工业效用效率

在制药厂的仪器空气和呼吸空气

位于加拿大的一家制药厂对两个工厂系统进行了压缩空气评估。研究发现压缩空气生产效率低,空气干燥器损失高,以及使用高流量压缩空气对电厂压力产生负面影响的问题。该工厂在两个压缩空气系统上实施了节能措施,分别节省了46%和64%的能源成本。

背景

该公司是一家大型跨国制药公司,从动物副产品中提取有益健康的产品。工厂A压缩空气供应最初设置为两个独立系统,一个提供仪表空气,另一个用于实验室的呼吸空气。电厂B系统使用了润滑和无润滑空气压缩机的组合,尺寸在15到60 hp之间,每个压缩机都有自己的干燥剂空气干燥器。

图1

图1:如发现的系统1配置混合润滑和无油(系统2未显示)。点击这里扩大。

初步评估

植物B系统的供应侧测量最初在2004年完成,当植物很卑微时,植物较多并且具有比当前条件更高的平均压缩空气负荷。图2显示了生产日,相当恒定的装载,由烘干机吹扫和橱柜通风引起的,只有短期的生产日期。可以看出,15 HP空气压缩机从一周内开始卸载一些未知的原因部分,降低了系统效率。在白天可以看到导致低压的一些波动。分析最终显示了小型压缩机可用于馈送非生产流,而不是运行大型60 HP压缩机和干燥器。

图2

图2:两台压缩机运行时的样本生产日。点击这里扩大。

终端使用压力问题

在图3中可以看出,生产日期间的压力曲线受到主要的最终用途的大大影响,这是追溯到储存容器中的一些化学物质的喷射应用。该操作在生产日内根据需要启动,并且如果植物压力下降太低,则用压力开关截止的压力开关截止。发现第二次使用者使用压缩空气来搅拌坑中的废水以进行气味控制。这些端用于强制压缩机放电水平远高于所需的水平。

在评估的时候,基于AMP读数,系统流量估计在264 CFM峰值和111 CFM平均值。功耗估计每年约为181,000千瓦时的31千瓦。系统特定功率估计为28 kW / 100 cfm(不包括空气干燥器吹扫),针对优化系统的正常读数将在20 kW / 100 cfm以下。

图3

图3:显示了占据压力轮廓的喷雾应用。点击这里扩大。

需求构成

进行了详细分析,以估算构成需求的压缩空气使用量。根据各种特殊试验和流量测量,创建了需求曲线的以下组成部分:

图4

图4:详细分析显示了使用空气的位置。

可以看出,该工厂具有较低的泄漏水平,这表明了出色的维护实践,但有两个主要负载,机柜吹扫和空气干燥器吹扫。机柜吹扫是在高溶剂含量的区域引入电气面板的少量空气。这将面板积极加压,以保持爆炸性蒸汽。这是为了安全,经过大量研究,发现这种负荷必须保持。然而,空气干燥器负载是由于两个无磁性干燥剂空气干燥器的固定循环操作。可以进行改造以将露点控制添加到干燥器上。此外,可以使用泵和鼓风机来解决喷射负载。

以下是B厂的年用电量:

图5

图5:基本情况下的功耗。

进一步监测

原始审计仅监测设施的植物B中的压缩空气系统。在植物A中存在两种额外的系统,最初被植物人员才能有效地运行,因此在初始工厂评估期间没有进行初步审计(审计员希望衡量这些但不允许衡量这些)。在原始研究后几年后,所有系统都在植物B优化之前重新审视,以确定是否存在潜在的储蓄机会。

图6显示了监控的结果。现场呼吸空气系统由一台40 hp调节压缩机和一台超大的固定循环干燥剂空气干燥器组成,其比功率非常低,考虑到空气干燥器吹扫后,每100 cfm的比功率达到令人难以置信的204 kW(进入空气干燥器的生产比功率为58 kW/100)。A楼的仪表空气系统和P B最初研究的系统中也存在类似问题。B厂的系统效率实际上由于较低的负载而降低,这是加载/卸载控制的一个特点。

图6

图6:基线能量和第二次监测流动。

图7

图7:即使具有低流量,呼吸空气系统也消耗了显着的功率。点击这里扩大。

由于呼吸空气系统压缩机的寿命即将结束,工厂决定购买一台新的VSD控制呼吸空气压缩机和露点控制空气干燥器。这一变化极大地提高了压缩效率并减少了流量,因为大部分压缩空气流是由空气干燥器吹扫的。

完整的改进

工厂人员提出了以下改进

  • 建造一个仪表空气和呼吸空气系统被合并成一个控制良好的VSD压缩机供给系统。
  • 为了减少吹扫流量,用缩小尺寸的露点控制干燥剂干燥器取代了干燥剂空气干燥器。
  • 消除了B楼压缩空气喷射流。
  • B楼的排放压力降低到接近100 psi。
  • 建立B压缩机控制被修改为防止压缩机在不需要时卸载。
  • B楼的压缩机控制已更改,因此小型压缩机和小型露点控制干燥器在非生产时间运行。
  • 建立B压缩机控制时间表被修改,因此较大的压缩机和改造的烘干机,在生产活动期间运行露点控制。

储蓄结果

进行了额外的测量,以验证该项目的节约。最后结果如下:

  • 电厂A:联合系统的能耗每年减少215000 kWh,价值12000美元,从而使能源成本降低64%。
  • 植物B:系统运行和空气干燥机的变化将能源消耗降低68,000千瓦时,每年价值4,800美元,减少48%。
  • 根据节省下来的费用,该公司获得了一个由电力公司提供的价值48000美元的能源激励方案。

结论

该项目表明,不应对系统的效率作出假设。最初,植物A中的系统不考虑基于一些错误的假设进行优化。然而,一旦进行了测量,就是植物人员显而易见的是,在该系统上可以获得比原始工厂B系统更多的节省。

研究结果还表明,干燥剂空气干燥器通常是工厂压缩空气的最大终端用途,可以采取措施减少净化空气损失。

有关更多信息,请联系马歇尔压缩空气咨询公司Ron Marshall,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net.

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