在三菱日立电力系统加拿大公司，CAC培训可节省成本

参加了由萨斯喀彻温省电力公司SaskPower主办的压缩空气挑战赛的压缩空气系统基础研讨会，对位于萨斯卡通市的三菱日立电力系统加拿大有限公司(MHPSC)的高级工程师Jayson Koroll来说是富有成果的。在研讨会上展示的信息提供了足够的灵感和指导，使MHPSC在将两个独立的压缩空气系统合并为一个系统时获得了显著的节省。除此之外，他所做的测量还发现了一个VSD控制的压缩机的错误调整，这是之前未知的，导致压缩机运行非常低效。

图1:MHPSC设施专门为发电行业处理大型部件。

出身背景

加拿大MHPSC是一家大型工厂，专门加工和制造用于发电(燃气轮机、大型水电、风力发电)和深海石油和天然气作业的大型部件。小型加工和制造也在该设施中完成，以及焊接和管道制造。

该设施运行的总压缩机容量740马力，安排在五个独立的系统:

• 小型机械车间供应:100hp变频器
• 大型机械车间供应:40马力
• 大型焊接车间供应：100hp VFD
• 喷砂室供应（2个8喷嘴）：150马力
• 锥形鼓风供应(4 x No 8喷嘴):350马力

在参加CAC会议后，MHPSC为两个系统（大型和小型机器车间）购买了流量计，以测量压缩空气总产量。由于这两个系统的管道在物理上紧密相连，因此有机会将两个系统连接在一起以节约能源。读数表明，两个系统中的压缩空气需求量确实很低，足以使100 hp VFD压缩机为组合系统提供空气。

在此之前，需要对管道进行一些修改。预算短缺导致项目延期，直到小型机械车间的压缩机意外故障并停止使用。在紧急情况下，运行一些临时管道连接两个系统。该管道尚未拆除，系统作为一个由一台压缩机供给的组合系统继续成功运行。在改造前后，大型机器车间压缩机上都安装了功率计，并确认将这两个系统结合起来每年可节约能源成本超过14400美元。这些节省主要是由于40 hp定速压缩机的低压运行和空载运行时间的减少。向VFD压缩机添加负载可使机组在其曲线的更高效部分运行，从而节省额外的功率。

在功率测量过程中，高级工程师绘制了功率与流量的曲线，并与VFD压缩机的CAGI曲线进行了比较。基线读数显示，由于内部调整问题，压缩机运行效率低下。一些内部调整允许压缩机在低负载下以调制方式运行，而不是在负载低于最低速度的情况下以更高效的启动/停止模式运行。这种错误调整意味着压缩机产生的空气比功率高达60kw / 100cfm，而正常情况下约为24cfm / 100cfm。需要指出的是，测试是在现场进行的，基于测试计量和不符合CAGI测试标准的操作条件，因此预计与规定值会有一些差异。

联系了压缩机供应商，他们提出可以调整压缩机，使其正常运行。人们认为，这些调整将使机组更符合原来的规格，甚至节省更多的电力成本。

图2：内部调整问题导致该VFD控制的压缩机在进行调整之前运行效率低下。

以下是来自三菱日立加拿大电力系统有限公司(MHPSC)的Jayson Koroll回答的采访问题:

问：你在贵公司的职位和职责是什么？

A：临时维修经理和生产技术高级工程师

问:你能描述一下贵公司在贵工厂做什么，并说明一些基本情况吗?

答：各种功能：

• 大型机械加工：燃气轮机外壳、大型液压零件、大型阀门和阀环、深海石油和天然气钻井部件。
• 小型机械加工和制造:气体和汽轮机更换零件，石油和气体零件。
• 制造和焊接：风塔、压力管道、压力容器、工艺管道
• 电力部门/现场服务：燃气轮机和蒸汽轮机的计划内和计划外维护。

问:在培训前，你对压缩空气效率的基本知识是什么?

