波音加拿大温尼伯压缩空气项目获得认可

波音加拿大温尼伯(BCW)被公认为全球波音企业2013年最佳改进项目。一个跨职能的项目团队，包括BCW员工、曼尼托巴水电技术支持人员和来自Alliance Engineering Services, Inc.的设计工程师，使用了创新的高压存储，以减少所需的空气压缩机尺寸，并节省大量公用能源和需求费用。

BCW是加拿大最大的航空航天复合材料制造商之一。该工厂为波音商用飞机生产近1000个最终产品复合零件和组件，特别是737、747、767、777和787机型。

压缩空气审核

在温尼伯基地最近的扩建之前，马尼托巴省Hydro公司的压缩空气审计发现该基地的压缩空气系统效率低下。该系统使用离心式压缩机生产压缩空气，离心式压缩机是很好的基本负荷设备，但是，当应用于BCW现场的流动时，证明与负荷曲线不兼容。

制造复合材料零件时，必须在称为高压釜的大型压力容器中进行烘焙。高压灭菌器大到足以容纳一辆城市公共汽车，因此必须使用压缩空气对其进行加压。该填充由配方控制，该配方要求容器在一定时间内填充至所需压力。旧系统最初设计用于为高压釜填充操作提供4500 cfm，但由于离心压缩机的可靠性问题，通常只有三台机器中的两台可用；将可用容量降低到3000 cfm。在过去五年中购买的两台较大的高压灭菌器将所需的最佳填充率提高到5500 cfm。

所有压缩机均通过精密的顺序控制系统和VSD压缩机的精确调节在狭窄的压力范围内进行控制。manbetx客户端12-5下载

在正常生产过程中，这种填充会导致BCW的压缩空气流动曲线有高峰值，但低低谷。当两台大型离心机满载运行时，峰值出现的时间不到10%。在剩下的时间里，离心机会减少负载，进入放空模式，这是一种效率低下的压缩机运行方式。两台350马力的大型压缩机在平均负载约700 cfm的情况下，以85%的满载功率运行。系统比功率(一种测量在生产给定数量的压缩空气时所消耗的功率的方法)被测量为每100 cfm约65 kW。新的生产水平需要使用第三台离心分离机，并购买第四台离心分离机。

BCW的工作人员试图在填充周期之间关闭其中一个单元，但仍然收到不好的结果。在BCW使用的离心机的风格很难开始。在尝试执行关闭策略时，压缩机遭遇了一系列主要的电机故障。为了获得最大的可靠性，机组必须保持在使用放空的调制模式，这是运行这些机组效率最低的方式。

新系统

完全重新设计压缩空气生产方式的机会伴随着待定的场地扩建而来。BCW的工作人员开始着手解决这个问题，并提出了一个创新的解决方案，该方案仿效了之前在他们的氮气系统上完成的一个项目//www.ghtac.com/system-assessments/air-treatment/n2/nitrogen-system-innovation-boeing）.空气压缩机和干燥机将被重新安置到工厂的不同区域，并使用不同风格的压缩机。

新系统使用四台旋转螺杆压缩机和两台增压压缩机提供足够的工厂空气，以覆盖正常生产活动和新的高压釜填充。压缩机运行时不提供高填充率，而是将所需空气储存在压缩机室外的两个25000 USG大型储气罐中，压力高达280 psi。使用50 HP高压增压压缩机和相关的100 HP 125 psi额定基本装置，将这些空气缓慢添加到存储器中。当需要填充高压灭菌器时，高达5500 cfm的空气，相当于1375 HP的空气压缩机容量，从存储中流出。增压压缩机的运行由马尼托巴水力设计的需求管理系统控制，该系统监控主设施的功率峰值，如果增压器会增加电力账单上的峰值需求费用，则关闭增压器。该系统将储存空气的成本降低约25%。

