公交制造审核

介绍

新的传单行业是一家温尼伯的重型总线制造商，为美国和加拿大市场供应车辆。本公司专业从事†替代燃料驱动器，如电动手推车，汽油 - 电动和柴油电动混合动力车辆;以及标准柴油公共汽车。

几年前，新飞的工厂经理要求对压缩空气系统进行审核，以解决工厂维护和生产人员面临的一系列问题。该工厂正在经历定期的低压事件，影响了油漆活动，打乱了工厂的生产计划。维护成本高，系统可靠性有待提高。新飞也对减少设备能耗感兴趣，并意识到压缩空气系统代表了一个很好的潜在的节能机会。他们的工厂设备正在老化，该公司有兴趣利用当地电力公司对能源效率升级的财政激励来升级他们的空气系统。该公用事业需要进行可行性研究才能合格。

曼尼托巴水电公司留下来对压缩空气系统进行研究并提出改进建议。本文讨论了该项目的研究和一些成果。

供应方面的审计

该工厂作为一条汽车装配线运行，每周7天24小时(8760小时)需要压缩空气为各种工厂操作提供原料。该设施的平均电费为每千瓦时0.0259美元，每月每千瓦时7.08美元。根据这些费率，混合电力的平均成本为每千瓦时0.0356美元。

数据记录器放置在设备的压缩机上数周，以确定压缩空气的能耗，并帮助构建空气使用概况。测井和现场观察发现，现有的4台空压机作为3个独立的系统运行。审计发现，包括空气干燥器在内的压缩空气总能耗为每年221.8万千瓦时，平均产量为700 cfm。这计算出平均系统比功率为36千瓦/100 cfm。该基准显示系统效率较低，存在显著的改进潜力。

系统1 -主系统

系统1通过一个固定循环干燥剂空气干燥机，使用一台200hp调节压缩机(带容量控制)提供主设备空气。另一台150 HP压缩机以调制模式运行，在高需求时期向工厂输送空气。这个较小的装置有一个相关的冷冻空气干燥机。

本系统对供应设备的监控和测试显示出以下问题:

200马力压缩机控制装置设置错误。机组采用螺旋阀容量控制和进口调节来控制压缩机的输出，但容量控制运行不正确，大大降低了机组的效率。对该装置进行了流量测试，发现其产能为满负荷的83%。
由于峰值空气流量超过了两台压缩机的容量，主系统正在经历低压事件。工厂压力下降到85 psi以下，导致工厂设备和机器关闭。
900 CFM干燥剂空气干燥器发生故障，消耗220碳气或其铭牌等级的25％。
干燥器过滤器导致高压差，这在高空气需求期间防止压缩机完全加载。
压缩机协调问题导致200 HP单位，最昂贵的单位运行，不断运行，即使在较轻装载的晚间和周末班次。该装置没有自动吹击控制。
冷藏干燥机以非循环模式操作，使其即使关闭相关的压缩机时也可以运行。

系统2 -爆破系统

该系统包括一个150马力的压缩机和制冷干燥机，并设置了一个独立的供应喷砂操作，用于清洁巴士框架。该压缩机安装时没有存储，运行时采用进口调节控制和压力开关卸载。单位是配备了auto-dual选择旨在卸载甚至关闭压缩机在轻负荷,然而,由于系统没有存储容量,压缩机连续运行的,快速循环加载和卸载操作之间尽管爆破空气只需要15%的时间。数据记录器显示，当主系统缺乏空气时，该压缩机负载较轻，因此在高峰流量时，它是一个很好的潜在额外容量来源。

系统3 -喷漆线和呼吸空气

由于工厂的压力问题，在过去的某个时候，工厂的油漆线从主工厂系统中分离出来，由一个独立的100 HP负载/卸载压缩机供应。安装了一个400加仑的存储接收器，但由于其容量小，系统过滤器和制冷空气干燥器之间的高压差，该装置快速循环，导致其消耗大量电力，即使系统的平均负载只有20%左右。另外安装了两个止回阀保护存储接收器，以保护涂装线不受瞬时低压事件的影响。这工作正常。在高峰负荷期间，这种空气系统也是一个潜在的额外空气来源。

结束使用审计

作为审计的一部分，对各种植物压缩空气使用的审查进行了措施，以确定是否有压缩空气需求减少的任何机会。这是一个耗时但是必要的过程，这基本上是对连接到压缩空气系统的每一个最终用途的彻底点评。每次使用都会评估可能的性能改进和/或压缩空气使用。找到了许多机会：

• 涂料展位过滤器和压缩空气管道的尺寸不足导致过度压降。这导致绘画操作比普通植物压力波动更敏感，迫使厂压力更高，导致压缩机能量消耗更高。
• 喷砂喷嘴维护效果不佳。在更换喷嘴之前，如果允许喷嘴过度磨损，会导致比预期的压缩空气消耗更高，在峰值流量时增加工厂的压力问题。
• 打开管道空气魔杖被用来清除爆破后从公共汽车框架清除爆破介质。这些魔杖被认为是安全危害，因为它们没有死头开关控制，产生过多的噪音和浪费的压缩空气，导致高于所需的峰值流量。
• 当时正在用气动绞车移动装配线。人们发现，这些大型空气马达所消耗的能量大约是等效电动机的10倍。
• 呼吸式空气净化器本质上是一个干燥剂空气干燥器，它的后端有一个催化转化器，从呼吸的空气供应中去除任何危险的一氧化碳。研究发现，即使在晚上和周末油漆作业不进行时，它也在持续运行。

