加州瓶装水企业最佳实践

加州的装瓶公司和啤酒厂正受益于一个三步系统评估过程，旨在减少压缩空气系统的电力消耗。该三步工艺通过集中开吹和闲置设备，减少装瓶线对压缩空气的需求，进而提高空压机的比功率(降低能耗)。

步骤#1：在露天吹风应用中更换压缩空气

现状

装瓶公司要求2-3 PSI“开放吹空气”对于许多应用，包括但不限于，对于套筒，纸或压敏标签，冠和安全密封干燥，温暖和巴氏灭菌器排出吹离，组合器间隙瓶干燥预防，电离空气冲洗，喷墨之前干燥编码和收缩或纸板包装：罐，广口瓶，PET瓶和玻璃瓶，小桶和桶，板条箱＆托盘，盒装饮料，和袋。由于安装上的方便，许多装瓶设施使用压缩空气，即使它昂贵产生在所需的压力50倍（通常为100磅），对于这些低压开放吹的应用程序。

饮料干燥：对于12000-72000瓶/小时（Bph）的生产线速度，定制设计的离心式鼓风机和空气刀可确保套筒、纸张或压敏标签不会出现与水分相关的问题；冠和安全密封干燥；巴氏杀菌器排放排污；后蒸汽收缩，扭转推通；合路器间隙预防；离子空气冲洗；应力腐蚀；卫生排污；喷墨编码；和收缩或纸板包装：罐、罐、PET和玻璃瓶、小桶和桶、板条箱和托盘、盒装饮料和小袋。照片由JetAir提供™ 技术。

一个系统评估，在一个软饮料装瓶厂，确定使用压缩空气的间隙转移，在他们的罐头线作为能源的来源，inef科学。压缩空气通过两个1/4“铜管喷嘴，将空的、打开的铝罐从一个缆索滑轮系统转移到另一个缆索滑轮系统，在一个约18-20英寸的无辅助间隙上。缺口的目的是为喷墨日期打印提供通道，可以在罐头的底部看到。压缩空气的应用，虽然是一个inef古老的使用压缩空气，使罐头连续ow跨越喷墨打印机到第二个电缆滑轮系统。第二个问题是在传输过程中喷嘴引起的高噪音水平。

虽然在间隙转移现场只需要2-3 PSI的压力，但使用了100psi的压缩空气——比所需压力整整高50倍。两个喷嘴处的空气流量均为50 CFM。假设行业“经验法则”为4cfm / kW，该应用需要22.7 hp (18kW)的能量。按照每年3000小时的作业计划，总能源使用量估计为53 430千瓦时，每年费用为4 530美元。

解决方案

解决方案是一个高速电机，离心风机，变频驱动器(VFD)，和四个自定义可调安装喷嘴。离心式鼓风机直接驱动技术可实现高达20,000 RPM的可调运行速度，在2.3 PSI的压力下，可调流量最高可达750 CFM。紧凑的电机和鼓风机足迹，使它能够通过3英寸直径(75毫米)软管位于应用程序英尺内的可调节喷嘴。然后将喷嘴安装在间隙开始处导轨的每个角落(底部/左上，底部顶部-右上)。自定义安装应用程序和喷嘴提供了软饮料装瓶制造商可调空气方向ow，而VFD提供了空气flow和压力可调。

定制鼓风机溶液只消耗了3马力（2.2千瓦）表示20 HP，或87％的真能耗节约的能量的减少。基于软饮料制造商的生产周期和千瓦时率，每年的能源成本在$ 3,560共计每年节省估计每年导致970只$。这大大降低了软饮料80％装瓶生产商的年度能源成本。These energy cost savings offered an estimated 65% return on the investment in the rst year, and 125% ROI in two years. As an added bonus, the new blower system eliminated the high-pitched operational noise emitted by the old gap transfer system.

罐头印刷:在湿罐上印刷会导致难以辨认的批号/日期和“罐头破裂”损坏包装和无法销售的托盘产品。离心式鼓风机和空气刀取代压缩，提高干燥性能。图片由JetAir™技术提供。

第2步 - 停止闲置设备从使用压缩空气

现状

系统评估始终发现，装瓶线中的闲置生产设备不必要地消耗压缩空气。在加利福尼亚州的一家装瓶公司，在没有装瓶生产线运行或者换句话说，没有生产任何产品的情况下进行了测试。试验期间，压缩空气流量为935 scfm，其中700 scfm来自闲置生产设备。从0200到0600，在四条装瓶线之一的正常工厂运行期间，消耗了525 cfm的废压缩空气。这浪费的压缩空气相当于在四条管线中的三条不运行的任何时候运行的125 hp耗能空气压缩机。

为了估计这个工厂每年浪费的压缩空气总量，我们使用了保守的数字来计算生产线未使用的总时数。假设每条生产线在每天早上6点到凌晨2点的时间里总共停机1个小时。在凌晨2点到6点，估计有一条生产线在运行，有三条停产。估计可能节省166 317千瓦时，即每年$20 000。

解决方案

停止压缩空气到闲置装瓶设备的供给减少压缩空气的消耗。要做到这一点，截止阀是每件的生产设备安装前的空气确保机器不会用压缩空气空闲时。一个简单的和具有成本效益的解决方案。

