家禽植物减少压缩空气使用44%
一家主要的家禽加工和包装公司每年大约花费96,374美元用于在其位于美国南部州的工厂运行压缩空气系统。这家工厂目前的平均电价是每千瓦时7美分。
在这次压缩空气审计中，确定了一组项目，如果实施，这些项目的能源成本估计可减少40 667美元，或该设施目前使用的44%。这些项目还允许工厂人员操作一台空压机以满足需求，这样就可以归还租用的空压机，每月节省租金$3 900。完成建议项目的估计费用为48 700美元，简单的回收期为14.3个月。
当前的压缩空气系统
工厂目前的压缩空气需求分为两个独立的压缩空气系统，一个用于工厂的主要操作，另一个用于重量、价格和标签。工厂空气系统每年运行8760小时，WPL系统运行6864小时。在生产过程中，集管的系统压力从94到102 psig。
主厂房压缩空气系统有两台100马力的风冷单级旋转螺杆空压机，并有一台100马力的租赁空压机作紧急备用。这两种旋转螺杆都是采用进气阀调节的变量机。其中一款是Gardner Denver EBP，额定功率为125 psig，生产440 acfm，满负荷时输出功率约为90 kW。另一款是Quincy QSI 500，额定功率为125 psig，可产生496 acfm，在满载时功率约为100 kW。工厂人员在工厂生产期间操作这两个空压机。空气由Zeks 1200hsf循环冷冻压缩空气干燥机干燥。还有一个专用的英格索兰D8501N非循环冷冻干燥机位于楼上的盒子室，供应马鞍包机器。据工厂工作人员说，由于氟利昂含量低，Zeks装置有高温警示灯，但干燥器运行正常。工厂已经放置了一个大的冷却风扇吹冷却空气通过干燥器，以帮助冷凝器运行。
WPL，(重量，价格和标签)拥有一台英格索兰EPE50, 50马力单级风冷，润滑旋转螺杆空压机。这个系统与主系统相连，但通常是通过阀门排出的。在现场访问期间，进口阀控制工作不正常，但工厂人员派了一名英格索兰服务技术人员进行维修。技术人员对控制器做了一些调整，当他离开现场时，控制器工作正常。WPL系统采用英格索兰D3601型风冷、非循环、冷冻干燥机为该系统提供服务。在实地考察期间，它似乎运行正常。
水处理厂配备了一台7.5马力的风冷往复式压缩机来处理总负荷。在现场参观时，它下降了，需求由主工厂系统处理。计划是修复泵并关闭连接阀。
工厂人员在两个系统上以120 psig的排量运行空气压缩机。较高压力的主要原因是保持100 psig的鞍包过程。根据工厂人员的说法，当压力低于100 psig时，这些过程就会出现问题并关闭。主工厂有一个测量到的5 psig下降从压缩机到干燥机的进口和一个1到2 psig下降越过干燥机。
空军测量了鞍包线#7的95到99 psig压力，线#5是94到98 psig。我们还用类似的读数测量了核电站周围的其他几个地点。
关于“负载百分比”仪表的评论
以下是对昆西QSI压缩机“负荷计”的评价。这些设备上的“负载百分比”表测量进口阀门下的真空。当进口板阀关闭时，进口压力(psia)下降到更多的真空。当压缩机负荷降至30%至35%以下时，进口阀旁通打开，不允许真空进一步下降，以避免“转子颤振”。
即使是新的和校准的，这个仪表通常不会读取低于30%的负载，不管流量有多低，除非它达到完全卸载，超时，然后吹下到完全空闲。在实践中，它通常不会读取100%的负载，由于正常的进口过滤器损失等。
一个更准确地反映“负载百分比”的方法是在从控制线调节阀到进口阀门执行器的空气压力管道中安装一个精确的压力表(不是真空)。在0psig时，调节阀不向执行机构输送空气，当适当调整时，进口阀门是大开的(60度角)。当系统中的压力上升时，调节阀打开，让空气进入控制管线，产生压力，开始关闭进口阀门。这条管道中的压力将与通过调节器操作带的流量间接成比例。如果满载到空载的频带是10 psig，那么每个1 psig反映大约10%的流量。如果频带是15 psig，那么每1 psig约为6.5%的值。这些数字上下浮动。
表1。用调制和两步控制测量润滑油冷却旋转螺杆空压机的运行数据
建立压缩空气使用基线
我们采取了以下措施来建立流量和压力的基线测量值(测量值见表1):
- 使用红外表面高温计获得所有单元的温度读数。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联。
