顺应潮流:流量计如何帮助提高工厂效率

把电气设备插到插座上。它工作吗?太棒了!对某些人来说，这才是最重要的。说到压缩空气，许多制造工厂的运作方式都是一样的。只要有足够的空气，这才是最重要的。

但如果成本控制对你的公司也很重要呢?智能压缩空气用户可能已经知道他们生产了多少空气，但他们还想知道他们使用了多少空气——以及他们是否在有效地使用它。为了找到答案，他们使用流量计进行精确的实时测量。

流量计提供直接测量

	CDI 5200流量计服务于陶瓷制造中的单个设备

您可以测量设备中不同点的空气流量，而不是试图根据系统压力和压缩机耗电量之间的假定关系来计算空气流量，或者通过从压缩机加载或卸载时推断空气流量。

压缩空气咨询公司Compressor Energy Services (CES)总裁Jeff Wright表示:“要想确定非生产性需求，首先需要测量它。”“CES在每个项目中都使用流量计，因为它们可以直接测量压缩机的供应情况。美国能源部表示，50%的压缩空气用于非生产性用途。但是，通过实际测量空气流量，CES发现这个数字接近三分之二的压缩空气是无生产力的。”

Wright解释了流量计是如何帮助您确定哪些地方的空气正在被非生产性地使用。“空气流量计的数据可以让你看到需求事件发生时的特征，”他解释说。“你可以看到压缩机是如何反应的，它们是如何排序的。流量计以外行人的语言打开了一个理解的世界。任何人都可以看到流量计上的LED读数，并知道发生了什么。我们从工厂工人那里得到了很多支持，因为他们不需要相信计算。他们只需要看看展示。没有黑盒子，没有烟雾，也没有试图把安培和压力联系起来的镜子。没有什么是计算出来的，只有衡量出来的。”

流量计量对空气压缩机的尺寸确定至关重要

Wright将CES描述为供应商中立和能源偏见，他指出，流量计量对于正确确定压缩机尺寸至关重要。“无论您选择的是哪种压缩机品牌，您都需要查看您的实际流量特性，并与制造商的曲线相匹配，以获得正确的拟合。太多人使用过大的压缩机，尤其是变速驱动压缩机，但购买过大的压缩机而不考虑非生产性用途，这只意味着您浪费了更多的空气。”e效率比以前更高。如果压缩机太大而不能满足需求，并且不得不调低功率，那么它通常会在性能曲线的低端运行。您很容易发现，与在最佳工作点运行的较小定速压缩机相比，更大的变速驱动装置使用的功率更大。”

赖特回忆说，有一家公司根据安培和压力进行了空气使用审计。结果表明，他们需要另一个压缩机，他们带来了CES，以帮助他们的新单位的大小。他们的印象是，他们需要更多的机器来满足需求。我们在他们的设备上安装了流量计，并证明他们可以在满负荷时运行更少的压缩机，而在部分负荷时关闭那些压缩机。”

CES利用流量数据创建了蓝图并实施了改进，包括：

• 修复漏洞
• 设计一个电磁阀这样空气只在运行的设备上使用
• 安装更高效的喷嘴，以减少高峰需求
• 修改管道以解决压力问题
• 在需要更高压力的地方安装增压泵
• 在偶尔使用的喷砂机上安装一个小型的使用点压缩机
• 利用储能提高压缩机运行效率

赖特强调，空气损失本身并不总是泄漏，而是制造商设计到设备中的废物。“抓取和释放工件的真空设备通常有两个位置的阀门，”他解释道。如果它们在不处于真空位置时保持开启状态，则会连续地将压缩空气吹走。在嘈杂的环境中，你可能永远听不到它。”

当压缩机能源服务公司向工厂经理介绍时，他们首先会问有多少人使用流量计。赖特说:“通常是10%左右。“当我们问有多少人在积极查看他们的计量数据时，剩下的就很少了。设施已经测量了水、气和电的消耗，那么为什么不测量空气呢?这是最昂贵的电厂，衡量一下吧!”

流量计安装在哪里

流量计的范围从简单的空气流量显示到记录空气流量数据的智能设备，如果流量超过设定的限制，发送警报，并将数据发送到联网或远程计算机，供工程人员分析。通过定期与设备操作人员和维修技术人员分享分析结果，可以直接将生产产量与压缩空气消耗联系起来。对于那些想要将压缩空气的成本分配给特定机器、生产线或工厂操作的公司来说，这是很有价值的。

位于马萨诸塞州沃伯恩的CDI仪表公司总裁罗杰·丹尼森表示：“了解昂贵的压缩空气将流向何处是值得的，这并不难做到。”。“通过测量整个设施的压缩空气流量，可以识别泄漏负荷和无效使用，这些都是可以量化和纠正的问题。”

热质量流量计采用一种简单、直接的测量流量的方法，不会造成显著的压力损失。它们的工作原理是测量管道内空气的温度，以及将加热传感器保持在高于管道内测量空气温度的固定温差所需的热量。丹尼森解释说:“空气流动得越快，需要的热量就越多。”“热量需求取决于空气的质量速度，这意味着仪表测量的是经过的空气质量，而不是体积。只要压缩空气经过过滤以去除润滑油，干燥以去除水滴，热质量分散流量计就能提供不受压力和温度影响的准确流量数据。”

