A钢材加工审计

介绍

这个钢铁加工厂已经运作了一百多年了。该工厂是一家在世界各地拥有众多工厂的大公司的一部分。这次审计的重点是工程一侧的压缩空气系统，我们称之为“北方工厂”。

北厂从位于锅炉房或压缩机室的中央压缩空气供应运行。空气从两个10英寸的出口线离开房间，这两者都导致一个完整的循环通过所有不同的生产区域。

在过去的25到30年里，空气供应来自3台7000 scfm离心空气压缩机(1台Worthington和2台Joy)。最近租赁单位提供了备用和应急空气。主要的压缩空气干燥器是四个风机吹扫干燥器-一个额定10,000 scfm和其他三个额定6,000 scfm。

在过去的七八年里，北方工厂的空气需求稳步增长，平均增长5500至7000 scfm，生产水平一般保持不变。

今年早些时候，沃辛顿离心泵发生了重大故障，公司决定不再投资维修，而是考虑升级供应侧设备。在沃辛顿装置发生故障后，在获得替换设备之前进行了额外的租赁。

工厂管理层认为，在他们将空气供应提升到一个新的水平之前，应该进行一项研究，以回答以下几个问题:

• 压缩空气需求持续增加的根本原因是什么?
• 如果这是浪费压缩空气，没有在生产或质量上的后续改进，那么公司的底线增量能源成本是多少?
• 可以采取什么行动来消除这种空气需求?行动的成本是多少?什么是回报?

供应方面的审计

设置流量和压力基线

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。
2. 包括进口和出口在内的临界压力是用一个Ashcroft数字校准测试计测量的。
3. 从压缩机室用现有的装置流量计测量和记录流量，并用装置设备进行记录。
4. 由美国空军人员和设备用Eldridge或Sage热质量、加热导线式仪表测量和记录流量，并用MDL多线数据记录仪进行记录。这些装置安装在五个预先选定的地点。
5. 使用Ashcroft压力传感器和相同的多线数据记录仪对系统压力进行了相同的基本测量和测井。

预选的五个要点是:

• 位置#1 - 10 "线前的轧辊车间在热连轧。位于棒材轧机和轧辊轧机之间。测量到热轧带钢的空气流量为4000 scfm。
• 位置#2 - 8”线靠近31栏。在飞机起飞到板条场之前。测量到Slab Yard的空气流量为1200 scfm。
• 位置#3 - 10英寸管线在润滑油车间外到绿层- 2英寸球阀现在到位。测量到绿卷、酸洗机和冷轧机的空气流量为4000 scfm。
• 位置#4 - 10 "线从线圈分配大楼。测量到退火的空气流量为4,750。注意#3流程包含在#4中。
• 位置#5 - 10 "线从压缩机室到电镀锌和运输。测量到的电镀锌和船运的空气流量为5300 scfm。
• 总测量流量为15,250 scfm

每年工厂生产空气所需的电力和柴油燃料费用为1,686,863美元。这还不包括机油更换、租金或燃料成本。如果整个系统连同现在的设备只使用电动压缩机，那么每年的总成本将是1515068美元。

这两项成本估计都不包括操作干燥机的成本，这一成本总计为每年115070美元。预计目前的空气干燥机(风机吹扫和制冷)将能够在审核后有效地净化减少的空气负荷。

突破基于:

• 平均流量- 18,500 scfm: 80%的时间或7,008小时/年
• 平均流量- 15,500 scfm: 20%的时间或1,752小时/年
• 混合电价每千瓦时0.045美元
• 每加仑柴油成本为1.70美元
• 没有计算租金，机油和过滤器的维修费用
• PTS916柴油发动机的燃油效率明显高于PTMS1500，特别是LeRoi单元

需求方面的审计

压缩空气泄漏调查

进行了压缩空气泄漏调查，确定了154个泄漏点，并进行了标记和记录。在确定的154处泄漏中，总共可以节约1082 cfm。

超声泄漏定位器用于识别和量化压缩空气泄漏。这些工具包括由Superior Signal生产的VXP AccuTrak和UE Systems Ultraprobe 2000。通过算子、泄漏类型和观测记录信号的强度来估计泄漏大小。这些估计是在保守的基础上做出的，可能低估了泄漏量的大小。

