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马歇尔压缩空气咨询公司的罗恩·马歇尔(Ron Marshall)著

一家钢铁分销和加工公司升级并整合了两个分销和加工设施的压缩空气系统，以大幅节省能源。以前的压缩空气系统的运行效率非常低。用新的空气压缩机和干燥器完全替换了这两个系统，大大降低了能源消耗。

设施1初步发现

起初，该公司同意在其一家工厂进行压缩空气审计，由当地电力公司的能效专家进行。审计人员在系统上放置数据记录器，以监测压力和安培，根据读数计算出年度基线。第一台设备由一台30马力润滑螺杆式空气压缩机和一台非循环制冷压缩空气干燥机进行维修。收集的数据显示，空压机是一个较老的单元，以调制模式运行。在部分负载条件下，该压缩机将切断进入螺杆的空气以控制输出流量。压缩机额定输出约120 cfm，但工厂生产机械仅消耗30 cfm的平均流量，约为满载能力的25%。因为这种类型的调节空气压缩机只拒绝大约1%每10%的部分流量,压缩机消耗约77%的全负载功率而产生非常低的平均流(图1)。此外,环状结构冷藏空气干燥机消耗约95%的全负载功率,尽管它只处理了其完全干燥能力的15%。结果发现，压缩空气系统的消耗功率为每100 cfm 117 kW。对于这种尺寸的系统，每100 cfm的最佳功率约为22 kW。 A change to the compressor control mode was recommended.

图1:即使流量较低，调节压缩机消耗的功率也高于所需功率。点击在这里扩大。

审计员能够找出一些需要改进的额外项目。工厂压力高于要求，导致加工机器消耗额外的压缩空气(人为需求)。该系统没有存储接收器，过滤器和管道也不够大。压缩空气冷凝液的排水管是计时器式的，爆破速度过快。由于现场没有泄漏检测系统和维修，核电站的泄漏量高于正常水平。

设备1的改进

调制而不是运行一个空气压缩机,植物选择一个有效的新房间隔缺损控制压缩机并安装一些精筛存储接收器(图2),出口压力维持在略低的平均压力和植物压力减少到110 psi使用压力/流量控制阀。该工厂选择热质量循环制冷空气干燥机，减少其能量比例的水分负荷。冷凝液排放被替换为无气方式，管道升级以减少压降。使用超声波探测仪发现泄漏并进行了修复。

图2:VSD空压机，循环干燥机，压力/流量控制阀和存储接收器优化能源使用。

在系统调试后再次安装了数据记录器，显示了大幅的电力减少(图3)。以前的系统每年消耗约278,800千瓦时的电力，而新的空气压缩机和干燥器现在只消耗约63,300千瓦时，减少了71%。新压缩空气系统约42%的购买和安装成本由电力公司奖励支付。这一点，以及每年超过1.1万美元的能源节约，使得这个简单的项目的回报比一年多一点。自安装以来，电力价格大幅上涨，多年来节省了更多的年度成本。

图3:设施1的电力消耗减少了71%。点击在这里扩大。

工厂人员对系统的成本降低和更新感到满意，但购买新设备的最大好处之一是压缩机噪音的减少。工厂的工人们对新压缩机的安静印象深刻，老式的压缩机有些麻烦。

这家公司的管理层对这个项目的结果印象非常深刻，他们要求用同样的方法研究另一家公司的设施。

设施2初步发现

第二个设施与第一个设施有很大不同的特点。这个工厂开始时只有几台生产机器，但随着时间的推移，越来越多的机器被添加进来。该工厂使用激光和数控切割机来生产钢铁产品，工厂管理层已经制定了一项策略，即为每一件主要的切割设备使用专用压缩机。在各种扩张完成后，有6台压缩机安装在6个独立的压缩空气系统中，总功率为165hp(图4)。其中一些系统有多个干燥剂干燥器。这些系统中的压缩机的运行模式与第一个站点不同，压缩机以加载/卸载模式运行，这是在部分加载时运行螺杆压缩机更有效的方式。负载/卸载模式在部分负载下有更好的功率下降，流量每减少10%，功率下降约7%。然而，要达到这种减少，压缩机必须安装大的存储接收器容量，这些压缩机没有一个有足够大的接收器。这个网站的问题就是压缩机是部分加载的，与单一的井控系统相比，效率大大提高。

图4:六台总计165马力的小型空压机被一台75马力的空压机(和一台75马力的备用空压机)取代。

由于工艺机械需要仪表质量的空气，每台机器都有一个专用的无控制无热干燥剂空气干燥机。烘干机尺寸过大，以防止在温暖的环境温度下过载。然而，这意味着它们消耗了超过干燥机额定(而不是压缩机额定)15%的不受控制的清洗流量，甚至在生产机械不消耗空气的时候。有时，当机器不生产时，空气干燥器是系统上唯一的压缩空气负荷。

数据记录器再次放置在每个空气压缩机系统，以测量系统压力和安培。进行手持式功率读数，将安培校正为千瓦。同时捕捉所有系统的运行情况，以便检测到一致的峰值。这个练习产生了一些有趣的结果，显示压缩空气的总容量比实际的峰值大得多。这个检测到的峰值将被用来衡量一个单一的巩固压缩空气系统，能够处理整个工厂的流量。

该系统测量的基准能耗为428,000 kWh，而实际生产使用(不包括空气干燥器吹扫)仅为76 cfm。这样计算得到的系统比功率约为每100 cfm 64 kW，远高于优化后的系统。因此，压缩机的数量明显过多，导致系统功耗远远高于需要。很大一部分的能源消耗是在产生很少空气的压缩机上卸载动力。由于储气池容量不足和过滤器差大，每个系统都在持续运行，压缩机快速循环。这意味着空气干燥器消耗了大量浪费的净化流。

压缩空气系统的金属制造和加工最佳实践-网络研讨会记录

下载幻灯片并观看免费网络研讨会的记录来学习:

优化零件冷却和干燥应用
改进的气动电路和柜式冷却器
旋涡真空泵改进系统
供应方面的纠正措施
已实施的空气管理系统
消除所有入口调制
重新配置基座/内饰的控制方案

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改进设施2

经过对系统数据的仔细分析，发现一台75马力的压缩机可以替代6台165马力的空压机，而一台旧的75马力的空压机可以作为一个单独的压缩空气系统的备用。选择了一个75马力的VSD控制压缩机，并安装了一个大的存储接收器，两英寸的管道，超大的过滤器，以降低压降，外部加热干燥剂干燥机。加热干燥机只消耗7%的额定清洗流量，控制露点依赖的开关算法。如果空气干燥器的湿度负荷低于其额定能力，则会将吹扫流量降低到较低的水平，从而节省能源(图5)。使用压力流量控制阀将工厂压力从之前的110 psi平均压力降低到100 psi，以减少人工需求。在储罐中使用10psi的储备，以防止需求峰值事件。