工业实用效率

多台空压机的中央监控

介绍

这是一家食品加工厂,其工艺和标准由FDA按照AIB标准进行控制。目前,压缩空气生产的年发电成本为每年116765美元。如果包括与操作辅助设备(如干燥器)相关的3323美元的电力成本,则操作空气系统的总电力成本为每年120088美元。这些估算基于0.085美元/千瓦时的混合电价。

压缩空气系统评估为减少压缩空气流量消耗和捕获空气压缩机中的余热提供了建议。根据每年运行6 240小时的空气系统,建议的项目组估计可减少这些能源费用$59 002。此外,这些项目将提高生产力并减少维护问题。

完成建议项目的估计费用共计68 800美元。该数字表示13.7个月的简单投资回收期。由于文章长度的限制,我们将重点介绍推荐的压缩空气管理和流量控制系统。manbetx客户端12-5下载

提出系统示意图

提出系统示意图

现有的压缩空气系统

生产系统每年运行6240小时。在所有班次中,该系统的负荷曲线或空气需求相对稳定。工厂空气由三台苏莱尔润滑油冷却的旋转螺杆压缩机产生——一台150马力,两台75马力。还有一台150马力的压缩机需要维修。周末空气由三台5马力罐装机组在线/离线供应。

在风冷后冷器之后,压缩空气进入水冷后冷器(仅在炎热天气下运行),然后通过一个节能空气控制器,该控制器将存储压力保持在约105 psig,系统压力保持在稳定的92 psig(标称)。92 psig的干燥空气进入所有主要工厂空气生产区。在空气保护装置从550 scfm运行到960 scfm后,流量计读数中观察到的流量。

双赢
“运行空气压缩机最有效的两种方式是‘满载’和‘关闭’。”
-唐·范奥默,美国空军

旋转螺杆式空气压缩机容量控制(润滑油冷却)

运行空气压缩机最有效的两种方式是“满载”和“关闭”

容量控制是在机组运行时限制输送到系统的输出气流的方法。这总是一个折中方案,在特定功率(cfm/hp)的基础上,它的效率永远比不上满载。

用于旋转螺杆压缩机的两种最常见的控制方法是调制和在线/离线。调制在较高负载时相对有效,但在较低负载时效率较低。

在线/离线控制是非常有效的负载低于60%时,适当的应用与足够的有效存储,以创造足够的时间来清除。还有一些其他的控制类型,例如,“可变位移”(75%到100%负载)和“变速驱动”(25%到75%负载),当应用正确时,它们有非常有效的下降。

这些控制装置必须正确安装才能有效地运行。管道和储气罐应该靠近设备,在满载时没有可测量的压力损失,以便信号与空气要求紧密匹配。

目前的系统具有在线/离线控制,具有相对快速的吹下和适当的存储。控制系统manbetx客户端12-5下载运行良好。

中央监测和空气管理控制系统manbetx客户端12-5下载

压缩空气系统集中监测和控制多个机组可以提供显著的能源节约和生产率的提高。通常,在PC硬件和适当的软件上安装这些系统将允许公司的人员从计算机网络上的任何PC上有效地控制、监视、操作和排序压缩空气系统。该设施的监控系统应该能够监控和记录系统流量和压力,并与当地的机载单元控制系统连接。manbetx客户端12-5下载这些系统提供信息和趋势数据,以最大限度地提高系统效率,降低维护成本,并减少计划外停机时间。它们可以设置为通过短信或电子邮件提醒工作人员压缩机警告、警报或关闭条件,以确保及时关注紧急情况。

这种类型的监控软件通常会分析感知到的运行状态,并根据需要使压缩机在线或离线,以最佳地处理需求。它们不应该按固定的顺序循环运行。这确保只有一个单元在部分负载下运行,而所有其他单元都是满载或卸载的。

尽管中央空气管理系统很有用,但如果训练有素的员工每天24小时、每周7天、一年365天都能及时响应任何情况变化,那么中央空气管理系统就无法完成工厂人员无法完成的工作。然而,这种人力资源并不容易得到。

监测功能不是直接的能源问题,但有助于电厂保持设施空气系统计划所获得的效率。一个应用良好的监测系统可以成为一个完整的中央压缩空气管理控制系统的组成部分。manbetx客户端12-5下载

双赢

“中央管理系统将在周末开始时自动关闭干燥机,并在周末结束时自动重新打开。”

