压缩空气系统仿真软件
介绍
多年来，压缩空气价格昂贵的说法已经传到了管理层。压缩空气的管理可以提供有回报的机会。不幸的是，没有万能的解决方案。
我们大多数人都知道每个个体都有一个独特的DNA组合。压缩空气是非常相似的，每个压缩空气系统应该是独特的设计，以便系统运行在和谐。正确管理压缩空气系统需要进行调查审计，以了解系统的细微差别，并确定最有效的效率解决方案。在选择改进之前，不调查系统，就像未经检查就同意手术。然而，这种情况经常发生在使用压缩空气系统的企业。
独立审计的成本可能很高，但审计费用是可以收回的。几家公用事业公司为压缩空气的管理提供激励措施。这可能包括压缩空气审计的成本，如果满足某些参数，在某些情况下是100%。
 “如今，完全可以购买一个压缩机来补充 你的压缩空气系统是基于事实，而不是猜测工作。” ——Jan Hoetzel, SIGA Development |
持续监测持续变化
经过多年和许多压缩空气审计之后，有一件事已经变得清晰:连续监测是一个关键因素用于高效的压缩空气系统。同样，压缩空气系统中唯一不变的是变化。当增加新的空气应用程序时，一条管道被关闭，空气泄漏增加，或者如果对系统中的泄漏进行维修，整个系统都会受到影响并相应做出反应。由于压缩空气系统的性质，改进可能很快失去实施后不久，并被忽视。系统监控可以让操作人员和设施维护人员看到系统变化的实时影响，并在必要时做出适当的调整。
持续监察系统是了解任何已实施改善措施的效果的非常有用的工具。监控允许一步一步地检查，以衡量改进的有效性，将猜测排除在等式之外，并给出准确、无偏的反馈。成本有效的监测解决方案可用于任何尺寸的压缩空气系统，而且易于安装。我们持续观察公司记录积极的影响和产生积极的行为变化，与监测和由此产生的压缩空气系统的连续实时反馈密切相关。反应快得多，从而提高了效率。效率在你的底线上转化为真正的金钱。
系统模拟确保可持续投资
每个系统都应该单独设计。在没有模拟系统内压缩机的响应情况下，不应该从目录中的某一页中选择空压机。系统的最佳压缩机应该基于无偏模拟，详细说明系统将如何响应需要执行的功能。空压机应与压缩空气系统互为补充，协调工作。今天，完全有可能购买一台压缩机，以补充您的压缩空气系统基于事实，而不是猜测工作。
压缩机系统仿真软件可以使用监控系统的数据来创建具有各种类型和大小的压缩机的场景。这有助于公司做出明智的决定，决定哪种设置最适合这个系统。压缩空气系统模拟提供能量和性能数据。由于能源占压缩空气系统运行成本的80%左右，了解压缩机对整体系统关键性能指标kW/100CFM的影响是关键。
你的公司可能会提供一个昂贵的变速压缩机，但实际上，它没有增加预期的价值，特别是额外的成本。比效率性能可能会低于适当大小的负载/卸载压缩机的效率。
下面的场景概述了三种不同的选项/模拟，并演示了为您的系统选择最佳解决方案的重要性，而不是试图让系统适应解决方案。
图表中包含的压缩空气数据是从实际监测系统中获取的，并导入到仿真软件中。系统参数已评估以运行仿真。新增压缩机的性能数据取自CAGI数据表，可在其上访问网站．该数据已根据较低的压力需求进行调整。
“在压缩空气系统中唯一不变的是变化，公司 管理变革的人会发现，他们管理自己的底线变得更有效了。” ——Jan Hoetzel, SIGA Development |
模拟的场景
该客户有两台225kw旋转螺杆压缩机和两台115kw往复式压缩机。一台115kw压缩机坏掉，另一台严格作为备用。下面是一周视图，用于处理工作日和周末的需求配置文件。
图1所示。7天压缩空气需求
点击在这里扩大
需求图显示了24小时内的压缩空气需求。每一种颜色代表一天。绿线表示周日，系统从凌晨1:20到晚上8:20关机。该图提供了750cfm的泄漏/min需气量的信息。值得注意的是，最大需求和需求波动期间的休息和下班。
