5啤酒厂的压缩空气需求减少项目|manbetx王者荣耀压缩空气最佳实践

唐·范·奥尔默，美国空军

这个啤酒厂是一个比较大的业务，有9条生产线和一条桶生产线。有5条瓶子线和4条罐线。工厂的操作包括码垛、卸码垛、灌装、包装操作和酿造。

按目前的运行情况，每年生产压缩空气的电厂电力成本为693,161美元。如果包括与运行辅助设备(如鼓风机吹扫干燥机)相关的每年43,016美元的电力成本，则运行空气系统的总电力成本为每年736,177美元。这些估计数是根据混合电费0.06美元/千瓦时计算的。

这是一个完整的供需侧系统评估。虽然泄漏审计减少了930 cfm的需求，但本文将重点关注一些不太为人所知的项目领域，其中工厂可以减少压缩空气消耗。

当前的压缩空气系统

空气系统每年运行8760小时。该系统的负荷曲线或空气需求在所有班次中是相对稳定的。整个系统的流量范围从生产期间的4000 scfm到5000 scfm。在生产过程中，管头的系统压力为68 ~ 73 psig。

压缩空气系统主要由几代Joy (Cooper Cameron)离心式压缩机和两台1995年时代的英格索兰300马力级机组提供压缩空气。乔伊单位包括两个1975年时代，500马力级机器，两个1985年时代，450马力级机器，和一个2000年的200马力压缩机。这些压缩机在其中央数据采集系统上应用良好，显然维护和监控良好。

在我们的现场参观期间，这些装置表现得非常好，花费很少的时间，如果有的话。一共有七台空压机，通常有三台空压机承担工厂负荷——两台空压机闲置，两台空压机不运行，等待进入自动热启动“就绪”模式。

压缩空气通过水冷后冷却器，然后进入四个风机吹扫干燥器。在我们的现场访问期间，所有的干燥机都工作得很好，他们的露点需求控制工作。压力露点始终保持在-40°F。

这家工厂每天24小时，每周7天，几乎一年365天都在运行。每年计划有两天停摆。为了计算使用量，我们同意每年使用8760小时。从电厂的公用事业供应商处协商的新电力成本是每千瓦时6美分。

项目1:自动设备关闭

在不使用的时候，切断机械的空气供应通常可以减少一些最严重的空气泄漏。当发现这样的空气用户时，通常有一些非常经济和简单的方法来自动关闭空气，就像关闭机械一样。

慢效，电动自动球阀可以安装在主馈线到一块设备和有线，以便每当机器上电或关闭时都会打开和关闭。

系统评估确定Filtech激光冷却器在不运行时使用压缩空气。下表列出了在激光冷却器前面自动关闭阀可能被使用的位置，无论是作为单独的机器关闭阀还是作为区域阀门。

目前15单位× 20立方英尺的峰值需求是80%使用时的300立方英尺或平均需求240立方英尺。据工厂工作人员说，即使当管道冷却时，这些装置仍在运行。如果我们考虑包装机或设备或生产线的一部分的正常操作，取决于被包装的产品(6包，12包，箱等)，估计平均使用量是包装机的30%。

当工艺关闭时关闭冷却空气流量时，利用因子将从80％到30％。空气需求将从平均240 CFM的平均流量达到平均90 CFM，净平均节省150厘米。关闭后建议关闭10分钟的延迟，以进行额外的冷却。这应该由员工工程审查。

Filtech激光冷却器位置和压缩空气消耗
第64行	12-12	封隔器	20+ CFM.
第63行		封隔器	20+ CFM.
第65行		封隔器	20+ CFM.
第66行		3封隔器	60 cfm

Cfm储蓄	150 cfm
每cfm成本	$ 129.18 CFM / YR
总储蓄	19377美元/年
估计项目成本（螺线管/计时器）	每一美元300美元
总成本（15个单位x $ 300）	4500美元

项目二:更换氟利昂制冷柜冷却器

在我们的网站访问期间，我们估计有点超过4,000个BTU / HR制冷型（氟利昂）机柜冷却器，类似于Hoffman CR2902单位。

基于氟利昂的制冷单元可以将环境空气温度降低约15至16ºF。对于更多的冷却下降，只要有足够的容量，制冷作用就会累积。这将其使用限制在不高于约125ºF的环境温度下。

制冷装置安装在机柜的侧面，不断冷却机柜内的同一空气，直到达到所需的内部温度。这些装置通常是恒速运行的，但当有足够的制冷能力时，可以通过温度开关来控制这些装置。在实践中，它们通常运行时间最长，因为它们是由热气旁通阀控制的。在HGBV控制模型中没有电能节约。

制冷机组的实际限制是115ºF至125oF的环境，没有明显的超大尺寸。
避免面向机器振动的安装。
制冷设备通常是全时运转的。
电能运营成本通常是除开放打开的任何类型的最高。
如果可能的话，您可以并且应该只在内阁处于活动状态时才应用它们。
在所有可用的类型中，这些可能需要更普遍的维护和更短的总体寿命，特别是在更热的环境中。

