压缩空气系统调试第1部分：为什么？
介绍
压缩空气系统的“重新调试”（ReCX）已成为一项潮流活动，在过去5-10年中出现了许多公用事业需求侧管理计划。这是一个“调整”压缩空气系统的过程，主要通过调整和维修实现低成本节约。该术语借用自建筑/暖通空调行业，该行业的意思是使系统按照最初“调试”的方式运行。根据ASHRAE标准202P，
“调试过程是业主以质量为导向的过程，用于实现、评估和记录建筑物、系统和组件的性能满足规定的目标和标准。”
用外行的话说，就是让系统按照设计意图运行。在暖通空调系统中，当承包商安装新的冷却器和管道时，他们通常还负责一个主控制系统，该系统操作风门、再热器、冷却器、冷却塔等。该系统由咨询工程师设计，并作为一个整体进行“调试”。manbetx客户端12-5下载
如果系统第一次设计和调试正确，则不需要对许多压缩空气系统进行ReCX。
什么是压缩空气的“调试”？如果没有真正的“设计意图”将其重新委托给客户，该怎么办？电力需求侧管理计划就是从这个术语发展而来的，对他们来说，它通常意味着对正在接受激励的压缩空气系统进行数据记录。不幸的是，业主/供应商/承包商的业务协议中没有很好地整合公用设施所需的调试工作，也没有用于实际调整。这仅仅是一个开发后改进能源以确定最终效用激励的过程。节能专业人员是否错过了调试的目的？难道不应该有一种更可靠的方法来调试压缩空气系统，这种方法可以应用于大多数项目，并集成到实际项目中吗？
压缩空气系统调试的建议定义
我建议采用以下定义：
“压缩空气系统调试是测量、测试、调整和记录整个压缩空气系统性能在所有负载状态和潜在故障模式下达到目标系统效率（整体和每件设备的scfm/kW）的过程。”
问题定义
在现实中，大多数压缩空气系统项目并不是作为一个完整的、集成的系统投入使用的。它们是一堆零零碎碎的东西，有些是对现有的修改，有些是新的，而且往往没有很好地集成。如果项目投产，通常只投产变更的部分，而不测试整个运营机制。因此，系统的可靠性和效率都很脆弱。例如，以下压缩空气系统项目类型没有很好地集成或作为一个系统投入使用:
- 在多压缩机系统中增加一台VFD压缩机
- 增加一个新干燥器，与现有干燥器并行
- 添加一个新干燥器，专用于多压缩机系统中的一个压缩机
- 添加一个定序器
- 增加或调整本地压缩机控制装置
- 增加一个压力流量控制器
典型的工业系统如图1所示，典型的改造项目分阶段部分“调试”。
图1。典型压缩空气系统和典型局部工程
第一阶段是黑色的，最初是一个300&200马力的润滑螺杆压缩机系统、调节控制装置和一个无热再生干燥器。该系统在手动控制下运行，稳定且可预测，但效率低下。
第二阶段是绿色的，大约10年前，用一个新的加载-卸载压缩机、存储和定序器替换旧的200hp调制压缩机。它从来没有真正得到委托的所有方式。定序器与新压缩机一起提供，未与旧压缩机完全集成。仅添加了启动继电器，未添加卸载继电器。本地气动控制的压力传感位置位于干燥器和过滤器之前，而定序器从系统侧获取输入。它通过了启动，并且似乎起了作用。但在启动后，新的加载-卸载压缩机神秘地开始了短循环，序列器被关闭。
第三阶段是最新的。安装了一台VFD压缩机，带有自己的干燥器，并将定序器“连接”到VFD压缩机上。由于定序器的设计不适用于VFD压缩机，因此压缩机在其自身排放处将其设置为本地，而不是定序器使用的下游点。定序器只能启动和加载VFD压缩机，并且认为它是一个定速装置，因此其算法是错误的。音序器无法调谐，已关闭。旧的调节压缩机和VFD压缩机正在运行，两台干燥器都在运行。
系统的每个部分都会影响其他部分。例如，对旧的无热干燥器进行吹扫时，每个干燥器循环（5分钟）加载卸载压缩机，然后在每个短暂的塔开关上突然卸载压缩机。干燥器压差根据压缩机负载而变化，使两个单独的控制点（P1对P2，或P3对P2）产生偏差，因此系统在启动和调试时发生的一个运行状态下进行调整。不幸的是，一旦现场工程师离开，情况就不同了，这些压差也不同，系统可能失调和不稳定。
通常，支付奖励的当地公用事业公司需要对每个项目进行一些事后衡量。不幸的是，它很少包含“调优”。通常，被监测的唯一压缩机或干燥器是被更换的装置。通常不进行上述经典意义上的全系统调试。
上述分阶段、未完全调试的系统可能出现的问题包括：
- 新的VFD压缩机全速运行或关闭。
- 新的VFD压缩机控制系统控制（手动或自动），通过定速压缩机短循环造成系统低效和不可靠。
- 即使在VFD压缩机闲置时，新干燥器仍处于最大热量输入。
- 新干燥器中出现高压降变化，导致干燥器后出现压力下降。这会导致定序器启动加载不需要的压缩机。它需要立即卸载，然后该过程再次启动。发生短循环，产生油携带，电机启动和负载过多，压力摆动过大。
