四个行动项目在炼油厂节省金钱和能量

	本月审计
地点:	美国
工业:	炼油厂
问题:	租赁压缩机，最终用途
审计类型:	供需侧

系统评估双赢结果*
减少压缩空气的使用:	1532年scfm
大约每年节省能源:	382355美元
投资	134400美元
简单的投资回报率	2.84个月
节省租用压缩机:	441544美元

^{*年度能源消耗}

	评估前的压缩机系统	压缩机系统评估后
操作时间:	8760小时	8760小时
动力费用千瓦/小时	0.12美元	0.12美元
Avg的气流。	6696年scfm	5164年scfm
每单位空气的电费	每年每个SCFM $250.09	每年每SCFM 164.74美元
压缩机年能耗	791514美元	409159美元
年租赁压缩机成本	883088美元	441544美元

当前的系统描述

这是一座多年来经过多次改造的老炼油厂。工厂内有多个空气压缩机和空气处理系统。随着多年来系统需求的增加，卫星压缩机和加热干燥剂干燥器已经添加到主要生产区域。

•最初的动力室有一个大型Clark天然气角发动机/压缩机，以及Worthington四点式、两级、双作用、水平往复式单元的组合。大约十年前，一个3,200 scfm，汽轮机驱动，离心式空气压缩机与一个蒸汽再生，3,500 scfm鼓风机吹扫干燥剂空气干燥机一起被添加。往复装置由于维修费用高和主要部件陈旧而停止使用。

•其他生产区域有润滑油冷却的混合单级旋转螺杆空压机。空气是由许多类型的加热和无热干燥剂空气干燥器处理。位于主发电厂街对面的一个生产区预计需求会增长，但却污染了周围的空气。

•已将6台或更多柴油驱动租赁单元作为备用单元引入各个生产区(和主要发电厂)，租金和柴油燃料成本最低为每年88.3万美元。工厂还需要支付安装和维护大型柴油发动机的费用，每150-200小时更换一次机油和过滤器。我们保守估计这一总成本为每年50,000美元。

这是一次供需侧审计。由于文章长度的限制，我们将只概述我们采取的行动，以减少与租赁空气压缩机相关的成本和我们将概述采取的行动，以减少压缩空气消耗。供应端重新配置了新的、更高效的空气压缩机，其控制功能能够利用空气需求的减少——但那是另一回事。

测量行动

为建立流量和压力的基准措施，我们采取了以下措施:

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。

2.通过观察卸载器控制在Sullair装置上的机械作用(发动机转速)、进气门对柴油发动机驱动的作用以及进气门蝶阀和吹气阀对Elliott离心装置的机械作用来计算流量。

3.用上面2号所使用的相同的Ashcroft测试表测量整个工厂的压力读数。

4.与各单位的适当运作进行了详细的讨论。

行动#1:缩小租赁柴油空压机尺寸

租赁的柴油空气压缩机目前每年的柴油燃料和租金为883 088美元。在炼油厂的不同区域，它们被用作固定的、电动驱动的空气压缩机的应急备用设备。租用的六台空压机中有四台尺寸过大，应更换为较小的机组。这将节省441 544美元，几乎没有相关费用。

•在生产区域“A”，一台1,379 scfm的Atlas Copco备用一台368 scfm的空压机。在我们访问期间，不需要备用的租赁压缩机。该机组应更换一台368 scfm的小型空气压缩机。

•在生产区域“B”，一台1,430 scfm Sullair以1,300 rpm的转速连续运行，这大约是产能的50%。该装置应更换一台715 scfm的小型租赁空压机。

•在Unicracker生产区域“C”，有两台1430 scfm英格索兰空压机，其中一次只能运行一台。在线空压机连续运行1400转/分钟，约为715 cfm。这两个装置应该用一台715 scfm的出租空气压缩机代替。

行动#2:动力室管道的改变

主厂房需要更换两条管道。

管道改变# 1:

两台1600 scfm柴油空压机，作为主厂房空气动力室埃利奥特离心分离机的后备，尺寸正确。然而，这里存在两个管道问题。目前Sullair和IR单元的连接将会阻碍这两个单元达到满负荷。从IR的空气管道连接到一个直径3英寸约8英尺长的线轴件。Sullair与位于阀芯前部的90°三通接头相连(见图)。高程度的紊流驱动背压将迫使两个机组过早卸载，不允许在可接受的压力下全流量进入工厂。

