CAPS Inc.审计在空气压缩机中关闭100杆

压缩空气性能专家（CAPS Inc.）是一家位于阿尔伯塔省卡尔加里的压缩空气咨询公司。在其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缩减为一个100马力的变速驱动（VSD）空气压缩机，利用75马力的压缩机能量（kWh），从而每年节约能源70000美元。

在这个特定的项目中，客户是一个全球性组织，拥有卡尔加里工厂，为加拿大各地的大型零售商生产冷冻食品。该设施的管理层联系CAPS公司，对其压缩空气系统进行压缩空气性能评估（CAPE）。

全面的现场斗篷进行了全面，然后进行了详细的最终报告。关于报告的调查结果的深入讨论，包括绩效数据，分析表，图形和图纸。该报告提供了建议和初始资本设备预算估计。与该设施的年度运营成本相比，它还估计了压缩空气系统内的年度节能（KWH）的机会。从这一点来看，该设施获得了资本设备和项目资金批准，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和支持。凭借其坚定的支持，迄今的最终结果远远超过了最初提供的基线估计，而能够不断追求和实现更大的节能机会。

现有的压缩空气系统

原始系统由三个单独的风冷，油淹水封闭的旋转螺杆空压机，带有双制冷空气干燥器，以及干燥器的有限内空气过滤单元。接下来是一个单数200加仑的远程空气接收器，位于工厂的主要4英寸空气头（环）系统前面。生产楼层子管道系统通常是低尺寸的和/或具有较长的线性服务距离，其中具有额外的相关问题，例如用于各个生产设备的高ΔP服务连接和空气管理装置。

压缩空气系统在24/7的基础上运行，其中三个空气压缩机中的两个连续运行，而其中一个空气压缩机（75 HP）几乎不断地耗尽。空气压缩机配置包括100-HP VSD，75-HP和25-HP（罐安装）旋转螺杆压缩机，它们共同总计200 HP连接。

图1:100 hp VSD空气压缩机和75 hp机器。

以这样的方式调整操作模式和操作压力设定点，即三个压缩机中的两个将不断运行，并且剩余的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，通常手动覆盖该自动停止/启动能力，以保持116 psig的最终排放气压到4英寸空气头，这是由于生产地板上的频繁需求事件（浪涌）所必需的。

高能源成本、不稳定的空气供应和空气质量问题

三个空气压缩机每年每年消耗超过996,000千瓦时的能源，超过88,000.00美元/年，不包括归因于双冷藏干燥器的能源消耗。一般日常性能问题包括频繁的报警触发低空气压力事件，频繁需求浪涌活动，以及植物管道系统和生产设备下游的大量油/冷凝水污染。额外的一般问题包括公用设施/压缩机室内的季节性高环境温度，以及各个空气压缩机的高工作温度条件。因此，正常的运行实践是运行所有三个空气压缩机。最后，在现有系统中没有不包括低空气压力报警装置的可靠压缩空气系统性能验证能力。

在广泛的现场期间，CAPS Inc.完成了CAPE，包括调查，测试，测量和数据分析。包括这些调查程序，但不限于以下内容：

• 在战略位置安装精确的计量/数据记录系统，同时记录下游压缩空气需求量（cfm）、压缩空气压力/温度以及压缩机房环境温度和相对湿度，所有这些都是实时的。
• 在每个空气压缩机的电气线路侧安装单独的功率计/记录器，确保所有需求和功率测量包括空气端/排气冷却三相驱动电机。
• 为每个空气压缩机的机组排气口使用高精度、多孔板流量测量（acfm）装置。

建立全面的基线

CAPS Inc.初始分析在100 psig的基线下，在相同的现场海拔和温度下测试和测量了每个压缩机的acfm输出容量。同时，在这些单独的容量测试期间，对每个压缩机的三相电压、电流、功率因数和单独的三相需求（kW）进行了性能数据记录。在每个满载性能试验期间（acfm为100 psig），CAPS Inc.还进行了调节条件下的进一步试验，改变了acfm/psig要求和环境入口压缩空气和冷却空气的温度。

在此时间段（夏季）的几乎每个运营变量的几乎每个操作变量中获得了非常精确的单独压缩机性能配置文件，广泛的调查，观察和整体系统性能分析开始于所有关键区域的同时数据测量和测井，包括整个下游压缩空气系统。该冗长的时期还包括生产设备的第一手换档周期观察，以及所需的其他物品。

完整CAPE和最终报告分析的完成说明了以下技术信息：

现有的三个压缩机共同提供801.2 ACFM，100 psig满负载。这是70°F的基线放电空气温度，需求量为172千瓦，等于226.3 HP。通常，100-HP压缩机将以100psig满负载提供530.8 acfm，以70°F基线排放空气温度运行，需求为116.3千瓦的需求（151.6 HP）。剩余的75-HP压缩机以100psig满负荷提供270.4 acfm，70°F基线放电空气温度和55.7千瓦的需求（74.7 HP）。

需要注意的是，100 hp VSD和75 hp压缩机各有一个3 hp冷却排气风扇驱动电机，而25 hp压缩机有一个直接驱动配置。

辅助空气需求问题、压力波动和空气泄漏

CAPS Inc.定义辅助空气需求，如下所示：“压缩空气量/需求（ACFM）与制造产品/服务没有直接相关，但用于克服生产过程，功能或设备设计缺陷。”辅助ACFM需求性能测试到四个单独的辅助设备/系统验证了84.2至116.5 ACFM持续需求的范围。六个额外的个人辅助设备/系统集体测试并测量了189.1至266.9 ACFM间歇性需求范围，这些需求范围取决于所使用的辅助设备/系统的数量。卫生空气需求量将根据完成期限而波动，并且通常等于84.6 acfm或更大。