根本原因1-系统设计不佳
问题的一部分是系统设计和集成，通常很容易解决，另一部分是缺乏全面调试。图1系统设计的四个方面使调试更加困难，并使系统不太可能长期最佳运行：
- 用于压力控制的不同气动位置。调整是困难的或不可能的，因为各点之间的压差一直在变化，特别是对于VFD压缩机。
- 干燥器和过滤器系列管道。这将迫使基本负载装置上的压差达到最大值，并使负载-卸载压缩机的工作压差降低。后者导致短循环。
- VFD（或加载-卸载）微调压缩机太小。它们不能摆动足够大的范围来启动或停止另一台压缩机，并补偿差异。
- 自动化需要完全控制系统中所有可能运行的压缩机的设定值、负载和启动。
- 定序器中的逻辑不适用于VFD微调压缩机。
关于调试开始前系统的建议改进，请参见图2。其中三项并不十分昂贵，尤其是在项目实施的时候。显然，VFD尺寸的变化需要及早发现！它纠正了四个问题：
- 通用气动传感位置。
- 用于平衡和降低压降的平行管道。
- 尺寸合适的VFD压缩机。
- 设定点、负载和启动的完全自动化。
- 适用于VFD微调压缩机的定序器算法。
图2。典型压缩空气系统和良好集成项目
根本原因2-集成不完整
我观察到一个相当新的VFD压缩机，据说是“调试”的，由公用事业公司激励，以大约50%的速度运行。坐在它旁边的是一个调节压缩机，大约20%的容量运行，需要75%的功率。VFD可以在70%的容量下独立运行，需要70%的功率！经过调查，我确定公用事业公司刚刚调试了VFD压缩机，从未要求将其他压缩机集成到控制装置中。总功率没有下降。它上升了。它曾经是70%容量，调制，90%功率。现在它是一台压缩机功率的130%。我为一个新项目辩护，以修复旧项目，公用事业公司再次支付了费用…
在这种情况下，系统可能已经“重新调试”，以便调制压缩机可以关闭，VFD可以满足需求。然而，这不符合我对“系统调试”定义的要求。政权更迭并不强劲。换句话说，当需求达到峰值时，调制压缩机将自动启动，但将保持开启状态。如果没有控制压缩机设定点、启动和负载的适当自动化，则没有可靠的方法将其关闭并保持关闭，直到再次需要。
我见过其他例子，包括离心式压缩机控制装置，仅在负载需要恒定数量的压缩机时才工作，在其高%容量范围内。但一旦需求逐渐上升，需要另一台离心式压缩机，它有自己的高压降干燥器，它就会启动并立即进入排气或喘振状态。违反了同样的原则。
根本原因3-调试不完整
让我们深入了解一下被许多压缩空气能源专家称为“调试”的细节，以及为什么它是不完整的。我通常看到的是这样的:
- 在直接受项目影响的压缩机上安装电流传感器或功率传感器。
- 有时，安装一个压力传感器。通常不会。
- 几周的数据记录。
- 根据前后功率差计算节省。
这根本不是调试。这是对储蓄的验证，而不是很好的验证。记住，调试与验证原始（或最佳）设计意图有关。测量是达到目的的手段。它必须与项目的设计和启动阶段相协调，而不是在每个人都离开后单独进行标记。
以图1中的阶段3（红色）为例。很可能只有新的压缩机会被“调试”。根据旧的配平压缩机运行加卸载和新的压缩机运行变速之间的差异计算节省。听起来很清楚很简单，对吗？不幸的是，有太多的系统交互，无法真正说明节省了多少。干燥器可能在前后处于不同的操作模式，从微调压缩机中抽取不同的净化负荷。空气流可以更多地从工厂A而不是B，使VFD看起来更有效。这个名单还有很多。因此，这不是一个好的核查程序。
从调试的角度来看，这种事后测量是毫无价值的。该项目的关键调试问题包括：
- 适当的压缩机分段，作为一个系统。次级性能指标为基本压缩机上的低/无空载功率，以及大部分时间处于其最佳转速范围内的VFD压缩机。
- 干燥器循环与压缩机负载成比例。例如，在新干燥器上进行强制负载先升高后降低的测试，并比较两种情况下的干燥器电流或功率，这与压缩机负载相关。
结论
下次要求您“重新调试”压缩空气系统时，请将其作为一个机会，将系统设计更改为第一次应采用的方式，并以应采用的方式对整个系统进行调试。这是一个“改过自新”的机会。不要只是在一个糟糕的设计上到处调整一些设定点。你所谓的储蓄将在几个月内蒸发掉，系统将回到你发现它的地方，或者更糟。如果公用事业公司说，“嘿，这是一个资本项目！我带你来这里做一个运维项目！”告诉他们这是正确的做法。如果客户说：“我没有这方面的预算！”，就销售可靠性优势和持续节约。如果你能很好地解释自己，他们可能都会同意你的观点，你将创造一个双赢局面。
欲了解更多信息，请联系Tim Dugan，电话:(503)520-0700，邮箱:提姆。Dugan@comp-英语网站，或参观www.comp-eng.com.
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