云计算与空气压缩机网络模拟
生产部抱怨由于空气供应相关问题而频繁停工。它需要一个更可靠、稳定的压缩空气来源。维修部门表示，为了提高系统的可靠性和稳定性，需要更换一台旧的压缩机。也许可以购买一个比目前需要的更大的，以预期未来的空气需求增加。在做出财务承诺之前，管理层希望保证投资能从支出中获得良好的回报。为了比较和评估替代方案，必须建立一个基准来确定运行当前系统的成本。必须进行评估，以确定节省的机会，并确定美元价值。需要回答有关评估费用和预期回报的问题。
将评估服务外包给压缩空气系统专家成本高昂。拥有全天候运行的大型工厂空气系统的公司可以承担与外部资源签订合同的费用，因为通过全面评估可能节省大量资金。但中小型公司也需要解决各自压缩空气系统的可靠性和运营成本问题。这些较小的公司占美国制造企业的90%，是压缩空气市场的重要利益相关者。统计数据汇编在一个数据库中压缩空气市场评估市场的供应侧由美国能源部委托进行的调查显示，72%的设施拥有4台或更少的压缩机。其中大多数都不是全天候运转。这些公司的潜在回报在经济上可能不足以证明聘请外部顾问是合理的。需要探索协助进行全面评估的其他资源。这些可能包括:
- 权力机构。
- 压缩机分配器。
- 压缩空气设备制造商。
- 独立的审计机构。
- 能源管理公司。
- 政府机构。
良好的第一步是使空气压缩机网络处于控制之下并高效运行。要查看的选项包括：
- 重新安排压缩机网络的级联压力计划。
- 安装自动压缩机排序。
- 根据能量算法旋转压缩机。
- 在网络中增加一个更高效的VSD压缩机，可能是为了从其过剩的电机容量中产生一个备用能源。
- 增加空气存储。
- 应用压力控制。
开始评估过程，在压缩机房进行供应侧评估。压缩机消耗的能量约占压缩空气产生成本的80%。提高压缩机性能提供了显著的成本节约机会。此外，必须建立一个基准，以评估可用的能源效率改进措施。需要制定具有特定目标的商业计划，以升级和改进工厂空气系统。了解压缩机的运行成本对于制定和成功实施总体计划至关重要。
对于系统较小的公司，管理层可能会考虑让内部人员来做这项工作。事实上，之前引用的压缩空气市场评估显示，45%的用户受访者认为他们的内部员工有能力执行研究服务。如果他们有仪器和软件工具来记录数据，评估可以在内部进行。然而，协助分析可能需要与压缩空气专家一起工作。
许多压缩空气专家通过互联网上的远程网络提供服务。专家预先配置仪器并将其发送给客户以收集现场数据。然后将仪器返回给专家进行数据分析和解释。发布一份报告，其中包含以管理层可用于制定有关空气系统的业务决策的格式呈现的所有相关信息。
其中一个叫做SCADAR的项目™, 使用先进的硬件、最新的软件和云计算解决方案，提供一种简单、低成本的评估空气系统的方法，使压缩空气供应端能够快速、轻松地进行审计。它是一种压缩空气分析工具，允许中小型电厂使用本地或内部人员执行所需的数据收集。签约的压缩空气专家将预配置的数据记录器发送给客户，并通过电话和互联网与现场人员协调项目。返回单元后，专家使用SCADAR执行分析™ 云计算软件。结果发布在云上，供授权人员访问和查看。通过消除专家现场时间的成本负担和相关差旅费，评估服务变得更加实惠。利用云计算解决方案是执行分析和开发管理可视化演示的一种快速简便的方法。可以通过模拟对提高网络运行效率的升级进行量化。此外，一旦确定了压缩机房的成本和节约机会，就可以制定成本效益高的综合压缩空气系统研究计划，对整个现场特定设施进行扩展评估。
斯卡达尔酒店™ 审计
简化的分析解决方案简化了压缩空气系统审核流程。由压缩空气专家预先配置的单通道、电池驱动的专用数据记录器包装在保护性运输箱中，运至工作现场。
本地服务提供商或内部人员安装记录器。至少记录空气压缩机消耗的功率和压缩机房内的压力分布。数据记录器也可用于记录其他参数，包括需求侧压力、温度、露点和流量，但需额外付费。在代表性生产周期内记录数据。然后将记录器断开连接，在装运箱中重新包装，并返回给专家，以便将数据上传到云计算平台。专家对记录的数据进行高级制图、绘图、模拟和报告。最终报告发布在云上，供客户端查看。
分析
为了启动审计，客户必须首先提供有关项目的信息。专家至少需要知道其位置、联系人、压缩机型号及其额定性能。为便于编制压缩机规范，CAGI数据表可用，并可通过压缩机制造商网站使用快速链接访问。
