芝加哥高地钢铁公司每年节省21.5万美元的能源成本

伊利诺伊州芝加哥高地的芝加哥高地钢铁公司。该公司采用了先进的数据监测系统，并采用了基于需求的压缩机空气管理方法，每年可节省250万千瓦时和215037美元的能源成本。在当地公用事业公司ComEd提供的188,714美元激励下，该项目实现了2.4个月的回报。

该方法还对压缩空气系统进行了改进，包括用VSD单元替换性能较差的固定驱动空气压缩机，以精确匹配压缩空气供应需求。总的来说，该项目减少了70%的压缩空气的使用。

芝加哥高地钢铁公司的。

背景

许多工业公司希望解决压缩空气系统的高成本问题。其中包括芝加哥高地钢铁公司(Chicago Heights Steel)，该公司着手控制成本——只要它能够实施一种高度成本效益的方法。芝加哥高地钢铁公司(www.chs.com)是美国唯一的特种钢市场轧机，除了向客户提供一系列产品外，还轧制钢坯和轨道钢。

芝加哥高地钢铁公司总裁Bradley Corral表示，他的目标是更好地了解工厂中的压缩使用，特别是由于公司在过去几年里不时地在其运营中添加空气压缩机，以满足整个工厂系统压力的下降。他还希望能够更密切地评估整个工厂的电力使用情况。

“多年来，我们看到我们的能源使用量和相应的成本增加了。我想知道我们在哪里使用这些电力。”“我还想知道我们在哪里使用这些压缩空气，因为我们增加了马力来满足它的需求。”

两家独立公司对ComEd空气压缩机系统泄漏进行了研究，但尚未完成。芝加哥高地钢铁公司需要更多的答案和成本效益的方法来解决这个问题，咨询了压缩空气挑战赛执行委员会成员Jan Hoetzelhttp://www.compressedairchallenge.org/executive-committee也是密歇根州大急流城Airleader USA的校长。Airleader (www.airleader.us)是压缩机能源管理软件和工具的供应商，以降低压缩空气成本。

芝加哥高地钢铁公司总裁布拉德利·科拉尔(左)展示来自ComEd的压缩空气系统升级奖励支票。照片中还有芝加哥高地钢铁公司通用电气主管吉姆·斯托尔特(中)和美国航空公司负责人Jan Hoetzel。

数据收集的重要性

Hoetzel立即意识到，数据收集是有效识别导致压缩空气成本高的问题的唯一方法，以及需要采取什么措施来解决这些问题。他还知道历史数据在几个月而不是几周内的价值。

Hoetzel称，"我不太喜欢在仅公布两周数据的情况下就着手大型项目，并推荐大规模投资。"“更好的方法是查看最新的数据，获取几个月的相同数据，然后逐月比较。只有这样，你才能做出明智的决定。”

起初，Hoetzel接手了其他人的工作，并在芝加哥高地钢铁公司(Chicago Heights Steel)完成了一项免费泄漏研究，该公司运营着两个空气压缩机室。研究显示，压缩空气大量泄漏，导致修复固定泄漏，每月平均节省约4万千瓦时。但是，由于空压机是以调制方式运行的，因此没有节省。

然而，Hoetzel知道，如果芝加哥高地钢铁公司投资于数据收集和一些尚未确定的压缩空气系统的改变，它可以实现更大的能源节约。Hoetzel面临的挑战是证明投资于数据监控到控制的价值。因此，科拉尔公司决定，在压缩空气系统上安装“Airleader压缩机总控制及在线监控系统”，并在一个压缩空气室进行试点。该系统的基线快照将允许Hoetzel和Corral根据数据而不是有根据的猜测或假设对系统的更改做出决定。

原始压缩空气系统和原始数据

芝加哥高地钢铁公司最初在其两个压缩机室中分别运行三个空气压缩机。每个房间在两种不同的系统压力下运行。

压缩机房间我

• 150马力定速调节空压机一台
• 200马力定速调节空压机一台
• 75马力定速调节空压机一台
• 干燥剂压缩空气干燥机

压缩机房二世

• 200马力定速调节空压机一台
• 150马力定速调节空压机一台
• 75马力定速调节空压机一台
• 干燥剂压缩空气干燥机

主控制器数据收集到的原始空压机。

芝加哥高地钢铁公司手动控制空气压缩机，并在生产过程中几乎不间断地对6台机组中的5台进行调节。一根两英寸长的管道连接两个压缩室，尽管每个房间都是独立运行的，而且管道基本上不能用于压缩空气控制。

有效监控压缩空气系统需要在每台空压机上安装kW仪表。在每个压缩机室还安装了流量计和露点传感器。

每个空压机室均安装热质量流量计和露点传感器。图片由CS仪器提供。

通过主控制系统，Hoemanbetx客户端12-5下载tzel和Corral可以随时查看办公室的实时数据，从而了解空压机的性能，并了解压缩空气系统的真实成本。重要的是，该控制器为芝加哥高地钢铁公司提供了对压缩空气系统进行增量更改所需的数据，包括利用能源节约的能力，以及ComEd为改进提供资金的激励计划。

