工业实用效率

压缩空气泄漏测量可节约成本

介绍

这家美国中西部的熟食公司现在每年要花费269463美元用于压缩空气系统的能源。如果电费从目前的平均每千瓦时6.2美分上调,这一数字将进一步增加。以下推荐的一系列项目将减少这些能源成本112,902美元或41%。此外,这些项目将提高生产率和质量,并降低设备维护成本。完成这些项目的估计费用总计为146 102美元,这意味着15.6个月的简单回报。

这家工厂生产速食食品,速食食品经过冷冻后通过船运进行分销。生产是垂直的,因为饭菜是在现场烹饪和准备的。这家工厂每周生产六天,周日是限量生产或不生产。周日进行了一些清理和维护工作。由于篇幅限制,在本文中,我们将重点讨论实现节能的需求侧系统机会。

需求系统项目

请注意,本文中列出的所有需求侧系统优化之所以能够实现节能,是因为我们完全修改了空压机的容量控制策略。压缩机由维护人员手动开启和关闭,无需更换,以下操作将节省0美元。重要的是,客户要明白,如果没有控制策略的相应投资,需求方面的行动可能不会产生任何结果。

在本文中描述的需求侧项目包括泄漏管理程序,重新配置柜式冷却器,以及更换开式吹气。

需求方面

压缩空气泄漏调查

在该工厂对压缩空气泄漏进行了调查,确定、量化、定位并列出了41个泄漏。对于已确定的41处泄漏,潜在的节约总量为195 cfm。

超声泄漏定位器用于识别和量化压缩空气泄漏。这些工具包括由Superior Signal生产的VXP AccuTrak和UE Systems Ultraprobe 2000。通过算子、泄漏类型和观测记录信号的强度来估计泄漏大小。这些估计是在保守的基础上做出的,可能低估了泄漏量的大小。泄漏调查的结果在下一页总结并制成表格。

当该区域闲置时,关闭这些泄漏的空气供应将节省大量的能源使用。降低整个系统压力也会减少泄漏的影响,当空气到空气不能关闭时。修复泄漏可以节省额外的能源。泄漏管理计划的节省估计是基于压缩机的卸载控制,能够有效地将更少的空气流量转化为更低的成本。

除了少数小的例外,大多数泄漏都是在没有使用超声波检漏仪和训练有素的操作人员的情况下发现的。在生产期间,使用合适的设备定位泄漏是非常有效的,经常可以发现闲置时不存在的泄漏。

然而,在“空闲时间”用“空中动力”检查系统也是一个好主意。在这样一个系统中,大约90%到95%的泄漏将发生在机械的使用中,而不是在分配系统中。

泄漏研究中调查的区域包括大量蒸汽泄漏造成的高背景噪音,这些噪音掩盖了许多较小的泄漏。在继续泄漏管理程序时,工厂员工应在非生产时间进行泄漏检测,以消除一些高超声波背景噪声。

推荐项目

内阁冷却器

为了使控制柜中的电子设备获得合理的寿命和性能,经常需要机柜冷却。将压缩空气直接吹入机柜进行冷却,一般不是一种高效或经济的使用压缩空气的方法。旋涡冷却器输送的冷空气没有运动部件,因此,适当使用时可以使用较少的压缩空气。它们应该总是:

•调节到较低的有效压力

•配备流量发生器至最低有效流量

•配备自动温度控制关闭

制冷机组应仔细选择,并配备自动调节控制。

可替代使用压缩空气进行机柜冷却的方法包括“热管”或“热管”,其核心由用于流体冷却的高导电性合金材料制成。在操作中,热通过流体相变从外部流动。当热量被应用到核心(机柜内部)时,管道内的流体吸收热量,被汽化,然后传播到冷凝器端(机柜外部),在那里它被冷却回液体。液体返回到柜内的蒸发器等。外部风扇通常将热量从核心抽走,从而使机柜内部冷却,而不会使机柜内部暴露在周围的空气中。

当用热管冷却“密封柜”时,它是最节能的。唯一的机械部件是风扇——热管是被动的,不需要水冷动力——它们不能低于环境温度,除非水冷。

另一种非常有效的冷却器,可以在热负荷在其能力范围内低于环境温度时制冷,是热电空调器,它利用“Pelletier效应”将低电流转化为制冷。

泄漏调查

现状:

下表列出了一些需要进行安装修改的机柜冷却器。在这种情况下,我们建议自动关闭温度控制。

内阁冷却器

项目2

维修人员

用放大器喷嘴替换吹气

无论如何应用,有几个指南应该总是适用于压缩空气被用于开式吹除:

  • 只有在万不得已时才使用高压
  • 所有吹出的空气应加以调节
  • 所有吹出空气应调节到最低有效压力,压力越高意味着流量越大,但可能并不需要
  • 无论何时何地,只要有可能,都要使用文丘里空气放大器喷嘴,这通常会减少至少50%的吹出空气,为其他应用腾出更多的空气流动
  • 生产不需要时,应自动关闭所有放气。

如果有许多1/8英寸和1/4英寸的管道运行,在60 psig的情况下,将分别使用大约10和25 cfm。

一种节约的方法是使用空气放大器,它需要更少的压缩空气。空气放大器使用“文丘里”动作来吸收大量的环境空气,并将其直接混合到气流中,从而放大使用点的可用空气量。空气放大器的放大比可达25:1。使用10 cfm的压缩空气可以为工艺提供高达250 cfm的吹出空气,并且每1/4英寸的吹出可以节省15 cfm的压缩空气。使用1/8英寸的线可能会节省成本,但成本效益不会那么好。

要研究的另一种吹气方法是使用“鼓风机产生的”低压空气。在$/scfm的基础上,这种空气的生产成本要低得多。它是空气的体积(scfm),创造质量或重量的空气,执行吹掉。压力影响到喷嘴末端的“推力”,在那里它迅速消散。通常,在较低推力(压力)下使用“较大体积”或重量的空气,可以提高生产率和吹气质量。

项目3

表3

总结

大多数工厂都能从持续的需求侧监测和泄漏管理计划中受益。一般来说,最有效的程序是那些让生产主管和操作人员与维护人员协同工作的程序。因此,建议所有方案由以下内容组成:

*短期-建立由维修人员进行的持续泄漏检查,以便在一段时间内,每个季度对工厂的每个主要部门进行一次检查,以识别和修复泄漏。应保存所有发现、纠正措施和总体结果的记录。下面的项目成本部分包括超声波泄漏定位设备的当前报价。

*长期-考虑制定计划,激励操作人员和主管识别和修复泄漏,并继续监测排污、柜式冷却器和其他可能不适当的压缩空气使用。有一种方法在许多业务中都行之有效,那就是监控每个部门的空气流量,并让每个部门负责确定其空气使用量,作为该地区业务费用的一个可衡量部分。这通常在与有效的内部培训、意识和激励计划相结合时效果最好。

欲了解更多信息,请联系汉克·范·鲍鱼,美国空军,电话:740-862-4112www.airpowerusainc.com。

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