食品加工系统评价

系统概述

该工厂将散装食品原料加工成成品包装食品。这家工厂隶属于一家大公司的一个部门，每年在压缩空气系统的能源上花费732,342美元。该系统评估详细介绍了12个项目领域，这些领域每年的能源节约总额为214 907美元，最低投资为68 350美元。由于篇幅限制，本文将只详细介绍影响较大的项目区域。改进该空气系统的总体策略集中于提高3号离心空压机的比功率性能，并通过压缩空气节约项目减少总体需求。

在过去十年中，该设施一直在升级其空气系统。有两台400马力的英格索兰2级无油离心式压缩机，每台在100 psig压力下的输出功率略低于1500 scfm。几年前，空气供应系统中增加了一台旧的（1988年）英格索兰600马力的二级离心泵。该机组由Air Relief（位于肯塔基州梅菲尔德）改造并升级为非常节能的两级离心式（输入功率为520 hp时为2128 scfm）。这些离心机是水冷装置，冷却水来自带有开放式蒸发塔的全循环冷却系统。

空气离开压缩机和内置后冷却器，进入3000加仑立式储气罐，然后进入4900 scfm（额定进气温度为80华氏度）、内部加热再生干燥剂干燥器。这是一款气动产品（PPC）产品，质量上乘。由于缺乏维护，干燥器现在向后滤器输送大量干燥剂粉尘，后滤器的压力损失为10-12 psid，相当高。

在2001年安装该干燥器之前，该系统混合了制冷和干燥剂空气干燥器，用于干燥来自主压缩空气室的空气，并进行了几次卫星压缩机操作。在生产区域，来自该系统的空气通常是“湿的”。2001年，新的更大的离心式压缩机与新的干燥器一起被添加。现在，大部分空气来自无油离心机，并在内部加热的PPC干燥剂干燥器中干燥。最终的结果是“干燥空气系统”

如今，在整个生产区域内，仍有四台润滑油冷却的旋转螺杆压缩机位于“卫星”位置。其中之一是Sullair LS16（75马力）已从电线上断开，显然是永久性的。其他的可与其配套的干燥器一起运行，并可作为压缩空气供应的一部分运行。它们必须手动启动、停止和重新启动。

这些卫星装置是正排量旋转螺杆压缩机，与中央离心动力装置“无头”运行。螺钉保持满载状态，而离心机自动向下流动。如果不是不可能的话，要控制这个问题将是非常困难的，因为现在已经安装、安装和控制了这种情况：

• 旋转螺丝不会自动卸载，也不会自动关闭
• “功率效率较低”的转子处于基本负载状态，而功率效率较高的离心机处于修整状态。

设定基线

我们采取了以下措施来建立流量和压力的基线。

1. 所有单元的温度读数都用红外表面高温计记录。这些都被观察和记录下来，与机组的性能、负载条件和完整性相关。结果记录在压缩机供应运行数据表如下。
2. 临界压力（包括入口和出口）是用一个阿什克罗夫特数字校准测试仪表测量的，具有极高的重复性。调查结果也记录在适当的压缩机供应运行数据表中。
3. 所有装置的输入功率均由福禄克电机分析仪测量，并由Hawkeye功率监测器和MDL记录器记录。
4. 使用Eldridge热质量加热器线式流量计测量和记录压缩室内的流量，并使用MDL多线机组进行记录。读数每15秒进行一次，平均每30秒进行一次。
5. 使用Ashcroft压力传感器、相同的多通道MDL数据记录器、相同的数据点采集和分析，对系统压力进行了相同的基本测量和测井活动。

项目一:离心压缩机室:

扩大空压机进、出管路

这三台离心式空气压缩机由艾伦·布拉德利（Allen Bradley）采用空气减压控制系统进行升级。然而，控制系统升级的好处被3 Centac的12.2 pmanbetx客户端12-5下载sia的低入口压力所抵消。这是由于40英尺的10“进口管（过滤器没有明显损失）。12.2 psia的入口压力对#3 Centac的影响非常显著。这导致机器效率降低15%。这相当于减少319 scfm的空气流量或相应增加61.8 kW，以从另一个来源输送相同的空气。这相当于45979美元的不必要能源成本。计算：（100 x 12.2/14.8=0.85或流量减少15%；2128 scfm x.85=1809 scfm，损失319 scfm；比功率=1809/412.2=4.39 scfm/kW。这比设计的5.16 scfm/kW减少15%。

该项目将用12“x 4”管线替换至#3 Centac的10“x 40”进气管，该管线将进气压力限制在12.2 psig，这将限制可忽略的量。压缩机现在将在满负荷时提供约319 scfm的空气。这是流量增加15%。损失的空气量为满载功率的15%，或在7440小时/生产/年期间恢复的412.2 kW=61.8 kW。

目前的6“压缩机排放管道尺寸和设计将不允许所有三台离心机在没有严格限制的情况下有效运行，这将妨碍所有机组保持满负荷并向电厂输送。该管道将替换为8“管道。这一行动，加上降低空气需求，可对消除互连管道中该节流阀的任何影响产生重大影响。这将使我们能够降低系统压力和压缩机排放压力。

