低压空气压缩机为拉法基水泥配送带来节约
位于加拿大温尼伯的拉法基水泥分销终端通过改变水泥运输方式，显著降低了现场电力需求和能源费用。两台新的低压旋转螺杆空压机取代了两台以前为密相输送系统提供动力的大型高压空压机。由此产生的电力减少为公司节省了46%的运输运营成本。
背景
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用低压压缩空气将水泥产品运输到约1200英尺的筒仓储存库。拉法基工地从该公司的其他生产设施通过火车接收散装水泥粉。接收设备包括轨道汽车卸货设备、密相运输系统、为运输提供动力的空气压缩机和其他辅助设备，这些设备通过管道位于距离储仓设施约1200英尺的地方，在那里，产品以较小的批量分布，以卡车运输。卸车时，水泥粉直接进入由两个压力容器组成的密相输送系统，容器顶部有接收口，底部有出料口。当容器满了时，阀门关闭容器顶部，对容器加压，压缩空气动力将水泥流化塞通过一根6英寸长的管道输送到存储筒仓的最终目的地。该系统的操作方法是交替给每个容器充气和吹气，直到轨道车厢清空为止。
该设备以前使用两台额定350马力的润滑旋转螺杆空气压缩机，提供吹气所需的3,300 cfm压缩空气。这些压缩机以及一些辅助压缩机和风扇每年消耗约670千瓦时的电力需求和约100万千瓦时的能源。
几年前，拉法基电厂接受了当地电力公司马尼托巴水电公司专家进行的压缩空气审计。研究发现，运输系统消耗了设施总需求的60%左右。在此基础上，对运输系统进行了调查，以确定系统运行的特点。放置数据记录器以测量空气压缩机排放压力，以及压缩空气进入运输系统时的压力。数据显示，当空气压缩机以90 psi的压力生产空气时，实际输送压力平均约为25 psi。安装了一个背压阀，以确保压缩机的排放压力不会下降到较低的水平，从而导致内部润滑油分离器的速度过快。对于润滑型空气压缩机，排放压力过低将导致润滑剂携带量过高和水泥污染。
润滑压缩机的运行压力为90psi，但输送系统的平均压力为25psi。点击在这里扩大。
新的压缩机消耗的电力明显低于原来的单位，使一个明显的整体能源费用减少。点击在这里扩大。
评估建议低压无油空压机
马尼托巴水电公司的专家认为，如果可以使用新的低压空气压缩机，这种应用将是一个潜在的改进领域。背压调节器处的压力降低代表了巨大的能量损失，因此，除了满足压缩机分离器的压力要求外，似乎无需在如此高的压力下产生。Hydro预测，如果排放压力可以降低，那么kVa和能耗都将显著降低。设施运营经理马特·曼尼斯（Matt Manness）说：“当旧的空气压缩机启动时，我们通常会看到我们的灯闪烁，它们耗电太多。”。“现在，有了新的空气压缩机，我们几乎没有注意到，除非是到了付电费的时候。”
原始压缩机配置
Lafarge公司的设计团队调查了运输过程，并选择了两台300马力、额定最大压力约为40 psi的Atlas Copco无润滑油螺杆压缩机。该装置实际运行时的排放压力为20至25 psi，与全压力相比，节省了电力。供应管道被升级到更大的尺寸，以确保整个运行过程中的压力降很低。通过使用数据测井仪器监测系统进行了验证，新的峰值千瓦时为332千瓦时，比之前的水平减少了50%，新能耗估计为53.7万千瓦时。总的来说，电力成本节省了46%，每年节省6.3万美元。该项目获得了大量的公用事业奖励，使项目获得了大约2.5年的简单回报。
Manness说：“我们不仅节省了电力成本，而且新的空气压缩机所需的维护比我们曾经拥有的老化设备要少得多。”。“现在不需要频繁更换所需的润滑油。而且，我们有一个很好的新系统，将在未来几年为我们节省电力。”
