CAPS公司审计关闭100马力空气压缩机

压缩空气性能专家(CAPS Inc.)是一家位于加拿大阿尔伯塔省卡尔加里的压缩空气咨询公司。在最近的压缩空气项目中，该公司将一个200马力的多压缩机系统减少到一个100马力的变速驱动器(VSD)空压机，利用75马力的压缩机能量(千瓦时)，每年节省能源7万美元。

在这个特定的项目中，客户是一个全球组织，具有卡尔加里设施，为整个加拿大各种大型零售商生产冷冻食品。该设施的管理层联系了CAPS Inc.为其压缩空气系统进行压缩空气绩效评估（CAPE）。

进行了全面的现场评估，随后提交了详细的最后报告。随后就报告的调查结果进行了深入讨论，其中包括业绩数据、分析表、图表和图纸。该报告提供了建议和初步的资本设备概算。与现有的年运营成本相比，该公司还估算了压缩空气系统每年节省能源(千瓦时)的机会。从此，该设施获得了资本设备和项目资金的批准，启动了一个非常成功的项目。

该项目涉及的设施管理是船上的，并提供支持。在他们坚定不移的支持下，迄今为止的最终结果远远超过了最初提供的基线估计数，同时正在不断寻求和实现更多的节能机会。

现有的压缩空气系统

最初的系统由三个单独的、风冷的、油浸式封闭旋转螺杆空气压缩机组成，带有双制冷空气干燥器和干燥器后部有限的在线空气过滤装置。随后，在电厂的主4英寸空气集管（回路）系统前面安装了一个单独的200加仑远程空气接收器。生产层子管道系统通常尺寸过小和/或具有较长的线性服务距离，并存在其他相关问题，如单个生产设备的高Delta P服务连接和空气管理装置。

压缩空气系统全天候运行，三个空压机中有两个在连续运行，而一个空压机(75马力)几乎在连续运行。空压机由一台100马力的VSD、一台75马力的VSD和一台25马力的(罐式)旋转螺杆压缩机组成，它们总共连接了200马力。

图1:100马力VSD空压机与75马力机器。

工作模式和工作压力设定点的调整方式应确保三台压缩机中的两台持续运行，其余75 hp压缩机将根据需要通过系统低空气压力设定点自动停止/启动。然而，该自动停止/启动功能通常被手动超控，以保持4英寸集气管的最终排气压力为116 psig，这是由于生产车间频繁的需求事件（浪涌）所必需的。

能源成本高，空气供应不稳定，空气质量问题

三台空气压缩机每年消耗的能源超过996000 kWh，成本超过88000.00美元/年，不包括双冷冻干燥机的能源消耗。一般日常性能问题包括触发低气压事件的频繁警报、频繁的需求激增事件以及电厂管道系统和生产设备下游的大量油/冷凝水污染。其他一般问题包括公用设施/压缩机室内的季节性高环境温度，以及单个空气压缩机的高工作温度条件。因此，正常操作实践是运行所有三台空气压缩机。最后，现有系统中没有可靠的压缩空气系统性能验证能力，不包括低气压报警装置。

在广泛的现场期间，CAPS公司完成了CAPE，包括调查、测试、测量和数据分析。这些调查程序包括但不限于下列各项:

• 在关键位置安装准确的测量/数据记录系统，实时记录下游压缩空气需求(cfm)、压缩空气压力/温度、压缩机室环境温度和相对湿度。
• 在每台空压机的电气线路一侧安装单独的功率仪表/记录器，确保所有的需求和功率测量包括空气端/排气冷却三相驱动电机。
• 每台空压机的排气口采用高精度多孔流量测量装置。

建立全面的基线

CAPS Inc.初始分析测试并在100psig的基线下测量每个压缩机的ACFM输出容量，站点高度和温度相同。同时，在这些单独的容量测试期间，执行3相电压，电流，功率因数和单个3相需求（KW）的性能数据记录到每个压缩机。在这些全负载性能测试期间（100psig的ACFM）中，CAPS Inc。在调节条件下也进行了进一步的测试，改变ACFM / PSIG要求和环境入口压缩空气和冷却空气的不同温度。

