阿肯色州工业机械帮助TIGG降低能源成本
设施
TIGG Corporation是活性炭吸附容器、定制空气接收器和其他钢罐和压力容器的制造商，在实施了设备、劳动力合并和压缩空气能源审计导致的程序更改后，大幅降低了其能源成本。该审计是在TIGG位于阿肯色州Heber Springs的155,000平方英尺的制造工厂进行的，以确定现有压缩空气系统的效率，并为TIGG参与阿肯色州Entergy公司的大型C&I定制激励计划设置基线。
C&I定制激励计划由电力供应商向其设施利用100 kW或以上峰值需求的企业提供，并为降低其工业设施峰值需求负荷的客户提供成本节约激励。工厂审计由Clearesult管理，Clearesult是一家能源管理公司，与公用事业公司合作实施和评估优化计划。压缩空气审计由阿肯色州工业机械公司执行。
TIGG的工厂经理Doug Murray表示:“作为大型储气罐和定制空气接收器的制造商，我们一直知道，我们的客户可以通过压缩空气能源审计和安装更大、更高效的空气接收器罐来节省成本。”“然而，我们惊讶地发现，调整我们的人工计划、修复空气管道泄漏和安装新设备将对我们自己的运营成本产生如此大的影响。”
肖恩·戈利赫在方舟州蒂格的海伯斯普林斯（Heber Springs）为一个定制储气罐焊接时，火花四溅。制造设施。由于压缩空气审计，TIGG得以大幅降低能源成本。 |
当前的压缩空气系统
TIGG的大部分压缩空气使用发生在钢制储罐和压力容器的喷漆和喷砂过程中。其余的空气需求来自整个设施中为气动工具供电的零星使用。在审计时，工厂运行两班制，大部分高空气需求应用发生在第二班。TIGG使用的是水冷式300马力油润滑旋转螺杆压缩机（电机为350马力），该压缩机使用调制控制，无需卸载。钢制储罐和压力容器制造商拥有一台水冷式1300 CFM循环冷冻空气干燥器和一台20 HP冷却水泵，该水泵仅为压缩空气系统设备提供冷却。
Murray说：“我们的旧设备是一台300马力的水冷压缩机，每天可以运行16小时。”。“在这段时间内，它将以满载方式运行。由于每天启动压缩机所需的所有功率，这台机器将产生峰值需求费用。此外，压缩机将在整个时间内保持负载，即每天16小时。”
为了节省与压缩空气系统相关的能源成本，TIGG升级了其设备，安装了两台运行在超前/滞后配置上的新75 HP压缩机和一台新的空气干燥器。钢制储罐和压力容器制造商还调整了工时，以提高产量并进一步降低能耗。 |
基线审计
数据记录仪部署了两周，监测冷却水泵、干燥器和压缩机的KW使用量，并监测工厂的空气压力。在计划部署数据记录器时，要谨慎行事，以确保记录TIGG正常操作的代表性样本。需要注意的是，该工具并不每天执行相同的任务。虽然TIGG生产标准钢罐，但他们的大部分业务来自定制罐和空气接收器。
对制造这些定制储罐的过程进行了仔细检查，数据记录器部署的时间安排应确保会出现具有代表性的样本。评估了空气使用量和成品之间的直接相关性，这是确定TIGG根据Entergy的激励计划有资格获得的激励金额所需的，未发现直接相关性。这部分是由于从开始到结束制造一些大型储罐所需的时间。
我们决定对整个工厂的工作进行严格记录，并使用这些信息和基线数据来确定TIGG是否有足够的节能潜力来参与Entergy的激励计划。图1是空压机按小时平均需求分解的KW读数图。每一行表示日志记录期间每一天每小时的平均KW。从图中可以看出，该设施全天的压缩空气需求并不稳定，而且几乎没有明确确定的日间类型。
TIGG的空气压缩机的运行容量不到25%，但由于压缩机使用调制控制，因此使用的功率超过70%。再次查看上图中的功率读数，知道压缩机的运行容量小于25%。这是一个显著的节能机会。此外，在300 HP空气压缩机上使用350 HP电机进一步降低了压缩机的能效，并降低了使用KW读数预测压缩机流量的准确性。基线数据见表1。
根据KW读数，TIGG每小时的平均消耗为277 CFM，有一段时间的高消耗远远超过400 CFM，持续15至20分钟。也有很多长时间的低需求，平均每小时不到20 CFM。显然，需要一个更节能的解决方案，但空气需求的不一致，使选型新压缩机困难。这种应用似乎不适用于一台空压机。美国能源部(United States Department of Energy)使用AIRMaster+软件确定了该系统最节能的替代方案。
新的压缩空气系统
