在旧造纸厂建立基线
目前，该造纸厂每年花费1747000美元用于其位于美国西南部地区的工厂的压缩空气系统的运行。在该系统评估中，推荐的一系列项目可将这些能源成本降低369000美元或21%（21%）。完成这些项目的估计费用共计767900美元，相当于25个月的简单回报。更重要的是，这些项目将提高生产率、质量和维护成本——其中许多与压缩空气质量差有关。
该纸浆和造纸工厂运行三台造纸机，并通过成品完全集成，处理纸浆生产。主要压缩空气供应由五个600马力椭葱线3级，无油离心式压缩机和一个地图集COPCO 300马力润滑旋转螺杆单元。压缩空气干燥器不存在（铣削空气），或者是仪器空间部分的各种无磁性干燥剂空气干燥器。
 “该造纸厂目前每年花1,747,000美元的能源。在该系统评估中，建议的一组项目可以将这些能源成本降低369,000美元或二十一度。“ - 汉克·范奥默，空中电力美国 |
由于空间限制，本文将展示我们在这款旧造纸厂的初始观测和测量的初步观察和测量。这个想法是展示读者了解大型和老化压缩空气系统所需的一些信息。
I.对空气压缩机的观察
主空气系统由五个600-HP Elliott 3级离心式压缩机组成。年龄在43到19岁之间。有两种1970年的单位，一个1980年，一个1988个单位，以及1994年的一个单位。这些空气压缩机多年来一直非常耐用可靠。
额外的压缩空气供应来自两个电动机驱动的350-HP类，两阶段，无油旋转螺杆单元，目前正在租用。还有四种额外的柴油发动机驱动的旋转螺钉可用于紧急使用。通常情况下，该工厂在五个椭葱单位和三个无油电荷之一以及300-HP润滑旋转螺丝机上运行。
＃1离心机（1970单位）
- 自5月访问以来，水冷后冷却器变得更糟了，注意到水中的高温上升(30⁰F)，而排出的空气是139⁰F。这个冷却器的大小可以将10⁰F的空气输送到入口冷却水(76⁰F)上方，相当于86⁰F。100⁰F是空气进入任何烘干机的临界温度，处于正常额定范围内。
- 可能的原因 - 低冷却水流
- 机组有一段时间处于放空状态，但大部分时间处于满载状态
#2离心(1970机组)
- 这台机组的水冷后冷却器与1号机组的情况相同，只是它似乎有一个更大的问题。
- 可能的原因 - 低冷却水流
- 在进入第三级之前，第二级中冷器似乎没有正确冷却空气。第三级的入口温度应接近100℃⁰F
- 可能的原因：有很多东西可能导致这种情况，低冷却水流是其中之一。
- 中间冷却器的排水阀之一是连续吹水和空气。这不仅是对压缩空气的浪费(20立方英尺= 2500美元/年)，而且还可能造成故障。因为水或冷凝水不断地喷射，似乎从来没有完全排出。我们不知道真正的凝析油水平是多少。如果凝结水水位过高，水可能会进入下一阶段，磨损或破裂叶轮和(或)扩散器。这可能是一个“破裂”或切断的闸阀。
- 我们还发现其他手动排水阀关闭了。这是非常危险因为同样的原因。
- 建议:我们建议您在所有艾略特内部和冷却器后的排水管上安装高质量的、耐酸的、水平激活的电动或气动激活的冷凝水自动排水管。
- 继续监测这些漏洞的表现在这种状态下是强制性的，如果您要免费跑步。这应该是维护计划的突出显示的部分。
排放问题适用于所有离心机。
- 单位＃2离心机有一个中间冷却器垫片泄漏。这不仅浪费空气，而且对效率产生负面影响。
“该项目的战略，将使空气压缩机整合到一个位置，并尽可能减少使用租赁压缩机。” - 汉克·范奥默，空中电力美国 |
#3离心(1980机组)
- 机组未满负荷运行。它处于流量的90%。排放管线中的较高温度表明：
- 排污阀(BOV)开启过早
- 泄漏或非座位的博夫
- 中间冷却器密封件有一个重大泄漏。已经尝试用密封夹修理这一点 - 这将无法正常工作，并且需要正确修复。
#4离心式（1988单位）
- 有一个性能不佳的二级中间冷却器。第三级入口温度为132⁰F
- 水冷后冷却器分离器和排水管根本不工作，没有水/空气。所有的水都凝结了住在系统中。
- 请参阅＃2离心机下的自动冷凝器排水管的注意事项。
#5离心式（1994单位）
- 单元由ATLAS Copco Init＃6推回重大卸载。
- 注意：IBV（入口蝶阀）为100％打开。
- 吹气阀(BOV)开启18%
- 第三级的温度只有143度⁰F（通常为225–275⁰F） 。这可能表明叶轮尖端的压力非常低，因为空气正在快速通过BOV。