新系统采用四个旋转螺杆压缩机和两个增压压缩机。

主压缩空气系统设计为100%冗余；也就是说，一半的压缩机可以在不影响生产能力的情况下停止使用。安装了两台225 HP VSD型螺杆压缩机，两台100 HP基础压缩机为两台50 HP高压助推器提供进气。两台带双平行除雾器式过滤器的循环空气干燥器可有效调节主厂房空气。储存的空气用空气干燥器干燥至-40 C露点，用于室外储存，即使在冬季也是如此。压缩机房管道的尺寸应满足所有压缩机的完整容量，从而使整个系统的管道压力损失最小。

系统安排采用高压存储

所有压缩机均通过精密的顺序控制系统和VSD压缩机的精确调节在狭窄的压力范围内进行控制。该系统的设计使四台主压缩机中通常只有一台在运行，另一台在充注工况下工作。如果高压灭菌器填充超过两台主manbetx客户端12-5下载动压缩机的容量，则专用填充阀会向系统中添加存储的空气，以保持稳定的工厂压力。如果操作导致设备压力降至不可接受的水平，每个高压灭菌器上的附加控制阀会自动限制进入容器的空气流量。

工厂的压力是非常稳定的，即使是由于热压罐填充的大流量

BCW的工作人员还在安装新的压缩空气设备时，对其泄漏和不适当的最终使用水平进行了工作。由于他们的努力，平均空气流量从750 cfm下降到大约425 cfm，节省了更多。”离心压缩机提供了足够的流量，非常清洁的压缩空气来源，但从能源和维护的角度来看，操作非常昂贵BCW的工程专家格里•格洛尔(Gerry Glor)表示。”油浸式螺杆压缩机与增压压缩机和50000美国加仑的高储存量相结合，使高压灭菌器的操作具有更大的灵活性，并且系统的维护和能源密集性大大降低。”

该设施的基本情况压缩空气能耗估计为4800000 kWh，峰值需求为970 kVa，运营成本约为每年330000美元。新系统耗电约669000 kWh，峰值285 kVa，每年运行成本为64650美元，运行成本降低80%。

新空压机的热量在压缩机区域回收。

总结改进

• 在新位置安装新的压缩机和干燥器
• 增加了50000加仑的高压储存，并配有填充控制
• 实施压缩机需求控制
• 包括VSD控制在新的压缩机
• 改进了压缩机的顺序控制
• 添加cycling-style烘干机
• 干燥剂干燥器露点控制的改进
• 创建低差过滤
• 安装超大压缩机室管路
• 提高了压缩机房间热量的压缩热回收
• 创建低损失冷凝水排放
• 选择低比功率的新压缩机
• 执行泄漏和损耗计划

如何加大压力才能节约成本 将压缩空气提升到更高的压力以储存需要额外的能量，但在某些情况下，这样做有助于节省其他成本。BCW需要5,500 cfm的空气流动9分钟，以便快速充满大型热压罐。他们本可以购买足够的压缩机容量来提供这种填充加上工厂生产需求的峰值——所有这些都在同一时间。然而，这也有一个电力成本惩罚，因为它造成高电峰，导致非常低的系统效率。 在低压下储存空气是可能的，但需要一个27万加仑的超大容量储存容器。 在约280psi的更高压力下储存空气需要额外的能量，但大大减少了所需存储接收器的尺寸和所需压缩机的容量。如果存储差大于90psi，则存储空间减小了9倍，只需要大约30,000加仑的存储空间。 尽管需要更高的能量，助推器现在的运行时间不到15%。这比一直运行部分负载的离心压缩机来处理极端的峰值要经济得多。 BCW按能源(千瓦时)和高峰需求(千瓦时)收费。电费的需求部分约占电费的30%。在BCW，高压储存充填由需求控制器控制，因此它只在非高峰时运行，消除了相关的需求费用，能源成本增加了约5%。

更多信息请访问压缩空气挑战赛网站或联系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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