平均每周空气需求量为100psig 438.2 acfm。还有频繁的浪涌活动，平均650 acfm - 记录了700个ACFM最大峰值。浪涌导致75汞空气压缩机在所有需求期间都上网并协助。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澳联网。进一步的测试证实，该系统的空气泄漏相当于155.5至175.4帧，包括生产设备，空气管路，配件，阀门，管道，软管，空气控制和治疗装置以及其他未指明的泄漏。

是什么导致了辅助需求？

在审查上述空气泄漏和辅助acfm需求值时，必须说明重要的澄清，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确实是根据设施的压缩空气需求曲线准确测试和测量的值。辅助压缩空气acfm值反映了辅助需求的高acfm和低acfm潜力。潜在需求的例子包括两条具有吹杆的生产线，以及用于从产品托盘中吹出碎屑的双喷枪。在生产过程中，喷枪杆使用61.6 acfm，喷枪应用将使用90至120 acfm，具体取决于使用的喷枪数量。其他示例包括一个除尘系统，该系统要求其过滤器净化循环运行，每20秒（24/7）消耗19.9 acfm。电气柜冷却枪也有助于辅助需求——共有四台机组，两台机组的恒定需求量为23.2 acfm，所有四台冷却枪的恒定需求量为55.5 acfm。

压缩机房的改造提高了能源效率

以下简要概述了一些可用的机会以及该机构迄今为止采取的具体举措。

对压缩机房空气系统进行了以下改进：

• 安装了双1060加仑垂直空气接收器（湿空气接收器成对）（图2）。
• 安装适当尺寸的在线空气过滤组件。
• 安装了单个适当大小的冷藏式空气干燥器（图3）。
• 安装在线压缩空气流量调节器（图4）。
• 在整个压缩机室内安装了新的63毫米管道（图2,3）。
• 使用无空气损失和定时螺线管凝结物自动排水。
• 安装了SCFM流量和数据记录系统。

图2：带铝管的双1060加仑立式储气罐。

图3：冷藏干燥器连接到铝管道。

图4：压缩空气流量调节器。

为了解决压缩机的工作温度和压缩机室环境温度，实施了以下项目：

• 升级和改进了100 + 75-HP压缩机的新鲜空气入口/热空气排气管系统。设施信封不需要任何额外的加热能力。
• 为100 hp和75 hp压缩机安装了单独的新鲜空气入口/热排气/暖空气混合百叶窗，带有用于打开/关闭和/或调节操作的电动执行器，确保±513000 BTUs/小时喷出室外，并消除了114000 BTUs/小时（25 hp压缩机断开）。

对压缩机进行了以下更改：

• 关闭并断开罐安装的25-HP压缩机。
• 为75-HP空气压缩机提供服务，安装和改装（根据需要）新的控制设备，采用操作模式“自动启动/停止”和操作压力设定点调整。
• 为100-HP VSD提供服务和调整的操作模式/压力设定点。

系统范围的改进有助于减少和控制压力

其他全系统的努力已经开始减少和消除辅助压缩空气需求。一些例子包括重新设计和安装新的压缩空气产品托盘碎屑吹扫喷嘴系统。两个新系统的最终acfm总耗气量均为28 acfm，减少了62至92 acfm。其他减少包括关闭三个电气柜冷却枪超过35 acfm，以及在不需要减少19.9 acfm时，最小化除尘器过滤器清洁周期。

此外，以下系统升级有助于项目的成功：

• 在冷冻式干燥器后部，在4英寸主厂房空气集管之前安装一个新的流量控制器，整个压缩机室配有63 mm铝管，连接到现有的4英寸主厂房空气集管回路。
• 已安装带有LED显示屏和USB可编程数据记录设备的CDI流量计。
• 启动了一项空气泄漏最小化计划，迄今为止，该计划大约减少了75 acfm。
• 在关键位置，现有尺寸较小的40号次级空气供给管道正在升级为63、40和25毫米铝管（视情况而定）。
• 利用和将原始的200加仑空气接收器置于除尘系统。
• 安装新的远程120加仑垂直空气接收器，用于双产品包装线。
• 安装额外的高流量/低Delta P使用点压缩空气过滤组件。
• 改装/重新配置了多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领域，其中现有的服务线管尺寸和/或具有较大直径的管道和配件。

上述升级，改造和维修导致空气泄漏和辅助需求显着降低，同时减少关键位置的操作压力。此外，已经消除了具有高ΔP问题的许多区域。最后，在非生产期间，在非生产期间的压缩空气需求显着降低，并且系统在105psig的主要植物空气标题压力下舒适地操作。

使投资回报有形化

根据原始CAPE报告时的0.08美元/kWh，该设施的预计年能源减少量超过667000 kWh，运营节能预计为54000至61000美元。

在7个月的时间内，压缩机室项目已完成 - 以及几个工厂生产楼层工程。后来的项目专注于生产地板上的几个使用点，并且积极的节能继续从原始估算中显着增加。与设施管理和人员合作，CAPS Inc.继续完成工厂生产楼层项目，该项目具有压缩空气系统的年度节能可能超过70,000美元。

再一次，我想强调具有积极主动的管理和人员的重要性，就像这个设施一样。通过压缩空气系统隶属于节能的年度机会可能非常戏剧性，并且还可以显着减少停机时间，显着提高吞吐量。对于资本设备和新的压缩空气供应/安装，设施和CAPS Inc.与中央空气设备（卡尔加里，AB加拿大）合作。他们的参与对于项目的成功也至关重要。

有关更多信息，请联系唐戴克，Caps Inc.的总裁或访问www.compressediairperformanceexperties.ca。

了解更多系统评估，请浏览www.ghtac.com/system-assessments。

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