将这个阀芯部件更换为直径6英寸的管道，并将Sullair与一个中间安装的30°到45°的定向入口(见草图)连接，将消除这个问题。如果需要，可以考虑在其他压缩机的新阀芯部件上增加额外的方向角。注意:从4 "软管和Sullair 1600H的连接是通过2 "管道到管道槽。这可能也会产生一些反压力。因为这个单位显然只把大约715-725 scfm投入到系统中，它可以被更换为一个更小的750 scfm到825 cfm单位。2”行将不会出现这样的问题，但可能应该改为3”或4”。

通过对管道的改造，这两套设备可以完全“加载”，并提供2860 scfm，以支持3200 cfm的Elliott离心泵。如果没有这种变化，我们预计在115 psig条件下，将不会有超过1,200至1,400 scfm的流体自由流动，并且需要额外的设备来保持压力。

管道改变# 2:

系统中最节能的空压机是蒸汽驱动的Elliott三级离心空压机。蒸汽在600 psig下卸，在炼油厂被认为是“免费的”，因为它从600 psig减少到可用的150 psig，用于运行涡轮机的其他过程。Elliott压缩机在135 psig、594.4 kW(电动版本)的功率下提供3200 scfm，比功率为5.38 scfm/kW(电动驱动)。这种效率与低成本的600 psig到150 psig放下蒸汽动力，使这是一个非常低成本的运行能源单位。

Elliott压缩机无法达到全流量，但由于通往街道对面主要生产区的维修管线太小，所以一直处于吹气状态。

所需的管道更换是连接工厂空压机室集管处现有的(但已废弃的)6”酚醛管道。这条线穿过街道到达一个正在经历需求增长的生产区。然而，街对面的这个区域的周围环境受到了污染。由于这个原因和由于“自由蒸汽”，我们建议重新连接这条酚线。这也将允许Elliott完全装载并持续提供3200 scfm，而不是现在的2400 scfm。这将提供额外的800 scfm在一个非常有利的效率-无蒸汽动力。

即使在重新配置的更高效的电动压缩空气系统中，这也将节省800 scfm，成本为$250.09 cfm/年($200,072 /年)。预计一次性成本为5万美元。

工厂空气动力室:计划和建议的变化

行动#3:压缩空气泄漏调查节省了451 scfm

该工厂对压缩空气泄漏进行了调查，确定、量化、标记并记录了115个泄漏。对于已确定的115处泄漏，总共可节约451 cfm。

许多地方都发现了泄漏。最大的泄漏是一系列的泄漏，总计100 scfm，位于卡车运输车。一个3英寸的泵有10 scfm泄漏，在过滤器、润滑器、阀门和软管卷轴有多个5 scfm泄漏。

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。降低整个系统的压力也会减少泄漏的影响，当空气到机器不能关闭时。修复泄漏可以节省额外的能源。泄漏管理计划的节省估计是基于压缩机的卸载控制，能够有效地将更少的空气流量转化为更低的成本。

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。

在泄漏研究中调查的区域包括大量的高背景超声噪声，屏蔽m

nymce / jscript / tiny_mce /主题/高级/语言/ en.js吗?任何较小的泄漏。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。

行动#4:更换气动隔膜泵

尽管气动隔膜泵的能效不是很高，但它们在恶劣环境下的耐受性相对较好，即使泵是干的，也不会发生灾难性的损坏。有几个问题可以问，有几个领域可以调查，可以节省大量的空气:

气动隔膜泵是正确的选择吗?电动泵的能效要高得多。电动隔膜泵随时可用。电机驱动的螺杆泵也可以很好地工作。

•考虑安装电子或超声波控制装置，在不需要时自动关闭泵。请记住，泵在不抽气的情况下浪费的空气最多。

用于运行隔膜泵的总平均压缩空气为565 scfm。这些24(24)3”到1.5”的泵的净年平均压缩空气能量成本是每年$140 801。三种小型泵的净平均需求为3 / 4“至1”(12 scfm)，为5534美元/年。

评估建议在生产区域的24台(1.5”至3”)泵上增加由比例空气公司生产的MizAir泵控制系统manbetx客户端12-5下载。这将减少约50%的空气需求，并通过优化冲程保持吞吐量大致相同。泵的维护也大大减少，易损件使用时间更长，通过使用微处理器来控制冲程无终点的冲程冲击。

结论

本案例研究表明，随着时间的推移，大型设施是如何适合压缩空气系统评估的。大多数优化机会都是存在的，快速赢得的潜力和非常有吸引力的项目ROI是非常高的。管道系统，升级空气压缩机和空气干燥器，泄漏调查，最终用途，都是该炼油厂压缩空气系统的改进领域。

更多信息请联系Hank Van Ormer，邮箱:hankvanormer@aol.com．

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