的电操作（常闭）的空气截止阀被接线至每件装瓶设备的通/断开关。如果设备有一个单独的运行开关，接线的常闭空气截止阀到运行电路有场所及午餐期间切断压缩空气的附加优点。从系统评估的第二个发现是，装瓶过程中的所有部分并不需要空气同时进行。电磁阀用于在不需要时关闭气源。实施成本为$ 10,000，提供6个月的投资回报率简单。

水容器干燥：一个填充5加仑水容器的设施用直接驱动离心式鼓风机取代了压缩空气。照片由JetAir提供™ 技术。

步骤3 -优化空气压缩机的比功率(kW / 100cfm)

现状

一旦系统分析调查了所有减少设备压缩空气需求和压力的方法，系统评估就会将注意力转向确保空气压缩机以尽可能最有效的方式运行。这个想法是为了得到每消耗千瓦的电力所产生的最大空气流量(以cfm为单位)。这就叫优化空压机的比功率。

在南加利福尼亚州的一家装瓶厂进行的系统评估显示，现有的压缩空气系统无法使压缩机输出与系统需求最佳匹配。在多个压缩机装置中，如果没有自动化，压缩机很可能会部分加载。
问题在于，没有一台压缩机能够在其最大效率水平下运行。与在部分负载下运行两台或三台空气压缩机相比，在全负载下运行一台空气压缩机总是更有效。该系统的CFM/kW值为23 kW/100 CFM。设计良好的系统的平均特殊功率应低于每100立方英尺18千瓦。

啤酒厂和微型啤酒厂的标签：当标签歪斜时，主要原因是瓶子湿了。水是啤酒的基本成分，但当容器进入包装过程时（通常以每分钟2000瓶的速度）会在容器上形成光滑的表面。在14000到20000转/分的转速下，离心式鼓风机会立即将水吹走，使标签即使在恶劣的条件下（如高湿度）也能粘附。照片由JetAir提供™ 技术。

空气压缩机排放至工厂的压降是由于过滤、管道尺寸不足以及安装了额外的、不必要的空气干燥器造成的。在峰值生产时，管道速度超过每秒51英尺（fps），远远高于推荐的指导原则。速度越高，压降越大，增加能源成本。其中一台100 hp空气压缩机的工作压力至少比其他空气压缩机高3至4 psig，并且由于该空气压缩机专用的不必要的空气干燥器而部分负载运行。

压缩空气系统的存储容量估计为145立方英尺/巴或10 CF / psig为止。这种能力在多个小的空气接收器共计760加仑，超过500英尺的3" 管和超过900英尺2" 管道。这意味着，如果所述植物是失去一个100马力空气压缩机，并假设它被完全加载时，植物的压力将在少于30秒下降24 psig为止。

该系统的年能源成本为183187美元，耗电1813729 kWh，以每100立方英尺23千瓦的特定功率运行。

解决方案

驱动的双级变速（VFD）空气压缩机安装。该空气压缩机取代了现有的100马力空气压缩机，并自动调整它的速度，从而压缩机输出匹配系统的需求。它是额定的在小于118千瓦或优于18.0千瓦/ 100 ACFM以产生最小在100psig 675 ACFM的。The new air compressor can turn-down efciently to less than 120 ACFM at less than 26 kW. At minimum speed, the new air compressor can stop and then immediately load if required.

压缩机室联管箱和主分支标头被定尺寸，使得报头内的空气流速不超过20英尺/秒以最小化压降和允许将来扩展。分布分支线被定尺寸，使得报头内的空气流速不超过30英尺/秒。矮小2" 上的一个100马力空气压缩机排出配管被替换并除去多余的空气干燥器消除不必要的压降。此管被捆绑到一个新的4" 从新的空气压缩机管到一个新的3000加仑空气接收器。一种新的2000 CFM压力流量控制器/需求膨胀是在新的空气接收器之后安装。新的需求膨胀机设定为85 psig的保持加或减1 PSIG与连接到专用控制全PID数字控制回路。现有的千SCFM主空气干燥器在与计算为小于575 ACFM平均气流压力较低的支撑的降低的装置负荷（鼓风机改造后）。

采用新的压缩空气系统设计，比功率提高了6 kW(每100 ACFM的空气流量)。每年节省的能源为80,586美元，简单的投资回报率为1.8年，而只有1年的能源激励。

空压机的设置使新的VFD空压机在大多数时间支持工厂的需求。当需求超过新的VFD空压机的能力时，现有的一台100马力空压机启动并100%负载运行。变频器的反应是在部分负载时减速并正常运行。这是通过设置VFD目标点为100 psig，卸载点为110 psig来实现的。其中一台100马力的空气压缩机被设置为运行负载/空载和负载在95 psig和卸载在105 psig没有调制。由此产生的比功率为每100 ACFM不到17 kW，比每100 ACFM提高了6 kW。

在每100 ACFM 17 kW的特定功率下运行的压缩空气系统的新年度能源成本为102601美元，消耗1015858美元
千瓦时。由此产生的能源节约为80586美元，简单的投资回报率为1.8年，只有1年的能源激励。

联系Kyle Harris或Creg Fenwick，电话:661-619-2470或电子邮件:kharris@accurateair.com。www.accurateair.com

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2012年1月