热管由一个密封的铝或铜容器组成，其内表面有毛细管吸芯材料。容器内是一种液体(通常是酒精)，它在自身的压力下进入毛细管材料的毛孔，浸湿所有内部表面。在热管表面的任何一点加热，都会使该点的液体沸腾并进入蒸汽状态。当这种情况发生时，气体获得了汽化潜热——气体——然后有更高的压力，移动到密封容器内一个更冷的地方，在那里它冷凝。因此，蒸发潜热将热量从热管的输入端移动到热管的输出端。这一过程以极高的速度进行，时速可达500英里。

绿色的叶子

热管柜式冷却器选用的核心材料是铜管和铝翅片。这种材料的组合很容易得到，并且已经在制冷盘管、蒸汽加热盘管、散热器等领域使用了几十年。

风扇设计为易于更换零件，通常选择两个轴向风扇作为热管柜冷却器的标准风扇。

这些单位的年度维护将根据需要清洁或更换过滤器元件和粉丝。

“热管”不会低于环境温度。水冷机组将冷却到低于环境温度。这些相对简单，可以使用大多数工艺或冷却水，不会显著提高温度。这些装置性能很好，没有水进入机柜。风冷机组的热负荷限制在3500英热单位/小时。水冷式机组上升到大约60000 Btu/hr。

风扇的最低电能成本环境冷却器是热管 - 空气冷却单元只能冷却到几乎环境温度。当盒子周围的环境温度高于所需内部温度时 - 它将无法工作！水冷将非常有效地工作。

我们建议将这些冷却器替换为Noren型号CC3060、22型或同等的热管和冷却水辅助。冷却水未进入机柜。Noren CC3060带水辅助的额定冷却能力为9300 Btu/hr，因此在4000 Btu/年的情况下，负载率仅为67%。比较规范:

每单位能源成本(1.7 kW x $0.06 x 8760小时)	894美元/年
年度能源成本为40个单位	$ 35,740 /年
每台热管式柜式冷却器所需能量(35 ÷ 1000)	0.035千瓦
年度千瓦成本：40热管装置（.035 x 40 x $ 0.06 x 8,760 hrs）	735.84美元/年
净节省($ 35740.80 - $735.84)	35004美元/年
预计采购成本(含运费及安装)	45000美元

项目#3:用恒温控制螺线管控制压缩空气涡流管柜冷却器

压缩空气涡旋管柜式冷却器的行为是非常可预测和可控的方式。当压缩空气通过涡流发生器释放到管道中时，热空气从管道的一端吹出，冷空气从另一端吹出。

涡流流动发电机 - 可互换的，静止部分 - 调节压缩空气的体积，使工厂能够改变可以在某些型号上用管制成的空气流量和温度范围。

当其他条件相等时，进口压力上升，冷空气温度下降(在性能限制内)。如果安装将涡管冷却器进口的压力损失降到最低，则可以输送更冷的空气。压缩空气温度降至90ºF。

冷端的背压将降低管中的比率并提高冷端温度。涡流管冷却器组件中通常有一个安全阀，柜空气排出，不允许背压积聚，并交换热空气进行冷空气。

自应用良好的涡流管快速冷却它们没有活动部件，可以根据需要经常开关，以节省空气流量。

涡流管冷却器应该可以总是由恒温器感测内壳体空气和电磁螺线管来控制，以将空气与信号关闭和关闭。

有12个旋涡柜冷却器安装在标签线上。

线06.	Domino涡701	100％	2个单位	15 cfm每个
线06.	贴标签机涡701	100％	3个单位	15 cfm每个
线05.	旋涡冷却器箱封隔器		2个单位	15 cfm每个
				总数105碳水化合物

第08行Domino打印机

三个旋涡701机组连续运行时，线路是接通的，关闭时，关闭。
70%的利用率(每15 CFM或平均11 CFM)。
当控制自动关闭时可节省50% - 33 CFM或16.5 CFM。

第04行Domino打印机

每当线路开启并使用门打开时，两个涡旋701单位运行。
100%利用率(15 × 2)或30 CFM
总共节省了15 cfm。

所有涡旋冷却器都没有足够冷却，可能是由于低压和可能的污垢或环密封故障。这些单位都没有自动关闭控制。将自动关闭到所有涡旋单元，然后提高压力75 80 psi。估计使用80psi入口关闭自动恒温器关闭的最小流量为72 CFM。

观察到的冷却器总数	12.
总峰值scfm	180年scfm
总平均电流SCFM	144年scfm
总峰值cfm节省	180年scfm
节省的总平均scfm(最低)	72 scfm.
每scfm成本	$ 129.18 SCFM / YR
总储蓄	$ 11,897 /年