- 关键压力，包括进口和排放，测量数字校准真空和压力测试表具有极高的重复性。
- 趋势数据用工厂/企业的kW仪表测量，趋势数据被发送到设置为30秒的数据点的数据记录器，持续两天。它以70秒的数据点再次发送了两周。
- 两步控制压缩机的运行性能是通过确定在满载和空载时的总时间来计算的满负荷能力的百分比。然后计算acfm的全负荷百分比，以达到一个非常准确的平均峰值和最小流量。
- 调制型控制对感应到的系统压力波动立即作出反应，以匹配供需(控制包括进口阀调制，可变位移和变速)。测量了平均输入kW，并在测量的压力下对其进行了趋势分析。这些信息被定位在DOE/CAC性能曲线上，以给出准确的平均流量估计。
- 使用独立的压力传感器和记录仪对系统压力进行了相同的基本测量和测井活动。这些设备都被校准到一个测试仪表上，每一个都被设置为同时开始测量压力。
表2:当前系统的关键空气系统特性
压缩空气流量减少项目可节省252立方英尺
压缩空气处理项目(将定时排放改为无空气损失需求排放)可减少12cfm的消耗。在审计过程中，确定了四个需求侧项目，这些项目有可能减少240立方英尺的压缩空气消耗。总的来说，这些项目有可能为公司每年节省42,530美元的压缩空气系统电费。执行这些项目的费用估计为$53 700。由于文章长度的限制，我们将对其中两个项目进行扩展。
1.维修14确认压缩空气泄漏-节省49 cfm
在该工厂进行了压缩空气泄漏的部分调查，并对14个泄漏进行了识别、量化、标记和记录。对于已确定的14处泄漏，总共可以节约49 cfm。使用超声波检漏仪，我们建议工厂购买一台，以实施他们自己的连续泄漏管理程序。在继续泄漏管理程序时，工厂员工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。购买超声波检漏仪和修理14处泄漏的费用为4 200美元。每年因修复泄漏而节省的电费为7608美元。
表3。压缩空气泄漏清单
2.安装AODD泵控制-节省82 cfm
最近，出现了两种基于微处理器的AODD周期/行程控制系统，它们被证明是非常有效的。manbetx客户端12-5下载一个需要电力，“MizAir”，另一个是气动操作，“Air-Vantage”。我们在主厂房中发现了四个2”AODD泵(两个Graco机组和两个Merzan机组)，这些控制可以减少82 cfm的压缩空气消耗。安装这些控制装置的费用为10 000美元，由于减少使用压缩空气，预计每年节省电费12 733美元。
表4。AODD泵控制项目
“MizAir”采用了一种特殊的高容量、高速(35毫秒打开/ 35毫秒关闭)、空气控制的分配阀。该气阀由微处理器控制，通过分析冲程频率和流量特性，确定合适的最低循环速率以优化流量。一旦建立，它就会在冲程期间关闭空气供应，并允许产品流量和泵惯性在没有任何额外空气流量的情况下完成冲程。然后再次打开气阀，重复上述过程。最终结果是:
- 在相同的输入空气压力下，压缩空气的使用量下降35 - 50%(冲程和循环率下降)
- 每冲程的产品吞吐量增加了每个SCFM的平均产品流量，显著增加了50 - 100%。
- MizAir需要单独的电力供应。
“Air-Vantage”微处理器控制方式与前面描述的MizAir类似，但完全是气动操作，不需要外部电源。微处理器的电源来自一个小型的内部12V发电机。不需要外部电源。这个因素非常方便，提供了显著的安装灵活性，最重要的是，可以在类别1 /部门1配置．
MizAir和Air-Vantage都能自我调整，以适应大多数变化的条件(如吞吐量粘度)。微处理器根据嵌入的速度传感器提供的反馈计算适当的冲程控制，并在每个泵冲程的一部分相应地限制空气流量。
最终结果是，在相同进口压力下，在产品吞吐量没有显著变化的情况下，空气使用量减少了约35%至50%。该产品目前仅限于矶鹞渡、Versamatic、Wilden等公司生产的2”和3”金属泵。
这些例子使用现代微处理器和现代快速作用控制阀，而不是“旧的弹簧和隔膜”控制，具有显著的潜在积极影响，以降低我们的工业运营能源成本。
欲了解更多信息，请联系美国空军Don van Ormer，网址:don@airpowerusainc.com或访问www.airpowerusainc.com．
阅读更多关于食品行业系统评估,请访问airbestpractices.com/industries/food．