- 吹出管线的温度为179⁰F(室温为80⁰F)。这表明有很大的流量绕过空气达到这个温度。
- 旁路空气：您付费压缩空气，但它不会进入系统（146 scfm）。
- 该单位有15％的床位。这意味着流量应通过IBV闭合减少15％（355 SCFM），并使功率拉得以相当性的方式减少。在旅行结束时，BOV应该开始开放。减少流量根本没有节约能源。
- 今天，BOV正在全面打开IBV。空气吹掉，电源仍处于满载。我们估计卸货到40％。这可能是非常保守的，实际上，它可能更高。
- 按照目前的效率，节省这355 cfm (27.67 kW)每年可以减少16,955美元的电费。
- 推荐项目：在＃5离心机上的必要入口控制阀门进行修复/重新化，使其正常运行。
- 27.67 kW–每年节约电能16955美元/年。
“我们认为，目前该工厂的首要项目是干燥所有进入工厂的压缩空气（包括工厂空气和仪表空气）。” - 汉克·范奥默，空中电力美国 |
润滑冷却旋转螺杆:
- 应该作为5号离心阀的内修部件运行。不幸的是，在今天的控制设置和管道设计，“积极的位移”润滑剂冷却旋转螺杆推动离心卸载！！由于需求和管道，系统压力降至86 psig至87 psig，这反映在该装置的排出压力中。
使用标准空气/油分离器和清除线的85 psig运行润滑剂冷却的旋转螺杆压缩机几乎总是导致大量的石油携带进入系统（干燥器）。
今天，这导致油进入两个干燥剂干燥器，破坏干燥剂，污染过滤器并导致过高的压降并破坏干燥剂的干燥能力。
根据植物人员当干燥器旁路关闭时，所有空气都被迫穿过烘干机，压力损失显着上升，而且压力露点升高显着地。
随后，干燥器与旁路部分打开运行。这意味着大多数湿空气绕过干燥器，将湿空气注入系统。
推荐- 重新配置压缩机对准，管道接收器放置和控制设置，以阻止Atlas Copco螺钉将离心机推入卸载。在更高的压力下运行Atlas Copco或修改空气/油分离系统以处理较低的压力。
电流压缩机额定值的比较
*所有数据都来自OEM工程表。
**基于每千瓦时0.07美元的混合电费，每年运营为8,760小时。
***阿特拉斯科普柯满载功率（95 psig时=360.8 BHP，100 psig时x.98（95 psig）x.746÷.954 ME=276.49）
二,。建立当前系统能源基线
下表反映了当前空气系统的能源和经济性能。目前，空气生产的年发电成本为每年1755788美元。该发电厂每周7天，每天24小时运行，混合电力成本为每千瓦时0.07美元。
关键空气系统特性-当前系统*
*基于每千瓦时0.07美元的混合电价，8,760小时/年。
评论压缩机运营能源成本与租赁单位
与租赁单位相比，有关安装的压缩空气供应的操作能源成本的评论（这只是能源成本 - 不包括可以在柴油发动机上频繁使用的维护，换油等）。
应该指出，租赁单位允许该工厂在这个旧的压缩空气系统不允许生产的期间继续运行不停。
- 这柴油机租赁单位有一个运营能源成本$ 260.00 CFM / YR或每年4,760小时/年每年416,000美元（1,600 CFM），柴油燃料每加仑250美元。
- 这与电有关的租赁单元的运营能源成本为cfm 123.02美元/年或者每人每年8,760小时(1,600立方英尺)，年薪196,837美元。
- 现有的1970个离心机（单位＃1和＃2）是植物中最低有效的单位。他们最好的操作电能成本是cfm 112.60美元/年或为8,760小时/年/年（1,600碳水化合物）或180,160美元。
- 较新的离心机（单位＃5）和Atlas Copco润滑的旋转螺杆，每年的能源成本为100.27 SCFM / YR，$ 100.23 SCFM / YR或160,368美元，持续8,760小时/年。
压缩机使用简介 - 当前系统
查看压缩机使用概况表显示，五台Elliott机组之间存在能效差异，随着机组更新，比功率（$/scfm/yr）越来越低。从1970年的250 DA3到1994年的2700A3的改进率为11%。这反映了制造能力的提高和基本的航空改进。新的现有设备可能会有类似的改进。
GA315单级Atlas Copco具有等于较新的elliott的效率水平，但是它是润滑的压缩机而不是无油单元。安装的离心式在其基本设计中具有非常有限的倾向。更新的单位也可以改善这一点。与入口导向叶片结合时，应评估这一点。