最终分析所需的性能参数输入SCADAR™. 云计算软件将信息组织起来传输给指定的记录器。压缩空气专家根据研究的既定目标组织审计。记录器现在已准备好开始其分配的功能。
客户接收预先编程的记录器，并安排将其安装在适当的压缩机或仪器端口上。记录器手动启动以记录数据。返回记录器后，专家将数据上传到云中，并开始分析功能。
制图程序: SCADAR™填充一系列预定义的表格图表。专家可以从显示压缩机房间剖面的表库中选择。下面的示例说明显示了压缩机功率和成本对于20天的审计期和外推的年度总额。
图1所示。表格图说明
表格可供专家显示:
- 压缩机运行小时数和负荷百分比。
- 压缩机功率和流量。
- 压缩机每小时运行曲线。
- 系统功率分析
- 关键绩效指标(KPI)
- 系统流程分析
- 系统压力剖面分析。
专家审查分析并选择与审计范围一致的适当图表，以纳入最终报告。
绘图程序:专家选择的数据也会以图表的形式绘制出来。预定义的格式用于描述选定的数据。的流量、功率和压力示例审计数据以图表形式显示图2．它以一个小时为间隔绘制，覆盖整个20天的审计期间。图3显示相同的压缩机，并以30分钟的间隔绘制附加数据。记录器的采样率允许图形分辨率低至1秒的间隔。可以根据需要组合图形以增强显示效果。
图2。图表超过20天的时间段
图3。以30分钟为间隔绘制图表
可用于图形描述的数据包括:
- 压缩机负荷曲线
- 基本功率、电流、电压和真实kW
- 计算或测量流量
- 功率因数
- 二氧化碳排放
- 成本
合计的系统数据也可以用图表表示。
模拟：可以模拟系统控制场景，以确定预测的能源、成本和CO2效益。模拟结果显示了应用于基准配置文件的各种操作的潜在节约。结果以表格形式显示。模拟将基准与通过以下方式修改压缩机配置的新配置文件进行比较：
- 调整级联压力设置
- 拆卸或更换已有压缩机
- 向现有网络添加压缩器。
在这里，维护人员可以评估用新压缩机更换旧的、不太可靠的压缩机。可以确定新压缩机尺寸过大对运行曲线的影响。可以模拟高效率VSD压缩机的好处。通过将基准运营成本与重新配置的网络运营场景进行比较，管理层可以看到调整资本支出后的财务后果。
仿真了系统主网络控制在压缩机自动排序中的应用图4．红色图表显示了现有的性能。蓝色图表显示了安装系统主控制后的预测性能。
图4。安装系统主网络控制的影响
预计每年可节省36,042美元，即使考虑到与设备安装相关的费用，这也提供了一个极好的投资回报机会。
还可以模拟压力-流量控制的应用，并评估在不同进口和目标出口压力下的潜在节约。图5模拟将压力流量控制阀添加到原始压缩机网络。
图5。应用压力控制
在两个最大的固定速度压缩机的上游和小型固定速度和VSD压缩机的下游添加流量控制阀，估计每年可节省52,396美元。即使在调整了安装一个大接收器的额外资本费用后，升级也提供了良好的投资回报。
云计算模拟程序是有价值的工具，管理人员使用时，作出有关工厂空气系统的业务决策。
发表报告:相关图表、图表和模拟由专家整理成书面报告，发布到云上。专家将上传图片，添加和编辑文本，并将内容组织成客户可用的信息。
SCADAR™提供了一种简单、低成本的方法来评估压缩机运行的真正电力成本。为管理人员建立一个基准，用于比较和评估可用的成本节约措施。云计算平台允许合格的压缩空气专家执行分析。仿真程序允许对各种场景进行分析，以确定重新配置现有压缩机网络的好处。应用系统主网络控制或压力-流量控制的影响可以评估。出具一份报告，供客户和同事在未来规划时使用。
总结
在大多数制造操作中，维持稳定可靠的压缩空气源用于生产所需的能量是最大的可控费用。这使它成为最大的储蓄机会之一。由于空气压缩机运行成本的80%左右是能源，因此，将提高压缩机网络的性能作为制定更全面总体计划的第一步，具有良好的商业意义。大公司可以负担得起与外部资源签订合同来进行研究工作。规模较小的公司可能需要使用当地或内部人员，仅在需要时执行现场工作和外包支持服务，以抵消部分研究成本。最终，正确实施评估建议将导致生产获得稳定可靠的压缩空气供应，新压缩机维护需要，以及投资管理所寻求的回报。这对每个人来说都是一个双赢的局面。
更多关于系统评估访问www.ghtac.com/system-assessments/compressor-controls。
插图由美国EnergAir Solutions Inc.提供。
SCADAR商标归EnergAir Solutions Inc.所有。
