百事灌装厂升级无油压缩空气系统

位于马尼托巴省温尼伯的百事装瓶厂在两个独立项目中升级了主要的100 psi压缩空气系统和600 psi PET装瓶系统。系统的改进为公司节省了维护和电力运行成本，甚至还减少了一些冬季供暖需求。

背景

第一个项目是在几年前开始的，当时由于空气压缩机的老化，100psi的压缩空气系统需要更换。之前的机组是100马力的固定速度机组，在调制和卸载模式的组合运行。该系统采用标准压缩空气过滤器和非循环空气干燥器。在正常运行期间，由于系统中的压差，工厂的压力范围从107psi到78psi不等。该工厂已经对其系统进行了一些改进，消除了填充管线上的压缩空气干燥，并在周末关闭了主压缩机(使用了一台小型往复式压缩机)。工厂人员有兴趣更新压缩空气系统，使其更有效，并听说了电力公用事业提供的奖励，所以他们要求一些能源分析。

图1：发现现有系统运行效率低下，请注意，当往复式压缩机运行时，空气压缩机的安培数如何从70降至几乎为零。点击在这里放大。

初步评估

数据记录器放置在100psi的系统上，显示压缩空气系统由于空气压缩机控制类型和缺乏足够的存储接收器容量而运行效率低下。该系统在管道、空气干燥器和过滤系统上也有一些显著的压差。泄漏量估计为平均流量的27%，计时器式冷凝水排放造成了浪费流量。估计能源消耗为每年74.6万千瓦时，约占设施总电力成本的11%。该公司预测，如果安装VSD压缩机，并进行其他改进，可以节省35%的运营成本。

此外，还对600 psi PET吹瓶系统进行了初步评估。该系统使用一台600马力的多级水冷往复式压缩机为生产塑料饮料瓶的系统供气，首先让空气通过冷冻空气干燥器。该系统被确定为对电厂能源成本有重大贡献的项目，主要通过峰值需求费用。最初没有做任何工作，但几年后进一步测试发现，该系统和相关蒸发冷却系统消耗了1425000 kWh，并导致了425 kVa的峰值电力需求。

图2:600马力600磅/平方英寸PET空气压缩机耗电巨大。

升级节省计算

对于100 psi的系统，当地电力公司马尼托巴水电公司能够帮助计算通过各种升级选项可以获得的节约。每个选项都有相应的可能的奖励，工厂维护经理使用该奖励帮助决定要购买的空气压缩机类型和要购买的能效选项。这是根据正在考虑的压缩机的CAGI数据表数据以及估计的压力和功率降低进行的。计算是在马尼托巴水电开发的电子表格上进行的。选择了以下能效措施：

• 购买了一台新的100 hp变速空气压缩机，以消除浪费的空载功耗，降低压缩机目标压力以降低压缩机功耗
• 为了减少制冷压缩机的消耗，安装了循环空气干燥机，而不是像非循环干燥机那样持续运行
• 安装了一个1060加仑的接收器，以稳定工厂压力的波动，减少压缩机循环
• 安装了流量控制阀，以降低平均工厂压力和浪费的人工需求
• 安装除雾器过滤，显著降低过滤对系统压降的贡献
• 为降低压力损失，对空气压缩机室管道进行了升级
• 安装无气冷凝水排水管，以减少压缩空气的浪费
• 压缩空气泄漏得到修复
• 在寒冷的冬季，安装了一个通风系统，将压缩机的热量重新导入工厂

热回收通风系统可在冬季节省天然气成本。

图4:VSD空气压缩机控制提高了系统效率。

对于PET系统，压力、流量和功率的一些数据记录显示，现有的空气压缩机对于负载而言尺寸过大。几年后，过高的维修成本迫使电厂人员对该系统采取措施。由于压缩机太大，压缩机冷却系统也过大，并且由于循环泵通过节流控制的方式消耗了大量额外的功率。电力公司和百事公司工程部还研究了从制瓶机中回收高压压缩空气用作低压空气的可能性。吹瓶机制造商（Sidel Inc.）对现有吹瓶机进行了高压压缩空气回收系统改造（更多关于高压回收的信息，请参见本文).基本上，用于形成饮料瓶的500至600 psi空气中的一部分可在约100 psi的压力下被捕获，用于吹瓶机的内部气动电路，并将多余的空气输送至主100 psi系统，以降低低压压缩机的功率。

改善PET系统的措施如下:

• 选用了一个125psi、145kw无油压缩机和一个单独的高压105kw增压压缩机组成的空压机系统，减少了总千瓦，降低了能源和需求成本
• 新系统采用了热压缩干燥剂空气烘干机，节省了烘干机的功率，烘干机内部采用压缩包，节省了地板空间
• 安装1060加仑高压储压罐，以稳定压力，减少压缩机循环
• 采用VSD控制对冷却系统进行了重新设计
• 采用无气高压冷凝水排水
• 安装了一个高压回收系统，从吹瓶器的空气中补充100psi的系统

图5:在PET系统中安装一个较小的无油旋转螺杆空压机，加上一个压缩热干燥器，节省了能源。

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图6：新的PET系统大大减少了电力账单上的需求和能源。

储蓄结果

电力公司在调试结束时对这两个项目进行了验证。总的来说，每年的总节约量为806000 kWh，预计天然气消耗量为9700 m^3.．在基本情况下，100 psi的系统节省了35%的运营成本，非常接近该公司的预测水平。PET项目节省了38%的电力运营成本和大量的年度维修成本。PET项目的节省对设施需求费用产生了如此显著的影响，以至于需求的减少非常明显，这在能源项目中并不常见。图6显示了结果，在月度能量没有因生产水平而减少的月份，由于PET压缩机尺寸较小，工厂峰值需求仍然较低。

结论

该项目展示了公用事业能源方案的价值和压缩空气基线的测量。在这种情况下，该公司拥有优秀的压缩空气技术支持，能够执行一些免费的压缩空气评估，以分析系统的工作方式。评估结束后，该公司继续参与该项目，并支持百事工厂运营和工程部门帮助计算各种不同压缩机选项和其他能源措施的节省。随后，该公司提出了重大的能源激励措施，在这种情况下，超过15.9万美元，以帮助支付购买额外节能设备的额外成本。这些项目每年仅在能源成本方面就节省了6万多美元。

有关更多信息，请联系马歇尔压缩空气咨询公司Ron Marshall，电话：204-806-2085，电子邮件：ronm@mts.net。

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