当该区域闲置时，关闭这些泄漏的空气供应将节省大量的能源使用。降低整个系统压力也会减少泄漏的影响，当空气到空气不能关闭时。修复泄漏可以节省额外的能源。

除了一些小的例外，如果没有超声波检漏仪和训练有素的操作人员，大多数泄漏是不可能被发现的。在生产期间，使用合适的设备定位泄漏是非常有效的，经常可以发现闲置时不存在的泄漏。然而，在“空闲时间”用“空中动力”检查系统也是一个好主意。在这样一个系统中，大约90%到95%的泄漏将发生在机械的使用中，而不是在分配系统中。

泄漏研究中调查的区域包括大量蒸汽泄漏造成的高背景噪音，这些噪音掩盖了许多较小的泄漏。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。

根据拟议项目估算的空气流量减少量	1082 cfm
减少空气流量可收回的节省费用[第2.3节]	82美元/ cfm年
计划项目每年节省电费	88724美元/年
检漏设备费用(如需)	2800美元
修复泄漏的单位成本(每次泄漏15美元的材料和35美元的人工)	＄50
估计项目总成本(材料和安装)- 154个漏洞	7700美元
项目总成本	10500美元

排出空气的项目

在这个钢铁加工设施中有400多个位置正在使用吹出空气。压缩空气的消耗速度为3 800 scfm，每年费用为300 000美元。我们建议使用简单的解决方案修改这些应用程序，购买和实施总共只需15,000美元。

一个例子是在热轧机/熔炉。用吹风对检查玻璃进行清洁和冷却。有56个地点平均使用25个scfm，总共1400个scfm。它们的利用率为100%，每年的能源成本为11.48万美元。

我们建议安装固定空气放大器25:1放大。这些喷嘴将使用高达8 scfm每个和流动125 scfm的周围或环绕的空气在玻璃。56个喷嘴将总共使用448 scfm，每年能源成本为36,736美元。每年的净能源节约将达到78064美元。这些喷嘴的成本是1500美元。平均净压缩空气使用量减少952 scfm。有了这种性能，您可能不需要使用那么多的blow off，在这种情况下，节省将更大。

取代“空气角”

有五十(50)个“空气喇叭”或“空气推手”在使用。它们消耗4700 scfm的压缩空气。这些产品是“便携式呼吸机”系列产品的一部分。在许多应用中，它们可以在不同的设计中移动大量的空气(1,000至10,000 cfm)。最常见的驱动是电动的，但它们也有文丘里空气驱动，使用高压压缩空气通过文丘里动作拉动周围的外部空气。一般来说，对于最常见的6”和8”尺寸，它们的使用范围从每个100 scfm到300 scfm。

当我们回顾北方工厂时，我们注意到在许多地区广泛使用空气移动器或空气喇叭。所有这些都使用压缩空气文丘里驱动型;没有一个是电驱动的。

炉膛除垢采用文丘里风筒冷却炉膛。其中很多都是由承包商提供的，但我们在1号炉除垢过程中看到的都是使用工厂提供的压缩空气。

对于用于冷却的直接气流，我们建议用电动风动器替换“空气喇叭”。根据需要，我们建议采用电机驱动的大流量轴流叶片式风机。他们有全封闭电机(或防爆)。它们的流量在1500至3000 scfm之间，范围在½hp至1 hp之间。

对于更大的驱动和较大的管道运行，我们推荐带有重型外壳和“无火花”铸铝风扇叶片的轴向鼓风机。我们也推荐“双功能热杀手”，这是一个轴向叶片，电动鼓风机与可调导叶片。它们是为高性能冷却和有效的“空气热淬火”应用而设计的。

我们已经提供了一个清单的50个应用，我们建议用电动的空气推动器更换空气喇叭。投资16万美元，可节省36万美元。

取代“隔膜泵”

我们建议用适当的电动驱动单元替换21(21)气动隔膜泵。我们建议在酸洗、冷轧、酸厂和4号采油区安装20台3”泵和1台2”泵

这将减少1500 scfm的压缩空气需求。运行隔膜泵每年的能源成本是12.6万美元。新能源的成本将是每年3.3万美元。每年将节省93 000美元的能源。转换为电动泵的估计费用为120 000美元。

结论

实施了该项目，实现了节能预测。建立了有效的漏气管理流程。吹出空气被改进，隔膜泵被电动替代。

预计每年节省能源855,000美元，并在4-5个月内获得回报。我们现在正在对该公司经营的其他设施进行同样的程序。

欲了解更多信息，请联系汉克·范·鲍鱼，美国空军力量。

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