曼尼托巴水电公司的压缩空气专家瑞安·康纳表示，这个项目以一种典型的方式在正确的时间完成了。能源审计已经被考虑了很多年，但它必须等到合适的经济条件出现后才开始实施。面对老旧压缩机需要越来越多的维护，以及不断上升的能源成本，当Lafarge公司的节能计划促使人们采取行动时，对新空压机的改变变得更具吸引力。Connor说:“该项目是马尼托巴省水力发电激励计划为客户所做的一个完美例子——确定能源节约机会，提供财政激励，帮助减轻资本成本负担。”“经验证的能源节省与估计的能源节省几乎相同。这不仅通过对压缩机能耗的直接测量得到了证实，而且客户的能源账单也明显下降了。通常情况下，人们认为在较高的压力下产生空气并调节它与在较低的压力下产生空气是一样的。拉法基46%的能源节约表明情况并非如此——通过在较低的压力下生产，可以实现大量的能源节约。不要用空气压缩机来做鼓风机的工作。”
额外节省
最初的压缩空气研究确定了一些额外的压缩空气相关节能。运输大楼还有另外两个压缩空气系统，一个用于为大型袋式除尘器提供动力，以控制污染，另一个用于在火车卸货区运行各种气动操作。该研究建议通过将两个系统捆绑在一起，将两个系统合并为一个系统。50马力的加载/卸载压缩机取代了旧的低效调制压缩机。将固定循环干燥剂干燥器更换为新的单塔加热式干燥器。系统中安装了大型压缩空气存储装置，以确保新的50 hp压缩机在轻载时在负载循环之间关闭，而不是长时间空载运行。
列车卸车设施在工作日只运行8小时一班。与使用使用压缩空气流再生干燥剂的干燥剂干燥机不同，使用单塔加热干燥剂干燥机是因为在夜间时间延长了停机时间。这个干燥机含有足够的干燥剂来干燥白天所有的压缩空气，在下班时间的早期，设备运行加热器和鼓风机来再生干燥剂。由于运行非高峰，它节省了设施高峰需求费用，因此只以较低的有效费率产生kWh成本。
安装的50马力空压机具有智能控制，计算每小时的启动和停止次数。如果安装了非常大的存储空间，并使用宽的压力带运行，这些压缩机将在轻负荷时启动/停止运行，节省额外的空载功耗成本。
该址的其他节约潜力如下:
- 正在考虑更换用于卸载作业的辅助空气的低压鼓风机，从主压缩机供应中抽出一些低压空气，
- 一个主要的50马力风扇的布袋似乎是超大，正在考虑优化，
- 袋式鼓风阀控制正在考虑通过安装二次储存能力和减少爆破周期的频率和持续时间进行改造。
筒仓压缩机节约
小型无热干燥剂干燥器被发现不受控制，消耗其全部额定吹扫流量，但仅处理其容量的一小部分。干燥器上装有露点控制装置，但未启动。对该装置进行了调整，以实现适当的控制，显著减少了吹扫流量，降低了压缩机负荷，节省了功率。该项目预计节省46%，项目简单投资回报略高于一年。
5个400加仑的接收器位于设施地下室，以使辅助压缩机运行更多
效率高。
结论
如果专家对压缩空气系统进行评估，同时对供应和需求进行评估，那么这个项目就是一个很好的改进例子。能源基线和压力剖面的测量对于确定是否存在潜在的节约机会非常重要。但同样有效的是理解如何使用压缩空气。
许多能源组织和电力公司为压缩空气研究提供财政支持，就像马尼托巴省一样，也可以为改进项目提供支持。曼内斯说：“马尼托巴水电公司的专业知识和财政支持确实有助于启动该项目。”。“当我意识到运输压缩机消耗了我们总设施运营成本的10%时，该项目的发展势头就真的很好。”拉法基的努力似乎得到了丰厚的回报。
欲了解更多信息，请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司，电话:204-806-2085，邮箱:ronm@mts.net.
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