在该时间段（夏季），在几乎所有可用的操作变量下获得了非常准确的单个压缩机性能曲线，广泛的调查、观察和总体系统性能曲线始于所有关键区域的同步数据测量和记录，包括整个下游压缩空气系统。这段漫长的时间还包括对生产设备的第一手轮班观察，以及其他需要进一步测试的项目。

完成全面的CAPE和最终报告分析说明了以下技术资料:

现有的3台压缩机在100 psig满载时共提供801.2 acfm。这是在70°F的基准排放空气温度下，需求线侧为172 kW，相当于226.3 hp。通常情况下，100和25马力的压缩机在100 psig的满载情况下可以提供530.8 acfm，在70°F的基准排放空气温度下运行，需求116.3 kW (151.6 hp)。剩余的75马力压缩机在100 psig满载时提供270.4 acfm，基准排气温度为70°F，需求为55.7 kW (74.7 hp)。

需要注意的是，100马力的VSD和75马力的压缩机都有一个3马力的冷却排气风扇驱动电机，而25马力的压缩机有一个直接驱动配置。

辅助空气需求问题，压力激增和空气泄漏

CAPS公司对辅助空气需求的定义如下:“压缩空气量/需求(acfm)，与生产产品/服务没有直接关系，但用于克服生产过程、功能或设备设计缺陷。”对四个独立辅助设备/系统进行的辅助acfm需求性能测试，验证了恒定需求范围为84.2至116.5 acfm。另外六个单独的辅助设备/系统进行了集体测试，并测量了189.1到266.9 acfm的间歇需求范围，该范围取决于正在使用的辅助设备/系统的数量。卫生空气需求量将随完工时间而波动，通常相当于84.6 acfm或更高。

每周平均空气需求为438.2 acfm，每100 psig。同时也有频繁的浪涌事件，平均有650次浪涌，最高记录有700次浪涌。这些激增导致75马力空压机在所有需求事件中上线并提供帮助。周末期间有部分生产和非生产时间，包括间歇性卫生空气需求从150到275 acfm不等。进一步的测试证实，系统的空气泄漏量为155.5到175.4 acfm，包括生产设备、空气管道、配件、阀门、管道、软管、空气控制和处理设备以及其他未指明的泄漏。

是什么导致了辅助需求?

在审查上述漏风和辅助acfm需求值时，必须指出重要的澄清，以充分了解整体压缩空气需求(kW)和能耗(kWh)的相关因素。压缩空气泄漏acfm确实是一个精确的测试和测量值，从设施的压缩空气需求剖面。辅助压缩空气acfm值反映了辅助需求acfm潜力的高低。潜在需求的例子包括两条生产线有一个吹棒，和双吹枪被用来吹掉碎片从产品托盘。吹塑棒在生产过程中使用了61.6 acfm，而吹塑枪的应用将使用90到120 acfm，这取决于使用的枪的数量。其他的例子包括一个需要过滤器清洗周期运行的除尘系统，它每20秒(24/7)消耗19.9 acfm。电控箱冷却枪也增加了辅助需求，共4台，2台持续需求23.2 acfm，所有4台冷却枪持续需求55.5 acfm。

压缩机室的变化提高了能源效率

以下简要概述了该基金迄今所提供的一些机会和采取的具体行动。

对压缩机室空气系统作了以下改进:

• 安装双1060加仑立式空气接收器（湿式空气接收器 - 孪生）（图2）。
• 安装适当尺寸的在线空气过滤组件。
• 安装一台尺寸合适的冷冻空气干燥器（图3）。
• 在管道中安装压缩空气流量调节阀(图4)。
• 在整个压缩机室安装新的63mm管道(图2,3)。
• 利用无空气损失和定时螺线管冷凝水自动排水。
• 安装scfm流量和数据记录系统。