#3 Centac现在将是三台离心机中功率效率最高的一台，从能源角度来看，它应始终以基本负载运行。

项目2：离心压缩机房：

干燥剂干燥机和后滤器的压力降

由于干燥器和过滤器后的干燥器堵塞，该装置已在85 psig至89 psig系统压力下连续运行数月。干燥剂干燥器是4900 scfm气动产品内部加热干燥剂空气干燥器，带有AMLOCÆ节能控制系统。这是一种高质量的干燥器，解决了fa中的水分问题许多年前安装的cility。manbetx客户端12-5下载

然而，今天，压缩机房内4900 scfm干燥剂干燥器系统（包括过滤器）的压力损失为14至15 psid。我们只将约3000 scfm的压缩空气以89至90%的压力输送至该干燥器，该干燥器约有50%的水分负荷和60%以上的容量负荷。我们预计，在适当过滤的情况下，将实现全面性能，总损失压力为4-5 psid。

在后滤器中有8-10 psid的压力损失，这是由干燥剂灰尘的极端污染造成的。这种干燥剂已经用了三年多了，每六个月就要加一次。在我们看来，干燥剂应该每两年到至少三年更换一次，在内部加热的干燥机，这取决于正在发生什么。

AMLOCÆ吹扫控制是打开的，但干燥器每四个小时循环(切换)一次。在这些负载条件下，我们期望这个周期时间或切换时间在10- 12小时范围内。在正确运行AMLOCÆ节能控制系统的情况下，我们预计全年运行干燥机的时间约为30 - 35%。manbetx客户端12-5下载今天运行烘干机的年化电能成本是:

44.25 kW X .10 X 8760 = $38,763每年。

本项目将通过完全更换干燥剂、更换前置和后置过滤器以及使AMLOC吹扫控制正常工作来维护PPC干燥器。

项目#3：离心压缩机房：

降低压缩机压力设定值

干燥器清洁和维修后，立即降低离心式空气压缩机设定值，以将系统入口压力保持在90 psig或更低。在管路中安装压力表以进行监控。

项目4：泄漏识别和修复

大多数电厂都可以从正在进行的泄漏管理计划中获益。一般来说，最有效的方案是生产主管和操作员与维护人员协同工作的方案。因此，建议所有计划包括以下内容：

• 短期-由维护人员进行持续泄漏检查，以便在一段时间内，每季度对工厂的每个主要部门进行一次检查，以识别和修复泄漏。应保存所有发现、纠正措施和总体结果的记录。
• 长期-考虑建立程序以激励操作员和主管识别和修理泄漏。有一种方法在许多运营中都很有效，那就是监控每个部门的空气流量，并让每个部门负责确定其空气使用量，作为该地区运营费用的可测量部分。这通常在与有效的内部培训、意识和激励计划相结合时效果最佳。

该工厂对压缩空气泄漏进行了调查，确定、量化、标记并记录了53个泄漏。在确定的53处泄漏中，潜在的节约总量为217立方英尺(平均泄漏量为4立方英尺)。采用超声波检漏仪。

与泄漏管理程序相关的节省估计基于以下几点:

• 这些漏洞实际上正在得到修复。
• 压缩机的卸载控制能够有效地将更少的空气流量转化为更低的成本。

泄漏研究中调查的区域包括大量蒸汽泄漏产生的高背景噪声，屏蔽了许多较小的泄漏。在继续泄漏管理计划时，电厂工作人员应在非生产时间进行泄漏检测，以消除一些高超声波背景噪声。

项目#5：用文丘里放大器更换或修改开放式排放装置

无论如何应用，有几个指南应该总是适用于压缩空气被用于开式吹除:

• 仅在万不得已的情况下使用高压
• 应调节所有排出空气
• 所有排放空气应调节至最低有效压力。更高的压力意味着可能不需要更高的流量
• 无论何时何地，只要有可能，都要使用文丘里空气放大器喷嘴，这通常会减少至少50%的吹出空气，为其他应用腾出更多的空气流动
• 生产不需要时，应（自动）关闭所有排气。

在60 psig压力下，具有许多1/8和1/4英寸管线作为排污装置运行的电厂将分别使用约10和25 cfm。

一种节约的方法是使用空气放大器，它需要更少的压缩空气。空气放大器使用“文丘里”动作来吸收大量的环境空气，并将其直接混合到气流中，从而放大使用点的可用空气量。空气放大器的放大比可达25:1。使用10 cfm的压缩空气可以为工艺提供高达250 cfm的吹出空气，并且每1/4英寸的吹出可以节省15 cfm的压缩空气。使用1/8英寸的线可能会节省成本，但成本效益不会那么好。

在该系统评估期间，我们确定了六十七（67）个应使用文丘里管放大器更换开式锤击的位置。我们向客户提供了一份详细的清单。这些位置包括搅拌机、垃圾箱清洁、压片机、包装填料、斗式输送机和詹姆斯纸箱刀塔。还需要定时器控件来优化使用。

结论

改进该空气系统的总体策略集中于提高#3 Centac的比功率，并通过压缩空气节约项目减少总体需求。本文中我们没有空间详细介绍的其他节省项目包括：

有关更多信息，请联系汉克·范·鲍鱼; 电话：740-862-4112，www.airpowerusainc.com。