答:作为一名机械工程师，我对空气在管道中的流动、空气的可压缩性以及使用不同的压缩方法压缩空气所需的不同能量有很好的了解，包括级间冷却以减少压缩空气所需的能量。

我对我们的一家商店进行了能源审计，确定压缩空气消耗了商店75%的能源。除了350马力的压缩机外，该车间还有其他大型设备，包括可弯曲3“厚材料的弯曲辊、两台700A埋弧焊机、一台等离子切割台。

问：在展示的材料中有没有给你带来什么惊喜？

A:这些是大的:

• 空气工具输出的能量与压缩空气所需的能量之比为15%。在爆破应用中，该比率降至2%。
• 压缩机每年所消耗的能量。这大约占我们工厂年耗电量的1/3-1/2，我们工厂有大约700马力的空气压缩机。
• 在压缩机的使用寿命期间，电力成本占压缩机运行成本的80%以上。
• 车间压力每下降2psi，能源成本就会下降1%。

问:你从中学到了什么对你的系统有帮助?

A:除非万不得已，不要用压缩空气来驱动工具。我们买了一个1马力的旋转头工具清洗管道，一个选择是有马达空气驱动。按照我的指示，我们购买了电动机。商店正在尝试使用一些电动研磨设备来取代店里的空气研磨机。

一个SCFM的空气是100美元/年的能源。

我为两个商店买了流量计，并在商店不运行时监测空气流量。这表明，当商店里没有人的时候，有50个SCFM被使用。我们还使用了流量计，以确保在一个压缩机上运行两个商店足够大。

问:你做了什么来减少你的能源消耗?

答:我们把压缩机的排气压力从135磅降至115磅，车间压力从120磅降至110磅。我们合并了两个商店的压缩空气供应，所以只有一个压缩机和一个干燥机在运行。

问:升级系统有什么好处?

答：理论上：

• 50个SCFM泄漏减少了8% =每年节省了400美元
• 20 psi的压缩机压力相当于10%的节能。根据能源审计，这相当于每年节省4400美元。

实际:

• 在100hp和40hp压缩机上使用三相电能表进行能源审计，结果显示每年节省净电费9600美元。这不包括40马力压缩机的维护费用或2^nd干衣机。
• 总节省= $14,400/年。

问：在你的情况下，你对其他人有什么建议吗？

A:以下是我的建议：

• 找到你的泄漏。在我们的情况下，泄漏占了需求的20%。
• 关闭压缩机。像我们这样的商店倾向于在365年7月24日关闭压缩机。新的压缩器具有控制器和软件，允许您按计划运行压缩器。关掉它们，在你们的车间管线和储罐之间安装一个隔离阀，这样你们的储罐就不会因为你们的车间泄漏而耗尽。这将允许您的系统在生产开始备份时快速加压。
• 不要买非循环制冷剂干燥机，买循环制冷剂干燥机。这是最小的资本成本节约(10%)，它将使用一个恒定的能量，无论有多少空气通过它的剩余生命。
• 大小合适的空气接收器。不要相信压缩机输出每SCFM 10gal的一般规则。大小，以便您可以关闭压缩机一个合理的长时间，10-15分钟的时间，每个周期。
• VFD压缩机的效率非常低，低于其最大容量的50%。请参阅下面我计算的信息，这些信息不在我们的100hp压缩机的CAGI表中。也许CAGI应该要求VFD效率降低到额定输出的10%
• 正确调整压缩机的尺寸。无论您购买的压缩机类型是装载/卸载还是VFD，如果其尺寸过大，您将为其剩余寿命支付资金和电力。压缩空气最有效的方法是将压缩机的尺寸设定为平均工作时间需求的80%，并配备足够大的储气罐，以覆盖需求高峰。

图3:基线测量确定了其中一个压缩机的效率问题。

小型能源效率项目的结果和Jayson Koroll的采访问题显示了新发现的知识在帮助工业压缩空气系统做出重大改进方面的力量。这一效果一次又一次被CAC研讨会与会者的行动所证明。

Jayson遵循CAC的压缩空气系统基础知识研讨会中概述的建议步骤，调查了他的两个系统并制定了基线。这些测量结果表明，有很大的改进潜力。杰森方面采取了良好的主动行动，将这些知识转化为行动，这是所有改进的必要步骤。

有关更多信息，请访问压缩空气挑战®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.

阅读更多空气压缩机控制系统评估的文章,请访问//www.ghtac.com/system-assessments/compressor-controls。