表1
系统优化
其任务是实现系统自动化，提供连续的网络监控、系统警报和更换往复式压缩机。
这些模拟让我们能够窥探未来。对三种不同尺寸的压缩机进行了模拟，模拟结果如下所述。模拟生成图形演示，帮助可视化系统中发生的事情，更容易看到。由于篇幅的关系，只给出了几个图。
图2所示。7天基线空气需求:现状
压缩机有时会互相争斗。绿色表示正在装货，黄色表示正在卸货。
点击在这里扩大
压缩机在一个非常紧凑的压力范围内运行，在7天内平均每65秒循环一次，总共8288次。总体卸载份额为18.4%。
通过在两台225kw压缩机上模拟添加主控制器和开启压力带，可减少56%的负载循环，年节能超过10万kWh，系统关键性能指标为20.0kW/100CFM，卸载份额为14.0%。
模拟2台225kw压缩机系统增加1台140kW压缩机[方案1]，卸载份额由14.0%降至12.2%，负载循环次数减少至3625次。系统关键性能指标为19.2 kW/100CFM。
在两台225kw压缩机上分别增加一台140kw和一台93 kW的负载/卸载压缩机模拟结果[方案二]，关键性能指标为17.8 kW/100CFM。总体荷载循环次数为1627次，属于中等;知道最小的压缩机，最低的卸载kW做了超过50%的负载循环。
在现有2台225kw压缩机的基础上，增加一台140kW的负载/卸载压缩机和一台185kW的VSD压缩机(方案3)，VSD压缩机的容量为357至1387 cfm，负载/卸载压缩机的容量为851 cfm。负载循环次数和电机启动次数大幅下降，但关键性能指标为18.0 kW/100CFM，因此不像[选项2]那样有利。
内饰和基本负载压缩机性能的可视化
点击在这里扩大
图3显示了性能。VSD使用851 CFM压缩机作为基础负载，不断地减少空气需求。只有在下午4:30到9点之间切换时，851 CFM压缩机才会关闭，VSD处理全部负载。现有两台225kw压缩机作为备用。
生命周期成本比较
在模拟之后，汇总表提供了基线年化数据的概述，并添加了一个主控制器和三个压缩机选项。本文概述了压缩空气系统模拟的重要性。在当前的讨论中，虽然VSD压缩机的选项3显示了最少的负载周期/电机启动，但它不是最节能的解决方案。选项2与两个较小的压缩机提供最多的能源节省。在这种情况下，每年节省约19410千瓦或1746美元，能耗比VSD方案节省9美分。与基准相比，总共节省了364,224千瓦。
模拟期权的生命周期成本比较
*)简单比较，没有利息或能源成本增加的考虑
点击在这里扩大
考虑到VSD压缩机的更高投资，选择3变得更没有吸引力。在10年的时间里，可选方案2节省了大量资金，而可选方案3所节省的资金几乎全部用于支付VSD的更高资本投资。这种说法不是泛化的。这句话对被评估的系统是正确的。
当能源效率成为压缩空气系统关注的焦点时，它是非常有用的全寿命成本模型和模拟系统性能为了做出最佳的投资决策。能源是压缩空气系统的成本驱动因素，如今的模拟软件允许基于实际数据进行事实基础计算。计算两个剖面(工作日高峰需求、工作日休班需求和周末需求)的天数已载入史册。
如本例所述，午休期间的需求波动要求系统能够快速有效地响应需求变化，以提供最佳的系统效率。系统效率为您的底线增加了资金。
总而言之，空气系统的设计应在不考虑空气需求的情况下保持效率，并应纳入设计特点和控制，使系统能在任何空气需求下有效运作。压缩空气系统中唯一不变的是变化，管理这些变化的公司发现他们正在更有效地管理他们的底线。
欲了解更多信息，请联系Jan Hoetzel， SIGA Development，电话:616-828-1024，www.airleader.us。
要阅读类似的系统评估文章，请访问www.ghtac.com/system-assessments/compressor-controls。