-唐·范奥默,美国空军

√ 推荐项目(A)——增加中央压缩空气管理系统,采用趋势监测来控制多台压缩机的运行。这种空气管理系统应能使所有机组在85%的时间内保持满负荷,并使一台机组在85%的时间内保持部分负荷。它还应控制气动技术PE1500外接热干燥机的露点需求,并在周末关闭它,在工作日恢复运行。

项目A预计成果:

目前的工作日操作:总是有一个75马力的全速运行,因为大多数情况下,如果不是所有的时间,一个150马力和一个75马力加上缓冲罐支持是所有需要的。在80%的利用率下,75马力的测得怠速kW约为30 kW。这将平均为24千瓦,6240小时,0.085千瓦时= 12730美元/年。

周末操作:由于风干机不能正确和方便地关闭,在4小时或更长周期结束时,它被留在打开的与工厂的阀门关闭。显然,瞬态水蒸气会迁移回干燥机床,触发干燥机循环,并使用100 scfm或更多的吹扫空气,使一台75马力的机组保持35%的流量和49%的功率(68 kW x .49 = 33.32 kW)。

中央管理系统将在周末开始时自动关闭干燥机,并在周末结束时自动将其重新打开。

净节省(33.3千瓦×0.085千瓦时×2520小时/年)$7133

每年节省的电费总额为$19,863 /年

√ 推荐项目(A-1)–重新配置收割台和连接。将4“集管改为6”和90°交叉三通入口改为定向角入口。节余包括在项目A中。

回顾测量数据的性能曲线,可以看到,即使在高负载下,系统也无法保持150马力恒定,最终结果是随机单元在空载时的开启和关闭。产生问题的原因是湍流驱动的背压。也许可以设置不同的控制来抵消这种影响,但乱流问题仍然存在。如果三个压缩机都能在“短循环或后退”的情况下完全加载,那么3”十字三通进入4”管头似乎是非常可以接受的。

人工需求背景

如果空气系统使用尽可能低的流量和最低的有效压力,它将是最有效率的。因此,可以使用压力调节器来有效利用空气接收能力,并在最低有效压力下保持系统中稳定的空气流量。这避免了压力峰值,从而增加了所有非调节空气使用的流量,而没有提高生产率。它是不合理的,目前的系统浮动变化超过2-3 psig。目前的系统压力浮球显然是91 psig到91 psig。

人工需求是由于压力过大或系统超速而产生的空气需求,不会提高生产率或质量。“受控系统”的其他好处包括:

  1. 生产应该找到一个持续、稳定的压力,有利于稳定需求和提高生产率。稳定、固定的压力也可以通过固定重复性标准来提高生产运行的质量。
  2. 一旦系统稳定下来,流量和压力得到控制,工厂人员可以进行实验,找到最低的有效压力,这将优化流量需求。
  3. 适当尺寸的需求侧控制接收器和控制器通常可在其运行时间跨度内携带峰值需求事件,而无需开启或加载另一台压缩机。覆盖某些可识别的较大需求“事件”的存储应通过计算确定大小,以覆盖额外的流量。一旦确定尺寸,将决定是否在压缩机房或工艺附近安装所需的存储设备。

多台空压机的中央监控

低压对无调节流量的影响

在100 psig压力下,电厂500 cfm的无调节流量水平将自动降低,并大致降低,如下图所示,用于替代压力水平。这种减少被称为消除人为需求或系统超速。节省的示例包括:

  • 将压力降低到95 psig可节省25 cfm或5 HP
  • 将压力降低到90 psig可节省50 cfm或10 HP
  • 压力降低到85 psig可节省75 cfm或15 HP

全网络控制系统和变速驱动控制也将manbetx客户端12-5下载为任何需求不超过供应的系统提供稳定的压力——这种性能与存储无关

    该工厂已经安装了一个有效的中间控制装置,其中装有一个5000加仑的储存干燥空气的容器。油箱有一个单线入口,而不是通过它通常推荐。目前这似乎不是一个问题,目前也没有建议采取行动。

    结论

    压缩空气系统中央监控和控制动车组可显著节约能源和提高生产率。在某些情况下,当与储罐和流量控制器结合使用时,压缩空气系统可以得到显著改进。

    欲了解更多信息,请联系不范鲍鱼,美国空军,电话:740-862-4112,www.airpowerusainc.com。

    阅读更多技术文章,请访问www.ghtac.com/technology/compressor-controls。

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