了新的Maestro控制面板。至少有3台空压机连续运行，有时需要所有4台空压机。压缩空气装置还包括(4)四台Zeks制冷循环压缩空气干燥机。

在监测的前30天，激发动态发达的算法（系统规则）与NIST研究人员来检测系统异常。在Sparks Server上，分析师可以使用ViewMaster软件应用程序来执行现有系统的分析。NIST FDD Analytics软件是在不断发展的情况下利用贝叶斯概率理论成为一个“学习”工具，以便自适应地变得更好，因为它的增加“体验”......即它获得了关于其“分类”的用户反馈（检测呼叫）。

可用的系统视图之一是用户选择的特定时间内所有关键性能指标(KPI)的图表(图1)。

火花图1

图1:ViewMaster报告工具中的关键性能指标-单击在这里扩大

这张图表反映了2015年5月的情况，在撰写本文时，ReMaster系统已经流数据超过一年了。整个月的数据由靠近屏幕顶部的蓝色条表示，主查看器显示了更详细的数据的爆炸视图，由用户指定的查看窗口(由三角形滑块和蓝色条上的灰色区域表示)定义。该区域还可以通过数据分析更详细地显示异常情况，如流量或压力在该时间段超出预定义窗口，或异常运行条件(如压缩机循环周期短)。出现了一些基本的模式:

系统流量在1100 - 1550 SCFM之间波动，压缩空气系统一年365天24/7/ 24运行，这是校园的关键设施
每个离心式压缩机似乎只是产生大约450个SCFM（似乎很低，甚至考虑到SCFM转换，密封损失和制造商的典型性能宽容）
空气压缩机在去年已加装了新的控制面板，可以通过新面板内部的排序系统进行中央控制(它们将扮演主从角色)。这允许通过旁路控制减少浪费的空气，因为他们转移到一个控制方案，将基础负载三台机器和修剪第四在在线/脱机类型的模式。客户建立了一个102到108 psig的系统压力控制，但由于他们有一个相对较小的接收罐(1000加仑)，当系统需要第四个压缩机时，它进入了一个短周期模式，大约是一半的时间。
系统的比功率平均为33至38 KW/100 CFM，对于这种尺寸的压缩空气系统来说，这是相对较高的。

优化

NIST设施管理准备写一个申请书rerate或添加一个新的空气压缩机,因为他们担心,有时四个压缩机运行,如果他们失去了压缩机不能维持校园的压力而无需源租赁压缩机。Sparks Dynamics利用能源分析/报告工具制定了一项计划，利用Pepco(当地公用设施)返利计划替换整个系统。

通过设计的离心式空气压缩机是对具有相对稳定的流动需求范围的较大压缩空气系统的良好应用，其可以在压缩机的节流阀限制内满足。它们具有在恒定压力下提供无油空气的优点，并且具有超过300 HP左右的相对良好的特定功率性能。然而，安装的空气压缩机及其控制系统与该负载轮廓不匹配，导致高系统特定功率范围为3manbetx客户端12-5下载3至38kW / 100 CFM。

设计了一个压缩空气系统，该系统将取代现有的低效系统，采用固定转速和变速驱动(VSD)无油旋转螺杆压缩机。根据制造商发布的CAGI数据表，该系统能够始终在大约20 -21 KW/100 CFM的有效功率范围内运行。通过输入能源成本、需求减少量和新系统预期比功率，30天的实际数据被用于对新系统建模。(在这种情况下，预期的需求并没有减少，后续的项目将在主要的空气使用者建筑物中使用分米测量压缩空气)。

实现

新装置包括两台150马力无油旋转螺杆空压机，额定转速为674 CFM @ 125 PSIG，以及两台200马力VSD无油旋转螺杆空压机。该系统额定转速为849 CFM @ 125 PSIG @ MAX RPM和272 CFM @ MIN RPM。

该系统将持续运行一台150马力无油旋转螺杆空压机和一台200马力VSD无油旋转螺杆空压机。在需求增加的时期，第二150马力固定速度空压机将成为基础负荷的一部分。该单位是通过制造商提供的积分音序器控制。工厂空气是至关重要的，因此必须有至少一个备用VSD空压机在任何时候可用。更换所有4台空压机的项目是在“热条件”下进行的，压缩空气系统是连续运行的，每次更换一台空压机。

项目融资结构

斯帕克斯动力公司通过两个独立的来源资助了这个项目，以确保能够提供一个完整的、具有控制和监控功能的替换压缩机系统。Sparks Dynamics代表客户提交了能源分析报告，作为Pepco定制退税申请的一部分。客户将回扣分配给Sparks Dynamics，使我们能够以之前预算方案的一半价格提供压缩空气系统解决方案。NIST认证的小型企业承包商提供了该项目的交钥匙安装。