变速驱动（VSD）压缩机通常非常适合这种不规则需求的应用。然而，在这种应用中，一台VSD压缩机并不是理想的解决方案，因为压缩机经常以非常低的容量运行。持续以低容量运行VSD压缩机会导致油底壳充满压缩过程中从空气中流出的水。VSD需要以更高的速度运行，以便在水进入油系统时将其烧掉。集水坑中的积水最终会破坏压缩机的空气端。因此，确定需要一个双压缩机系统。在审查了最节能的选项后，TIGG选择购买两台定速风冷75 HP旋转螺杆压缩机，带有负载/空载控制和停机定时器。还购买了690 CFM风冷循环冷冻空气干燥器。
这一选择似乎很理想，因为75马力压缩机中的一台可以处理75%以上的设施运行时间。第二台压缩机将根据其级联控制设定点根据需要启动。如果空气压缩机因预防性维护而停机或因故障停机，设施中有两台压缩机也可防止整个工厂停机。这也为该设施未来可能的扩建提供了一些过剩容量。
设施内每项需要压缩空气的操作都可以使用一台75马力的压缩机，但不能同时进行。此外，新的风冷设备允许永久关闭冷却水泵，这是压缩机运行期间的恒定15 KW负载。
推荐压缩机的预计年能源使用量见表2。整个系统的年总能耗预计不到当前系统的一半。根据计算出的407484千瓦的年节能量，Entergy提出向TIGG支付高达75%的购买和安装新的更节能设备的成本。
由于压缩空气项目的潜在成功，TIGG在Clearesult代表Jeremy Dillon的帮助下，从能源效率的角度评估了他们的整个设施，并启动了两个新项目。第一个项目是安装更节能的照明设备，第二个项目涉及工艺改进。
Murray说：“这两台新压缩机采用超前-滞后配置，这意味着它们只有在存在空气需求的情况下才能一起运行。新压缩机是在3月份安装的，这与我们调整工时的时间相同。”
在查看他们的流程时，TIGG认识到他们可以让第二班与第一班一起工作，并保持相同的生产力水平。这一变化要求对整个工厂的工作流程进行更好的管理和监督。精益制造原则用于减少过程中的浪费，并提供培训以促进更节能的环境。
合并轮班和增加楼层监督的组合大大减少了压缩空气系统的运行时间。通过平滑工作流程，许多需要压缩空气的过程不再需要同时进行，峰值空气需求量显著降低。通过减少第二班，与设施照明相关的成本也显著降低。
验证审计
安装新的压缩空气设备后，部署了数据记录器，用于监测压缩机和干燥器的千瓦使用情况，以进行验证。再次提醒，要确保在记录期间提供正常工作量的代表性样本。当工厂将第二班合并为第一班时，为Entergy的审计团队制造了障碍。基线数据有两班生产，验证数据只有一班。Entergy审计员的最初计划是从基线中删除所有二班数据。这造成了一个问题，因为大多数喷砂作业发生在第二班，从基线上移除喷砂作业不会增加TIGG工艺中该部分的空气使用量。
最终，工厂的生产在基线和验证之间并没有下降。产量实际上增加了。由于这个原因，审核员妥协并允许在基线审核期间收集的第二班数据的一部分。表3显示了验证审计数据的结果。压缩空气系统的能源使用量甚至比预期的要低得多。能源成本降低了90%以上。考虑到在验证日志记录过程中一定发生了错误，clearresult部署了数据记录器以确保数据的准确性。第二轮数据记录取得了与第一轮相同的结果。
验证审计数据的结果图如图2所示。值得注意的是，由于工厂工艺的改进，对压缩空气系统的需求远低于最初的预期。在验证记录期间，75 HP压缩机中的一台能够承载整个电厂的负荷，该压缩机的最高流量为压缩机容量的63%。
激励和储蓄
该项目的设备和安装费用为78 000美元。根据验证数据和审计人员对基准数据的调整，TIGG每年节省的总能源为443,748 KW。TIGG获得了58,000美元的奖励，他们每年节省了超过50,000美元的与压缩空气系统相关的电力成本。TIGG的投资回报率是5个月。
Murray解释说，TIGG的每月公用事业费用自5月份以来已削减一半，这显示出直接的效果。“我们8月份的公用事业账单显示了我们从去年到今年的用电量，2012年8月我们总共用了133200kW，2013年8月我们只用了52800 KW，”他说。“这表明从今年到去年，千瓦减少了60.3%。”
来自Entergy和Clearesult的代表向TIGG提交了一张总计58222美元的支票，奖励资金来自压缩空气能源审计后的设备和劳动力调整。(从左到右:Jeremy Dillon (Clearesult)， Georgiana Riley (TIGG Corporation)， Stoney Engle (TIGG)和Alice Leacher (Entergy)。 |
欲了解更多信息，请联系凯文·康利,阿肯色州工业机械AIRMaster +认证。
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