“在任何项目中的重要第一步是建立一个基线。需要许多详细信息来了解现有情况。“ - 汉克·范奥默，空中电力美国 |
3压缩质量和空气干燥器的观察
这是一家旧造纸厂，过去已经升级了多次。像许多其他厂房一样，它传统上有两个压缩空气系统：
- 轧机空气压缩空气系统，无干燥或压缩空气处理
- 仪器空气压缩空气系统，具有干燥剂空气干燥机，提供-40°F压力露点
压缩空气由一系列无热双塔干燥剂干燥器进行干燥，这些干燥器的额定负荷为100°F，进气压力为100 psig。在工厂的12台干燥器中，有4台被关闭。在关闭的四台干燥器中，有一台是出租的，对于应用来说太小了。在其余八台正在运行的干燥器中，有两台被旁路，但租金仍在支付。
像大多数其他磨机一样，压缩空气质量多年来一直在下降，直到整个磨机都有无热干燥剂干燥器，以试图摆脱水污染。这些小型干燥剂干燥器使用大量的净化空气再生干燥剂床。在今天的操作中，总净化空气等于380马力压缩机的全流量输出(380 × .746 ÷ 95 × .07 × 8760)，估计每年的成本为每年182979美元。
总体而言，该植物具有显着的水污染问题。由于美国南部的高湿度和高湿度水平，未处理的轧机空气非常重装满水。在管道系统中，许多交叉和背馈实际上导致饱和磨机空气污染仪器空气系统。许多当前染色者被过载和/或绕过。
我们认为，目前该工厂的首要项目是干燥所有进入工厂的压缩空气（包括工厂空气和仪表空气）。多年来，压缩空气管线中的显著湿度饱和造成了许多不利情况。
- 在所有西部空气管道中的生锈和刻度都不只是污染液体水，而且还产生了一种较小，更粗糙的内部管道直径干扰压缩空气的有效和有效分布。
- 从无油单位的侵蚀性酸性水的重负荷迅速填充接收器，过滤器，立管，立管等。所有植物区域都有泄漏裂缝裂缝（显着泄漏）;或者使用电动定时器激活的排水管，即浪费空气，不一定完全排出。有些区域留下来积聚，然后随时间排水，或者液体冷凝水沿压缩空止。
- 酸性冷凝物堵塞密封件，隔膜，螺线管等，大大增加维护成本和停机时间。
- 为了在更高的压力下获得清洁干燥的压缩空气，工艺人员正在添加大量小型单级润滑油冷却旋转螺杆压缩机，并附带无热干燥剂干燥器，而不考虑对整个系统经济性的影响。已观察到但未包含在本报告中的额外空气压缩机和干燥器包括：
- 在2楼的造纸厂＃2中的一台200 SCFM额定的Pall无磁性干燥机：压缩空气吹扫等于30 SCFM
- 两款新的气动产品DH90造纸厂无热干燥机#2）：压缩空气吹扫量各为16 scfm
- 四台20马力油箱安装的Gardner Denver润滑单级旋转螺杆压缩机。在造纸机的两端安装三个，现在运行100 - 105 psig(注意:轧机空气现在在88 psig或更少)
- 一台40-HP加德纳丹佛润滑旋转螺杆压缩机，线7号线绑在轧机空气（风冷的后冷却器和水冷的后冷却器），显然没有空气进入系统
- 许多如果在大部分槽中都不会完全关闭，如果槽中的垃圾没有完全关闭。即使是非常小的泄漏也不仅允许湿空气泄漏过去，但水蒸气本身将从湿侧（饱和）迁移到干燥的侧面，（Frick的蒸汽分散定律）无论气流如何
该工厂安装了12台干燥器，其中8台正在运行。其中三台为租赁设备——两台租赁设备目前可运行，一台租赁设备无法运行。所有这些干燥器均为双塔干燥剂型干燥器，正确使用时，可提供-40°F或更低的压力露点。其中大多数为无热型，需要约15%的压缩空气进行吹扫，以再生湿塔。其中许多装置都有一个未使用的净化保存控制器（称为AmLoc）。如果部署此净化节省控制器，可将净化空气量降低百分之五十（50%）。
这些压缩式空气干燥器多年来一直在运行。问题是工厂的管道设计的演变，整体压缩空气系统布局创造了现有干燥机只是试图挽救困难情况的情况。
安装干燥剂压缩空气干燥器
结论
在任何项目中，重要的第一步是建立基线。要了解目前的情况，需要大量详细的信息。这个项目的战略将是将空压机合并到一个地点，并尽可能减少租用空压机的使用。接下来，我们将用一个超大的循环冷冻干燥机干燥所有的压缩空气。某些干燥剂空气干燥器仍将用于仪表空气，在-40压力露点是必需的，这些将有其清洗节省控制器激活。
阅读更多空气压缩机技术文章，访问www.ghtac.com/technology/air-compressors。
