波音加拿大温尼伯压缩空气项目获得认可

波音加拿大温尼伯公司（BCW）被公认为2013年波音企业全球最佳改进项目。一个跨职能项目团队，包括BCW员工、马尼托巴省水电技术支持和联盟工程服务有限公司的设计工程师，使用创新的高压储存装置来减少空气压缩机的所需尺寸，并节省大量的公用电能和需求费用。

BCW是加拿大最大的航空复合材料制造商之一。该工厂为波音商用飞机生产近1000个终端复合部件和组件，特别是737、747、767、777和787飞机模型。

压缩空气审计

在温尼伯现场最近扩建之前，马尼托巴省的液压压缩空气审计发现该现场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，离心式压缩机是优秀的基本负载机器，但是，当应用于BCW现场的流量时，证明与负载曲线不兼容。

当复合材料零件制造时，它们必须在称为高压釜的大型压力容器中烘烤。大到足以容纳一辆城市公共汽车的热压罐，必须用压缩空气对其进行加压。这种填充是由一个配方控制的，该配方要求容器在一定的时间内填充到所需的压力。旧系统最初设计为为高压灭菌罐充填操作提供4,500 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;将可用产能降低到3000cfm。在过去五年中购买了两个更大的热压罐，然后将所需的最佳填充速率提高到5500 cfm。

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填充导致BCW的压缩空气流量曲线在正常生产期间出现高峰，但低谷。当两台大型离心机满载运行时，峰值出现的时间不到10%。其余时间，离心机将降低负载并进入排放模式，这是一种低效的压缩机运行方式。Whi两台350马力的大型压缩机的平均负荷约为700立方英尺/平方英尺，以其满载功率的85%运行。系统特定功率（衡量在生产一定量的压缩空气时消耗的功率）被测量为每100立方英尺/平方英尺约65千瓦。新的生产水平要求使用第三台离心式压缩机，并且要购买的第四个单元。

BCW工作人员试图在填充周期之间关闭其中一个单元，但仍然收到较差的结果。BCW使用的离心机很难启动。在尝试实施停机策略时，压缩机遭遇了一系列重大电机故障。为了获得最大的可靠性，机组必须使用吹扫保持在调制模式，这是运行这些机组最低效的方式。

新制度

随着场地的扩建，完全重新设计压缩空气的生产方式。BCW的工作人员开始解决这个问题，并提出了一个创新的解决方案，类似于之前在他们的氮气系统上做的一个项目//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。

新的系统使用四个旋转螺杆压缩机和两个增压压缩机，以提供足够的工厂空气，以覆盖正常的生产活动和新的更高的高压釜填充。与运行中的压缩机提供高填充率不同，所需的空气以高达280psi的压力储存在位于压缩机室外面的两个25000 USG大接收器中。使用50hp高压增压压缩机和相应的100hp 125psi额定基础单元，将这些空气缓慢地添加到存储中。当需要填充高压釜时，多达5,500 cfm的空气从仓库流出，相当于1375 HP的空气压缩机容量。增压机的运行由曼尼托巴水电公司设计的需求管理系统控制，该系统可以监视主要设施的功率峰值，如果它们增加电力账单上的峰值需求费用，则关闭增压机。这个系统将储存空气的成本降低了大约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;因此，有一半的压缩机可以退出使用，而不会影响生产能力。两台225 HP VSD型螺杆压缩机与两台100 HP基础压缩机一起安装，为两台50 HP高压增压器提供进口空气。两个循环空气干燥器与双平行除雾器风格过滤器有效地条件下的主要工厂空气。即使是在冬天，储存的空气也会被干燥到-40摄氏度的露点。压缩机室的管道尺寸与所有压缩机的容量一致，从而使整个系统的管道压力损失最小。

系统布置使用高压储液罐

所有压缩机控制，在一个狭窄的压力带内，通过一个复杂的顺序控制系统和VSD压缩机的精确调节。manbetx客户端12-5下载该系统的设计是这样的，通常四个主要压缩机中只有一个在运行，另一个在工作。如果一个热压罐的填充超过两个活动压缩机的容量，一个特殊的填充阀将存储的空气添加到系统中，以保持稳定的工厂压力。如果操作导致工厂压力下降到不可接受的水平，每个热压罐上额外的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

在安装新的压缩空气设备时，BCW工作人员还对其泄漏和不适当的最终使用水平进行了研究。由于他们的努力，平均空气流量从750立方英尺下降到425立方英尺，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Gerry Glor说。“油浸式螺杆压缩机结合增压压缩机和5万加仑的高存储容量，使高压灭菌器的操作更加灵活，系统的维护和能源密集程度也大大降低。”

该设施的基本情况压缩空气能耗估计为480万千瓦时，峰值需求为970千瓦时，每年的运营成本约为33万美元。新系统消耗约669,000千瓦时，峰值为285,000千瓦时，运营成本为64,650美元/年，运营成本降低了80%。

新空压机的热量在压缩机区域回收。

改进摘要

• 在新位置安装新压缩机和干燥器
• 加了50000加仑的高压储液罐
• 实施压缩机需求控制
• 在新压缩机中包括VSD控制
• 改进的压缩机顺序控制
• 增加了循环式干燥机
• 升级的露点控制干燥剂干燥机
• 创建低差过滤
• 安装过大的压缩机房管道
• 提高了压缩机房间热量的压缩热回收
• 创建低损耗冷凝水排水管
• 选择用于低比功率的新压缩机
• 实施泄漏和损耗计划

增加压力如何节约成本 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270000加仑的超大储存罐。 在约280 psi的更高压力下储存空气需要额外的能量，但会大大减少所需储存接收器的尺寸和所需压缩机的容量。将180 psi的储存压差置于90 psi的填充要求之上，可将储存尺寸减少9倍，只需约30000加仑大量的储存。 尽管能量要求更高，助推器现在运行的时间不到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%。

有关更多信息，请访问压缩空气挑战®网站或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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