增量系统改进和节约

通过主控制系统，Hoetzel和manbetx客户端12-5下载Corral能够建立性能基准，并评估大量数据，包括负荷和闲置运行、消耗千瓦时、根据当地电价产生的空气和能源成本，以及每个空压机的性能参数。该系统还提供了整体压缩气流和露点的实时信息。

从去年12月到今年3月的4个月期间，数据显示，仅仅通过修复压缩空气泄漏并没有实现显著的节约。它还显示了干燥剂压缩空气干燥机导致巨大的能量消耗，考虑到需要清洗干燥剂。根据ComEd提供的数据和激励计划，Corral选择用循环冷冻压缩空气干燥机取代干燥剂染色机，使芝加哥高地钢铁公司(Chicago Heights Steel)最多减少了三分之一的压缩空气使用。

这些信息使科拉尔确信压缩空气系统数据测量和监测的价值。这导致了两个空压机房间的主控制系统的广泛使用。manbetx客户端12-5下载

此外，节约的成本与ComEd激励措施相结合，使得将连接两个空压机房间的2英寸管道替换为4英寸管道在经济上是可行的。新管道对于自由气流和使用主控制系统从适当的空气压缩机从任何压缩机室向工厂供应压缩空气至关重要。manbetx客户端12-5下载

基于需求的压缩空气方法实施

作为项目的下一步，芝加哥高地钢铁公司和Airleader开始优化压缩空气系统，以尽可能低的成本满足对空气的需求。

优化从数据开始。主控制系统的数据证实，manbetx客户端12-5下载对于芝加哥高地钢铁公司来说，最有效的压缩空气输送方式是停止以调制方式连续运行其5台压缩空气机组。这导致了对其压缩空气的需求侧管理的实施。

该方法的关键在于使用根据空气需求运行的变速驱动器(VSD)空压机，并使用主控制系统自动控制相关压缩机的运行。manbetx客户端12-5下载在决定采用新的压缩空气配置和增加压缩空气储存能力方面，迄今为止实现的节省也发挥了关键作用。所收集的数据和节省的费用一起为空气压缩机设备的升级扫清了障碍，该设备的费用将由ComEd奖励$177 714抵销。早些时候，ComEd为压缩空气系统泄漏修复提供了1.1万美元的奖励。

该团队分析了来自主控制器的数据，并基于现有机组的性能输出和剩余生产寿命，决定用新机组替换三个固定驱动空压机。数据还显示了进一步的节约潜力，这进一步推动了继续进行升级的决定。新的压缩空气系统如下:

压缩机房间我

• 150马力定速空压机1台(原装)
• 200马力VSD空压机1台(新机组)
• 一台75马力VSD空压机(新机组)
• 循环制冷压缩空气干燥机1台(替代干燥剂干燥机)

压缩机房二世

• 150马力定速空压机1台(新机组)
• 150马力定速空压机1台(原装)
• 75马力定速空压机1台(原装)
• 循环制冷压缩空气干燥机1台(替代干燥剂干燥机)

如今，该系统通过新的200马力VSD空压机和75马力VSD机组为整个工厂提供压缩空气。其余的设备在需要时可用，作为一个冗余系统。

芝加哥高地钢铁公司总裁布拉德利·科拉尔用一种新的旋转螺杆空压机。

然而，空气压缩机不像在调制中运行的顺序系统那样加载和卸载。相反，主控制系统自动平衡VSD单元的运行manbetx客户端12-5下载，以满足对空气的需求。通常，较大的VSD空压机会持续运行，直到开始接近峰值容量。此时，系统与小负荷卸载压缩机混合，从而减少对大机组的需求，以达到最高的运行效率。较小的单元只在周末或深夜需求下降时使用。

压缩空气系统关键性能指标(KPI)数据。航海图由Airleader USA提供。

结果

这个项目导致总减少2 582 979千瓦时，每年节余$215 037。总控制器和不断监测以及升级系统管道、储存和三台空气压缩机的费用共计240 139美元。包括ComEd的188,714美元奖励，该项目仅获得了2.4个月的回报。

空气压缩机系统的升级导致整个工厂的压缩空气压力大幅度下降。航海图由Airleader USA提供。

Hoetzel说，从结果来看，这个项目是成功的。此外，它清楚地表明，压缩空气系统的持续监测的价值是任何措施的行业最佳实践。

Hoetzel说:“如果没有永久的监测，就不可能发现改善的机会。”为了对压缩空气系统进行真正的评估，以及实现系统效率所需的步骤，数据是绝对必要的。”

科拉尔说，他很欣赏看到压缩空气系统最新数据的能力，因为这提供了他以前无法获得的关键见解。

“监控系统非常成功，”他说。manbetx客户端12-5下载“我喜欢它给我的曝光度。每当我看到压缩空气或电力使用量激增时，我都可以去维修部或工厂的其他地方，找出原因。然后我们就可以改变行为，比如浪费压缩空气，或者修理需要修理的东西。”

展望未来，Corral计划检查核电站的其他主要电力使用领域，并可能在某一天将其他系统连接到监控系统。manbetx客户端12-5下载

科拉尔说:“能够获得这类信息，使我们能够了解电力使用量，并最终降低成本。”

有关Airleader压缩机主控制和监控系统的更多信息，请联系Jan Hoetzeljan@airleader.us,或616-828-0716。

想了解更多关于压缩空气系统评估，访问://www.ghtac.com/system-assessments．