在宠物吹瓶厂压缩空气需求侧恶魔
2015年年中的某个时候，我接到一家大型塑料公司的项目工程师的电话。他的一株PET瓶栽遇到了麻烦。底线是:他们不能同时运行5台高产量的吹塑机——尽管他们在18个月前就能做到。
显然，首先要评估的是压缩机室，以确保空气压缩机尽可能接近100%，根据它们的年龄，并确保清理设备没有过度的压力下降。即使在工厂技术人员重建了空气压缩机和更换了过滤器之后，仍然没有任何改善
生产区域没有任何变化——没有安装新设备，瓶子大小也保持不变。唯一的积极变化是，管道已经被循环，管道系统的泄漏已经被发现并解决了。
如果压缩机房或生产区没有任何变化，会发生什么？经过多次辩论，决定需要引入外部资源来进行侦查工作并提出建议。以下文章概述了该系统，以及为确定问题而采取的步骤和最终建议。这个故事的寓意是什么？压缩空气系统问题的罪魁祸首并不总是在压缩机房…
空压机-检查输出与规格
该PET瓶厂的压缩空气系统由两台Bellis & Morcom水冷往复空压机组成。WH40 H3N的额定功率为400 kW(550铭牌电机马力)，容量为1135 acfm，它被用作装饰单元。
碱负载的单元是VH18 H3N Bellis＆Morcom水冷往复式空气压缩机，具有205 kW（300个铭牌电机马力）的额定值，容量为519 CFM。
随着VH18充当初级空气压缩机，当压力下降到570psig时，加载WH40空气压缩机，直到该装置再次卸载时压力达到595psi。
高压压缩空气系统年度费用计算
空气压缩机 |
气流容量 |
测量千瓦 |
CFM /千瓦 |
WH40 |
1135 ACFM. |
296.7千瓦 |
3.83 CFM / KW |
vh18. |
519 CFM. |
168.5千瓦 |
3.08 CFM / KW |
总计 |
1654年acfm |
465.2 kW. |
NA |
年运作时数 |
8,520 |
千瓦时/年 |
3,963,504 |
年电费($) |
206,102美元 |
*基于每千瓦时0.052美元的混合电速率
吹塑设备-计算的空气使用量是真实的吗?
有五台SIPA吹塑机、一台HS、一台FX和三台SFL。任何四台吹塑机都可以完全运行，但启动第五台机组会导致空气压力降至551 psig，因此FX吹塑机将以电子方式感应低压并关闭。
每个制造商吹塑设备的预计空气消耗量 |
|
FX. |
273 acfm. |
海关 |
123 acfm |
SLF 1,2和3 |
1260ACFM |
总计 |
1656 ACFM. |
1656 acfm的预计消耗量与两台空气压缩机的组合输出1654 acfm的容量相比，在压缩空气系统中留下的误差很小。如前所述，在我们到达之前，一名维修人员最近对空气压缩机进行了大修，空气压缩机似乎以最佳性能运行。
审计方法——我们做了什么?
钱表- kw监控:在调查过程中，我们测量了WH 40和VH18上的kW，以确定节电情况，在此期间使用记录kW表。如图1所示。
图1：本图显示了VH18往复式空气压缩机的测量kW使用。
系统检测压力监测:在压缩空气干燥器之前，在WH40上安装了压力传感器。根据我们的传感器记录，WH40空压机的负载和卸载压力从555到600psi不等，传感器设置为1秒的增量。
安装此压力传感器后，我们开始观察五个吹塑机对压缩空气系统的影响。压力变化超过120磅/平方英寸，导致FX吹塑机因压力低而进入默认状态。
真正的信息流测量:我们最初在SLF2上安装了1.5英寸CDI流量计。该机漏气率为78 cfm，运行时流量为270，包括漏气。
接下来我们将CDI流量计移动到SFL 1吹塑机，以确定该机上的泄漏。在机器重新启动之前，我们记录了泄漏速率为77 cfm，包括泄漏在内的总操作流量为224 cfm。值得注意的是，该测量流量低于SIPA技术数据中列出的420cfm流量。
当SFL 1吹塑机重新启动时，发现调节器下方与WH40空气压缩机处的压力读数之间存在20 psi的压差（如图2所示）。这是一个主要问题。
图2:上图显示了SFL1吹塑机cfm中的气流。
当机组加压但未运行时，仪表在确定所有铸模上的泄漏量时至关重要。
每CDI流量计测量的泄漏量 |
|
FX. |
85 CFM. |
海关 |
160 cfm |
SLF 1 |
77立方英尺 |
SLF 2 |
280 CFM. |
SLF 3 |
54 CFM. |
总计 |
656 CFM. |
爆料:泄密=大事
泄漏测量表明，压缩空气总产量的39%因泄漏而损失。在每个鼓风机上安装流量计之前，无法知道泄漏情况。事实证明，泄漏是空气压缩机保持正常压力以维持生产的主要障碍。以每千瓦时0.052美元的电价计算，这种泄漏每年将花费81700美元。
空气接收器——拼图中缺失的一块
主顶部3英寸管道的长度等于约633线脚。随着WH40上现有的20-PSI压差，主标题提供仅44.8立方英尺的容量。仅在存在压差时才发生存储。基于该系统的运行方式，当系统达到低压水平时，架空线路没有存储在架空线中，并准备好压缩机。