图2：带铝管道的双1060加仑立式空气接收器。

图3：连接到铝管的冷冻干燥机。

图4：压缩空气流量调节器。

为了解决压缩机工作温度和压缩机室环境温度的问题，实施了以下项目:

• 100马力和75马力压缩机的新风入口/热风排气管道系统进行了升级和改进。设备外壳不需要任何额外的加热能力。
• 在100和75马力压缩机上安装了独立的新风进口/热排气/暖风混合百叶，带有开启/关闭和/或调节操作的电动执行器，确保±513,000 btu /hour排出室外，并消除11.4万btu /hour(断开25马力压缩机)。

对压缩机作了以下改动:

• 关闭并断开罐内25马力压缩机。
• 维修，安装和改进(如需要)新的75马力空压机控制装置，完成“自动启动/停止”的操作模式和操作压力设置点的调整。
• 维护和调整操作模式/压力设定点到100 hp VSD。

全系统的改进有助于减少和控制压力

其他系统范围的努力已经开始减少和消除辅助压缩空气需求。少数例子包括重新设计和安装新的压缩空气产品托盘碎屑吹气喷嘴系统。两种新系统中两者的最终ACFM空气消耗总量为28 ACFM - 减少62至92帧射频。额外的减少包括三个电气柜冷却枪的关闭超过35个ACFM，并且在不需要19.9 ACFM减少时最小化除尘器清洁循环。

此外，以下系统升级也为项目的成功做出了贡献:

• 在制冷干燥机尾部安装一个新的流量控制器，在主4英寸设备空气总管之前，通过63毫米铝管道贯穿压缩机室，连接到现有的主4英寸设备空气总管环路。
• 安装CDI流量计，LED显示和USB可编程数据记录设备。
• 一项减少空气泄漏的计划已经启动，到目前为止已经减少了大约75个acfm。
• 在一些关键位置，现有的40根尺寸过小的管线将根据需要升级为63毫米、40毫米和25毫米的铝管线。
• 利用原200加仑空气收集器，并将其重新安置到集尘系统中。
• 安装新的远程120加仑立式储气罐，用于双产品包装线。
• 安装额外的高流量/低台达P使用点压缩空气过滤组件。
• 改进/重新配置了几个使用点压缩空气控制系统。manbetx客户端12-5下载
• 更换、升级和改进了几个生产区域，其中现有的服务管线管道尺寸过小和/或使用较大直径的管道和配件老化。

上述升级、改造和维修导致了空气泄漏和辅助需求的显著减少，同时降低了关键位置的操作压力。此外，许多有高Delta P问题的地区已经被淘汰。最后，在非生产期间，压缩空气的需求也显著减少，系统在主要工厂空气集箱压力为105 psig的情况下可以舒适地运行。

做出投资回报

根据CAPE最初报告时0.08美元/千瓦时的计算，估计该设施每年的能源减少超过66.7万千瓦小时，在运营中节省的能源估计为5.4万美元至6.1万美元。

在7个月的时间内，压缩机房项目完成，几个工厂生产车间项目也在进行中。后来的项目集中在生产层的几个使用点区域，并且正能量节约继续比最初的估计显著增加。CAPS Inc.与设施管理层和人员合作，继续完成工厂生产车间项目，压缩空气系统的年节能潜力可能超过70000美元。

我要再次强调，像这一设施一样，拥有高度积极的管理人员和人员十分重要。与压缩空气系统相关的年度节能机会非常巨大，还可以显著减少停机时间并显著提高吞吐量。对于资本设备和新的压缩空气管道供应/安装，设施和CAPS公司与中央空气设备公司（加拿大卡尔加里，AB）合作。他们的参与对项目的成功也至关重要。

有关更多信息，请联系唐戴克、CAPS公司总裁或参观www.CompressionalPerilformancAckecialists.ca.．

阅读更多关于系统评估， 请拜访www.aperbestpractics.com/system-assessments.ments.．

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