项目4:控制真空发生器的空气使用

系统评估确定了使用215 scfm压缩空气的52个真空发生器。我们估计，如果在发电机不工作的情况下使用自动压缩空气关闭控制，可减少62 scfm的使用。

真空发生器被选择用于更本地化或“使用点”的真空应用，这些应用需要更小的体积和更快的本地响应时间。生产机械的制造商经常将它们作为标准设备供应。喷射泵有两种基本类型:单级真空发生器和多级真空发生器。

单级真空发生器利用压缩空气，通过节流管加速空气，创造文丘里效应，排出所需体积的空气。这些单级文丘里发电机在有效适应许多应用的能力上有所限制，因为它们的基本设计是为了满足最高流量或最高容量的要求。通常，这种类型的真空发生器压缩空气消耗(scfm)与真空流量(从系统中除去大气压力的速率)的比率不超过1:1，有时高达2:1或3:1。

为了提高这种效率，人们开发了多级真空发生器。多级装置使用一系列的喷射器和喷嘴，允许压缩空气在可控级内膨胀。这通常将压缩空气消耗与真空流量的比例提高到高达1:2或更高的水平。多级机组也更安静。图6.

压缩空气(1)从较小的第一泵喷嘴(2)出口，在该阶段形成低压区。这种低压力产生文丘里管，通过端口(3)将抽离的空气吸入。抽离的空气与压缩空气混合在一起。这一行动在随后的阶段中继续进行。挡板阀允许压缩空气通过泵喷嘴流动，而不是回流到真空(4)。

真空发电机的推荐动作

在63 212包装机上，将电磁侧改为空气侧，而不是在凸轮上真空。当装置打开时，它在90％的利用率下运行100％（12 CFM X 2） - 需求为22 CFM。更换空气减少至少50％。储蓄是12个CFM。

在65电梯箱上，发电机100%的时间运行与真空线路上的真空关闭螺线管，它停止真空，但空气继续流动，即使不运行箱。在空气管路上安装螺线管会使空气停止流动并产生真空，使空气流量减少70%。

除垢器63 / 64 /65也只破坏真空线路，这不是在空气侧。需求是24 cfm，将关闭螺线管移动到空气管道将产生平均12 cfm的压缩空气节省。

盖子debagger有两个单位与上面的运行相同，只能破坏不在压缩空气侧的真空线。这些单位利用率为50％。需求为40厘米，节省50％。压缩空气节省为20 CFM。

66号琼斯堆料机以50%的利用率运行真空，断开真空只在真空线而不是在空气侧。要求是10 cfm，电磁阀应该移动。节省空气5 cfm。

系统运行后，请查看第6行目标符。

第4行外壳包装机单元也在破坏真空而不是空气侧。移动电磁阀。储蓄是5 CFM。

码垛机可以很容易地有小型中央真空系统安装，但标签使用很少的空气。

卸垛机区域的盖线连续运行。进一步研究这种情况，因为论文认为自动关闭系统可能不是一个很好的适合。该系统也可以采用中央真空系统。这些都是第二阶段的建议。

大多数包装机在真空线上具有真空突破，而不是在压缩空气侧上，当关闭时停止空气流动和真空。在许多情况下，包装商在我们的网站访问期间未打开。在修改这些列出后，评估真空发生器的其余部分是一个好主意。

当产品提升的真空容量是适当的，增加文丘里发生器内置自动开关控制。例如:一个真空发生器使用60 scfm在90 psig，可以在0.25秒内拉出20 "真空。如果真空发生器在20英寸汞真空压力下关闭，总空气需求将约为0.25 scfm (1/16 hp)，而不是60 scfm (15 hp)。

图7.

文丘里真空预估流量	12 cfm每个
文丘里单位数	52
当前系统的总空气流量/峰值流量	215 cfm
最小的空气流量减少与自动关闭	30％
通过自动关闭节省空气流量	62 CFM.
可恢复的节约能源	129.18美元/ cfm年
年估计能源节省量	$ 8,009 /年

项目＃5：消除气动空气放大器（助推器）

当工厂对当前72个PSIG目标的持续基础降低其压力时，发生了许多好事，特别是当植物过程接受稳定的操作压力时。然而，在某些情况下，降低的压力显然对生产和质量产生了负面影响，并且安装了这些气动放大器以向这些位置提供更高的压力。

与各种工厂操作人员的讨论表明，在系统压力(80 psig)下，这些放大器都不需要。我们在以下地点观察到Haskall MPS气动助力器

在上表所示的位置上，整个工厂目前至少有24个气动增压器在使用。大多数的这些单位是20 cfm的尺寸。这意味着它们在两倍的进气压力下提供20 cfm，但运行时总共需要40 cfm。

这些装置中至少有一半不是在全速运行，因此将使用较少的空气。为了估计这个项目对空气系统的影响，我们将使用平均交付的15 cfm来驱动24个单元(24 × 15 cfm)或360 cfm的助推器。

拆卸24个气动增压器(30 × 18)节省压缩空气	360 cfm
每cfm还原可回收能量值	$ 129.18 CFM / YR
通过实施这个项目来节省电气能量	46505美元/年
项目成本	3000美元