安装在SFL吹塑机过滤器上的压力表识别出压力差是由于压缩空气无法以满足吹塑机直接流量要求的速率通过过滤器和调节器的结果。据计算，流速为20.65英尺/秒(乘以60秒= 1239 cfm)。计算方法是将cfm流量计的读数与管道尺寸相结合，以确定管道段的每秒英尺数。美国能源部的压缩空气挑战赛建议，任何超过每秒20英尺的速度都将导致压力损失。
现有的1.5英寸管道将空气输送到成型机，其速度为44.32英尺/秒，压力为470 psi，流量为1239 cfm。在压力范围的最末端，Bellis & Morcom的卸载压力为570 psi，但速度仍然过高，达到每秒36.7英尺。
测量KPI: kW，流量，压力，露点-网络研讨会记录下载幻灯片并观看免费网络研讨会的录制学习：
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立即行动要求
- 尽快修复吹塑设备上的空气泄漏。
- 吹吹机上的栏杆稳压器，改变入口过滤器元件，以消除20-psi压降。
- 将系统空气压力从580 psi降至所需的最低水平，以使产品符合所有五台吹塑机的质量控制要求。通过反复试验，我们确定，即使在FX吹塑机上，464 psi的设定值也能生产出良好的瓶子。重置FX吹塑机上的低压停机。
任何压力调节必须缓慢且有条不紊地进行。空气压缩机最初装入570并分别在595 psi下卸载。五个吹塑模板最终在464 psi工作，长时间运行，仍然生产质量瓶。图3显示了在降低压力之前的WH40负载率，图4显示了压力降低后的负载率，并且绕过吹瓶机的调节器和过滤器。
图3：该图显示了减压措施前空气压缩机WH40的功率和压力读数。
图4：绕过吹瓶机的调节器和过滤器后，压力要求显着降低。
通过修复一些吹风机的内部泄漏、绕过过滤器并降低压力，所有五台吹风机都可以正常生产并达到适当的质量。然而，这个不是一个长期的解决方案。
长期稳定所需的变化
实施减少泄漏计划：流量计测量的总泄漏为656 CFM。每千瓦时的电气速度为0.052美元，这一泄漏每年为81,743美元。该工厂需要实施具有适当预算的吹塑料泄漏减少计划，以监测和修复所有吹塑机和压缩空气管道系统的泄漏。流量计，花费3100美元，也应该安装在五个吹塑模板中的每一个。这些设备应绑定到建筑信息系统或独立数据记录器中。这些行动的投资回报率约为0.5个月。
在使用点安装空气接收器：在每台吹风机上安装一个200加仑的储气罐，可以降低压力并获得足够的流量。它还将保持每台机器的压力，以稳定产品质量。预计投资30000美元，直接投资回报约为14个月，不包括产品质量改进和产量增加。
系统压力为580 psi，目前在465 ~ 500 psi之间运行，同时保持了生产质量。这种压力的减少减少了213 cfm的压缩空气消耗，相当于每年27,331美元(按目前压缩机效率计算，每千瓦时为0.052美元)。
服务空压机中间冷却器:空气压缩机的中冷却器过热，需要风扇以保持温度。中间冷却器应进行维修，应检查冷却系统进行水流量和温度。
使用流量计进行预防性维护：压缩机输出可能是可疑的 - 即使最近提供服务。每个压缩空气干燥机后，应安装在3英寸线上的流量计，以监控压缩机输出并确定需要服务时。流量计投资需要2000美元，导致潜在的投资回报率为1年，通过明年减少维护。
在主管道之前安装空气接收器：随着空气压缩机快速循环，它们持续过度磨损，并以更高的功率运行。为了解决这个问题，工厂应该在空气干燥器后安装一个1060加仑的高压储气罐，以及一个需求控制器。空气接收器和控制器的投资为30000美元，由于空气压缩机的维护减少和系统压力降低，潜在的投资回报率将低于2年。
执行低压系统泄漏检测程序:如前所述，在吹风机和高压压缩空气系统提供的辅助设备上，操作空气泄漏是非常严重的。流量计应安装在低压空压机的4英寸低压管道上。需要1300美元的投资，随着泄漏补救计划的实施，投资回报率将在一年之内。
清除需求端恶魔
在我们的审计期间，发现需求侧的恶魔，其中一些人在72小时内吹扫。降低系统压力并在调节器/过滤器上打开旁路。但是，允许五个吹塑商允许恢复生产行动的直接行动不是永久性修复。
关键是实施所需的改变，以长期稳定的系统与现有的空气压缩机。与需求相比，任何具有边缘性能力的系统都必须进行监控，因为需求方面的问题会产生操作上的问题。如果没有实施这些改变，系统将滑回以前的情况-离开它没有足够的压缩空气供应。
如果您有涉及PET吹瓶或系统容量的问题，您可能在需求侧存在隐藏问题。首先查找本文概述的明显问题，如果您需要其他帮助，请联系您信任的审核员。
更多信息，联系Pete Rhoten, Air Engineering LLC.电话:(774)-696-6574，电子邮件:prhoten@theageng.com.， 或者可通过电子邮件联系压缩空气技术公司的Greg Fitzpatrickgreg.fitzpatrick@verizon.net.。
阅读更多系统评估，访问airbestpractices.com/system-assessments。
