Xcel Energy与西北航空合作节约能源

问题:很多空话

一旦747以每小时600英里的速度在空中飞行，如何测试其可靠性？在明尼阿波利斯的西北航空公司，除其他方法外，他们用700马力的空气压缩机将大量的压缩空气压入其中。这不是一项小任务，需要耗费大量精力。

出身背景

一个110万平方英尺的设施内有一台700马力的空气压缩机——主要用于大量压缩空气需求——和两台600马力的空气压缩机，位于设施内不同的位置，主要用于其他车间工具。随着时间的推移，当以前在该场地完成的大部分工作转移到其他地方时，设施的需求发生了变化。

现有的空气压缩机是为平均超过3000 cfm的设备设计的，但到2007年初，随着工厂活动的减少，平均需求降至约250 cfm。大部分的日常需求都围绕着机库的例行维护，但所有的压缩机大部分时间都在运行。突然之间，一千九百马力的压缩空气远远超过了他们的需要。

合理的压缩空气效率应为5 cfm/kw。由于大型压缩机的不匹配和较小的需求，系统效率仅为.65 cfm/kw。需要小得多的压缩机才能有效地满足这一较低的需求。压缩空气需求中的复杂因素是，偶尔需要大量空气来测试发动机测试室和机库中的喷气发动机。

西北航空公司高级设施经理罗恩·托尔图特(Ron Toward)知道，需要节省能源和资金。Toward表示，“在现有配置下，压缩机系统每年的运行成本约为194,384美元。“我知道我们可以做得更好。”

2007年4月，Ron与Ultra Energy的Vince Suerth、Compressed Air Consulting的Gary Ruff和Air Power Equipment的Patrick Becker合作，委托进行Xcel Energy压缩空气效率研究。Toward决定使用trio，因为他们在管理和执行大型能效项目方面具有专业知识。研究的目的是调查压缩空气供应系统的替代方案，并找到降低运营成本的方法。Xcel Energy共同出资一部分研究费用，以提供额外的激励，委托进行研究并发现泄漏，以及确定其他节能机会。

购买前先存钱——委托研究

所有的顾问都同意最佳实践基线方法总是把效率放在第一位。

美国能源部发现，典型的压缩空气系统仅使用其空气供应的50%用于生产，而其他50%由于泄漏和浪费措施而损失。

Xcel Energy的蒂姆·古克（Tim Guck）说：“如果你不能测量它，你就无法管理它。”。“我们总是建议首先进行一项研究，以发现泄漏和浪费，因为通常情况下，用更少的资源做更多的事情是可能的。增加更多或更大容量的空气压缩机应该是最后的选择。”

我了解数字和方法。“我们一直在寻找提高工厂运营效率的方法，”Toward说。“我们知道我们有一些漏洞，但研究揭示了更多。”

第一步：发现并修复泄漏

发现了9处严重的空气泄漏，总泄漏量估计为47 cfm。研究表明，将泄漏降低到15 cfm的恒定水平是可以实现的。修复漏洞帮助他们每年节省3063美元。

仅在第一步中，NWA就将效率提高了30%以上。

“我们简直不敢相信，”Toward说。“它真的帮助我们理解了我们的系统是如何工作的，以及需求是如何变化的。”

第二步:缩小规模

调查的第一阶段显示，通过购买新的、更小的压缩机来供应正常的工厂空气需求，有机会节省大量能源成本。挑战在于找出如何继续满足发动机测试的激增需求。空气研究的第二阶段旨在更详细地量化发动机测试期间现有供应和分配系统的特征，并对一般工厂空气需求进行更长期的研究。同样重要的是获得有关实际测试程序的更详细信息，以便更准确地确定供气系统的需求。

为了促进这一量化阶段，在测试单元中对两台发动机进行了测试，并对结果进行了测量。他们发现，即使是现有的系统也不足以进行大多数大型发动机测试。

通过使用更大的空气压缩机重新配置试验室系统，并将压缩空气以125 psig（而不是之前的95 psig）的压力储存在现有储罐中，系统有了显著的改进。测试单元系统连接到通用工厂空气系统，以补充大型发动机启动的供应。然而，现场试验表明，该补充不足，因此建议对电厂空气系统连接进行修改，以改善补充供应。

建议用一台英格索兰100马力固定转速旋转螺杆压缩机和一台与新压缩机配套的英格索兰循环制冷剂空气干燥机取代主压缩机室内的旧Joy离心压缩机。此外，还建议使用一台新的英格索兰固定转速100马力旋转螺杆压缩机，以取代测试单元压缩机室中现有的2-40马力往复式压缩机。

“值得注意的是，新设计没有包括变速驱动（VSD）空气压缩机，”air Power Equipment的帕特·贝克尔（Pat Becker）说。“研究表明，大量的系统存储和电容使空气压缩机的在线/离线控制与VFD一样高效。英格索兰VFD控制的Nirvana的成本是不合理的。”

新的空气压缩机也被配置为空气冷却的热回收。从历史上看，在明尼苏达州寒冷的冬季，压缩机房间附近的工作区是一个供暖难题。空压机的排气直接通过管道输送到该区域以提供补充热量。新的100HP空压机现在可以提供7300 CFM和29.9万BTU，为工厂的热负荷提供了有价值的降低。

工厂空气试验电池压缩空气系统的升级有多种选择。

Ultra Energy的Vince Suerth表示:“700马力的压缩机过去几乎每天24小时运转，但到2007年初，每周只使用一两次。”“在剩下的时间里，100马力的引擎一直在运行。新的压缩空气供应系统的业务费用约为每年68 700美元。这样每年就节省了125,684美元。”

新的压缩空气供应系统的费用为18万美元。Xcel Energy回扣62970.00美元有助于减轻整体改进成本的负担。投资回报不到两年。

“这是一个大项目，”Toward说。“我们原以为退税会是39000美元，但当我们增加额外的效率措施后，退税几乎翻了一番。回扣占总成本的33%，这一事实帮助我们的财务人员理解并最终批准了这个项目。”

Toward说:“我们真的很惊讶，我们可以用两台100马力的压缩机进行日常维护。”“这是主要的。”一开始我们考虑了一个因素，但为了满足商店的日常需求，Toward选择购买了第二个。Toward表示，他们还提高了系统的可靠性。

公用事业合作伙伴

在这种情况下，与他们的公用事业公司合作产生了很大的不同。

“NWA寻求研究的预先批准，”Guck说。“在修复了50%的空气损失后，这是项目要求，他们向我们提交了报告。我们为他们偿还了10725美元的学习费用。NWA提出了建议的资本改进，通过客户预先批准，他们能够获得62,970美元的退税。由于他们的共同努力，公司每年节省了197万千瓦时以上。”

Guck说：“由于该项目规模巨大，NWA项目的回扣和节能是基于实际节能，因此设备必须在安装前后进行计量。”。“根据Xcel Energy计划代码，任何超过1000000千瓦时的项目都需要监控。否则，我们将使用公认的工程节约技术假设、行业最佳实践、客户提供的信息和制造商数据表来形成我们的分析。”

巨额储蓄

节省的能源量、返利金额和简单的回收期使这个项目成为西北航空公司的一个显而易见的想法。结果不言自明。

财务总结