丹尼森设计的CDI仪表是一种低成本的测量和节省压缩空气的方法。仪表直接夹在管子上。不需要焊接。两个3/16英寸的孔钻在管道使用钻夹具来精确定位孔。流动元件和参考元件在单独的传感器中，每个孔中有一个。仪表使用24V直流电源。数字显示器以scfm(标准立方英尺每分钟)、立方米每分钟或立方米每小时读取实时流量。CDI提供了一个可选的Modbus RS485串行通信输出，因此数据可以馈送到一个本地以太网网络或直接到主机。CDI还提供免费下载的软件来收集和绘制数据。

丹尼森表示:“所有CDI流量计都通过了CE认证，符合RoHS要求，内置LED显示屏，无需校准。”“它们可用于钢、铜或铝管道，成本通常很低，适合安装在整个空气分配系统中。只要有策略地放置它们，测量空气流动并记录信息。”

Dennison建议在每台生产机器前面放置一个流量计，以记录每台机器的实时流量。“注意每台机器在空闲时的流量，无论是在周期之间，在换班结束时还是在关机期间。在这种情况下，任何流量都是可疑的，就像任何流量的增加或在做类似工作的类似机器之间的流量差异一样。还要考虑流量是否合理，以及成本是否足以考虑压缩空气的替代品。”

丹尼森还指出，当维修人员看到空气使用量减少时，他们会更积极地维修泄漏。

CDI 5400流量计安装在灯具制造厂的主要空气分配管线上

Biogen Idec Inc.在其设施的许多区域使用流量计

考虑生物制药公司如何使用流量计：“我们有一个强烈的能源消耗概况，”John Kelliher说，BiGuEIDEC公司的高级工厂工程师，在剑桥，MA。“这就是为什么我们一直在寻找提高能耗和产能利用率的系统。对于压缩空气，我们以前使用的方法只是一个计时器，记录压缩机加载或卸载的分钟数。事实上，这相当粗糙。现在我们在工厂的许多区域使用流量计，主要是实验室nd研究大楼，所以我们知道我们实际使用了多少空气。我们还在测试带有氮气应用的流量计。”

Kelliher表示，百健艾德克一直在不断升级设备和设备，所以当需要更换压缩机或干燥机时，流量计提供的数据可以帮助他选择合适尺寸的设备。他解释说:“当我们升级我们的建筑时，我们通常能够缩小我们的空气压缩机和干燥机。”“通过测量流量，我们可以根据实际连接负载来确定正确的尺寸，而不是根据多年前安装时系统的设计用途。目前，我们大约有三分之二的流量计是哑的，我们在那里四处走动并读取数据，但当我们升级我们的建筑管理系统时，我们将整合整个压缩空气系统，包括智能电表，这样我们就能实时发现趋势。我们开始利用资源来更好地测量和管理压缩空气的使用，而流量计让我们无需大量成本就能进入游戏。”

管理精力的工具

能源工程师协会（WAEE）威斯康星州分会副主席、CEM理查德·福斯特（Richard Feustel）与制造商共同管理能源他说，他曾尝试从电气方面计算流量。他最初在一家船用发动机制造商身上使用这种方法，该制造商有一台带有喷嘴的大型洗衣机，用于吹扫零件。

Feustel解释说:“这台设备在两到30分钟的时间里需要大量的空气，它在网络的其他地方触发了警报。我想还需要一台压缩机。我们使用了压力表和耗电量，并试图将这些数据关联起来计算流量，但试图从电气方面确定流量是具有挑战性的、昂贵的和干扰性的。这并没有给我们太多信心。测量空气流量是解决方案，因为它为我们提供了坚实的数据。”

通过测量、记录和分析空气流量数据，Feustel提出了一个大型储罐的解决方案，以支持整个压缩空气系统。储罐解决了峰值需求问题，使现有压缩机能够更高效地运行，然后备用，并且比新压缩机更便宜。

商品成本

对于越来越精益、高效和负责任的生产运营，了解压缩空气的成本以计算准确的商品成本是有意义的。对于特定的生产线或生产运行，该成本中的压缩空气部分很少被知道，也很少被纳入商品成本中。通常情况下，压缩空气的成本ir作为所有产品的开销进行估计或简单地汇总和分布。

利用流量计收集的数据，可以非常准确地确定与制造过程直接相关的压缩空气的成本组成部分。(当你为流量计申请资金时，你可以向你的会计人员提到这一点!)

外卖

平均投资为800美元（每米500至2000美元，具体取决于尺寸、应用和功能），安装只需几分钟，流量计就能为您提供实时数据，帮助您做出有意义的财务决策。在全国许多地区，电力成本接近每年每立方英尺200美元，很容易看出其优势。顺其自然。

有关本文讨论的组织的更多信息，请访问压缩机能源服务(www.compressorenergy.com)、CDI仪表有限公司(www.cdimeters.com)、百健艾迪(www.biogenidec.com)，以及能源工程师协会(www.aeecenter.org).

要阅读类似的测量技术文章，请访问m.ghtac.com/technology/instrumentation.

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