研究结果

新飞厂曾一度使用单一的联合系统来满足整个厂的需求，然而，因为发现介质爆破作业所需的非常大的峰值流量会拉低主系统压力，为了保护主系统压力，一个单独的压缩机被放置在一边，以供给这些峰值流量的一部分。此外，当空气压力问题持续存在时，用新的专用压缩机将压力临界喷漆线从主系统中分离出来。

压缩空气审计显示，分离系统解决了关键区域的压力问题，但结果是整个系统运行效率非常低。在几乎所有情况下，三个独立的螺杆压缩机系统消耗的功率都比一个井控系统大得多。这是因为三个独立的系统现在将至少有一个压缩机在部分负载下运行(微调压缩机)。在带有标准定速螺杆压缩机的空气系统中，由于固有的较差的部件负载效率，导致效率低下的是装饰压缩机。

对该装置的流量剖面分析表明，原装置压力问题可能是由压缩机控制不良和系统容量不足引起的。基本上，工厂压力下降到低水平，因为工厂负荷的峰值(在媒体爆破期间)超过了现有压缩机的能力。随着单个100 HP VSD压缩机的增加，压缩机控制的协调，和一些负荷的减少，主要通过消除干燥剂空气干燥机清洗，压力的降低，和减少吹事件，研究表明，这三个系统可以组合成一个性能良好的系统，有足够的能力处理全厂高峰负荷而没有压力问题。

新系统

为了节省成本，新飞公司将现有的所有压缩机合并为一个系统，从而整合了现有的空气系统。现有的200马力压缩机已退役待机，打算仅在其中一台现有机组出现故障时运行。一旦淘汰了性能较差的干燥剂空气干燥机，并将三个系统结合起来，只需额外100 HP的压缩机容量就可以在峰值时维持工厂压力。这台新的100 HP VSD压缩机与现有的100 HP固定转速压缩机相匹配，两套压缩机结合在一起，可将200 HP的有效调节能力泵入新的3000加仑储油器。

由于涂料线需要比主要设备更高的压力，所以对线路的供应取自电子控制中间控制器的高压侧，该控制器在精确地105psi下调节主厂压力。基部150 HP压缩机已放置在该中间控制器的下游侧，降低其排出压力，降低功耗。这些单元已经设置为在单个压力频带内操作，该压力频带使用压缩机控制器内部的测序系统括起中间控制器的设定点。

新系统在200 HP的修剪容量方面表现良好，容易且有效地处理平均植物负荷。现在只有在发生媒体爆破时，现在需要150 HP基本单元，这约为15％的时间。随着新的负载和更高效的压缩机操作，系统能量效率随着24千瓦（包括空气干燥器）的平均消耗的组合系统而增加，同时产生490 CFM的平均流量。这计算了每100个CFM系统的更具25 kW的特定功率。

所有的空气干燥机已经转变为循环方式，制冷系统现在只在需要时运行，以响应实际的干燥机水分负荷。干燥过滤器已转换为雾消除型与低压差使压缩机控制更有效和降低所需的压缩机排气压力，降低功耗。

trim压缩机位于工厂内部，这意味着压缩的热量现在可以在冬季用来替代天然气的热量。根据目前的电厂负荷，这将为新飞节省约3.6万立方米天然气，按目前成本计算，每年价值1.2万美元，并减少温室气体排放。

维护减少和工厂可靠性

在这个项目之前，工厂的维护人员不能在正常生产的日子里不冒工厂压力问题而拆卸任何一台压缩机。这意味着常规的压缩机服务必须在周末或晚上进行，因为维护成本较高。当灾难发生时，压缩机会失灵，生产将受到影响，需要紧急租用昂贵的柴油压缩机。

新系统现在具有提供适当的厂房压力，其中一个压缩机退出服务。这显着降低了维护成本并降低了植物压力问题的频率。

实用激励措施

新飞龙电厂位于北美的一个地区，由曼尼托巴水电公司提供服务，该公司主要使用可再生水发电发电。作为典型的水力发电企业，这里的电价与北美其他地区相比相当低。这对客户有很大的好处，然而，从能源效率的角度来看，这使得仅基于节能的能源项目更难销售。幸运的是，马尼托巴水电公司通过其电力SmartÆ性能优化项目提供了大量的经济激励。该项目能够提供足够的支持，使项目回收期达到1.5年，在管理层可接受的回收期范围内。

设施管理讲话

“这个项目非常有吸引力，因为它适合我们的企业目标，支持安全和环境。”Tino Della Valle说，新的传单的设施工程和维护经理，负责航空系统升级，“我们的压缩空气系统停机时间不再是一个问题。从生产的角度来看，压缩空气系统表现现在对我们的用户来说非常不可见。“

“能够更新我们的设备，同时获得优秀的系统改进，这是一件很好的事情，在曼尼托巴水电公司的激励下，这就像以50%的折扣购买了设备。”

结论

这个项目是一个很好的例子，说明如何通过空气审计来理解系统，从而产生良好的结果。分析系统常常可以找到解决问题的方法，从而降低能源成本，提高系统的可靠性，降低维护要求。项目的节省和收益通常可以用来证明设备更新的合理性和支付费用。它还展示了公用事业激励是如何帮助推动那些通常不被管理层批准的项目的。

欲了解更多信息，请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司，电话:204-806-2085，邮箱:ronm@mts.net．

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