酒厂解决不适当的压缩空气使用节省$16,600能源成本

通过解决压缩空气使用不当的问题，并对其压缩空气系统的压缩空气生产侧进行改造，精制酒精产品蒸馏器的能耗降低了30%，每年节省了16600美元的能源成本——可能还会有更多的潜在节约。

图1:空压机已经可靠运行了几十年，但老化的机组需要更换一个更现代化、更高效率的空压机。

背景

该设施在现场发酵，蒸馏，储存和分配操作，所有这些都使用各种量的100psi压缩空气。压缩空气在设施中处理的不同阶段接触各种产品，因此需要产生最干净的压缩空气以保持质量和产品安全性。

压缩空气系统由三台不同龄期的水冷无油空压机组成，以负载卸载方式运行。空压机尺寸分别为110 kW、90 kW和160 kW。该操作通常使用110千瓦机组作为基本负荷，90千瓦空压机作为峰值负荷启动。160千瓦的机组已经很旧了，用作备用。

干燥是使用加热风机式装置与露点依赖开关，以提供压缩空气- 40^oF压力露点。冷藏式空气干燥器已安装在一个点以进行备用责任，但由于维护问题而被关闭。

压缩空气通过钢管系统指导整个植物。一个中型500加仑的存储接收器位于压缩机室区域，作为干式控制储存，各种大型接收器位于工厂中，用于达到顶峰。

压缩空气通过管道移位送到多个生产区域，各种分支被挖掘以供应到每个生产操作。安装的数据记录器显示了管道系统的最小压力损失。大部分压力损失在干燥和过滤系统上或跨越限制板故意设计到系统中。

系统基线

压缩空气系统的电力消耗是使用放大器记录器进行广泛审计的一部分。使用手持式电表记录两个主动空压机的千瓦读数，以校准安培功率。系统流量使用工厂流量计记录。图2显示了两周期间的基线。

图2：酿酒厂每年支付66,420美元，电力供电，为压缩空气系统供电。

图3：加热的鼓风机烘干机维持A - 40^oF压力露点。

测量期间的读数和观察结果显示，压缩空气系统以良好的效率(21.7 kW/100 cfm)产生空气。评估发现，空气干燥器冷却清洗流量存在问题，高于所需的排放压力，一些小的泄漏和排水，以及一些可能的不当使用，导致运行成本高于预期，偶尔出现压力问题。研究发现，显著的改善是可能的。

图4:一个典型的基线周期显示了干燥机冷却吹扫的效果。点击在这里扩大。

图5:像这个压缩空气动力吹喇叭这样的设备被归类为可能的不恰当用途。

不适当的压缩空气用途

对系统的需求侧进行了调查，包括泄漏。共发现49个泄漏点，估计泄漏量为87 cfm。各种压缩空气的用途，可分类为不适当，包括星密封吹，仓振动器，调整不良的灰尘收集器，压缩空气真空，空气喇叭鼓风机和烟雾吹。

如图4所示，图4中的红色线是在数据记录结束时的一个星期内生产过程中的压缩气流需求曲线的形状。当仅需要一个空气压缩机时，压力轮廓显示出良好的压力调节。当需要两个空气压缩机时，可以在压力下倾斜。该轮廓在生产活动期间显示出稍微平坦的图案，在空气干燥器加热循环之后，较高的峰值流动。这是由干燥器冷却循环引起的，其中压缩空气的流动被引导到干燥剂中以除去剩余的热量。如果没有完成这一点，则烘干机缝合侧面会产生露点尖峰。

额外的峰值流量有些随机，与产品转移后的酒精管道清除有关。在泵入另一种原料之前，压缩空气被注入不锈钢输送管道，以除去剩余的产品。

这些与干燥器相关的峰值，伴随着相应的管道清洗，有时需要两台空压机来支持工厂压力。虽然第二单元几乎没有负荷，它和烘干机加热器，贡献了额外的成本高峰用电需求。

仔细分析此型材显示空气干燥器耗材高于正常冷却吹扫，可以轻松调节的东西。有人认为，减少这将减少对两个空气压缩机的要求，节省峰值需求。如果泄漏和不恰当的使用可以减少，也可以获得节省。

发现可能不适当的最终用途如下:

• 空气真空——如果使用产生火花的设备，在可能发生爆炸的区域，使用压缩空气驱动的鼓式真空进行清理。真空是由压缩空气漩涡产生的，这是一种安全的东西，几乎没有运动部件，但消耗的能量大约是防爆真空的十倍。

蒸馏厂使用压缩空气驱动的鼓式真空吸尘器进行清理，这是对压缩空气的不恰当使用，在许多工厂并不少见。

• 除尘器-在设施内的各种除尘器上安装了反向脉冲压缩空气净化器。这些清洁剂似乎与过程控制和关闭时，不需要，这是极好的做法。当这些单位工作时，脉冲占空比是不可取的，然而，脉冲持续时间太长，脉冲频率太高。因此，它浪费压缩空气。通过观察每个过滤器歧管上的压力表发现了问题。在十分之一秒的快速阀门操作过程中，压力表只能下降大约10 psi。实际的脉冲大约是四分之三秒，每次将压力降至35 - 45 psi，脉冲间隔只有6秒。这个问题在这些类型的过滤器中很常见。解决方法是在每个过滤器上安装一个带有填充控制的接收器，以过滤出如图7所示的压缩空气脉冲。
• 料仓振动器——在各种料仓的底部安装压缩空气驱动的振动器，以促进粮食的流动。这些单位消耗6到10倍的等效电力单位。

显示的是酿酒厂的过程中使用的箱振动器。

• 星密封吹 - 已经安装了各种吹气喷嘴，以清洁位于一些炊具顶部的星密封件内部。经常旋转的密封仪表进入炊具的成分量，但由于输入颗粒是干燥的，并且由于蒸汽上升，星密封是湿的，产品粘在密封材料上，最终形成堵塞。这些操作似乎可以使用过程控制，因此在不需要时会关闭。测量这些鼓风机，发现峰值为126℃的峰值，平均为72碳酸酯。

星形密封件被用在炊具上，如图所示，以计量进入容器的配料量。

• 酒精蒸汽吹气-在卸酒桶的区域安装了一根有孔的管道。这似乎是为了控制烟雾。该吹气系统在访问成熟区几次时并没有投入使用，但那里的运营商报告说，在炎热的天气里，它仍然用来提供“免费空调”。看来已经安装了风扇驱动的烟雾控制系统。manbetx客户端12-5下载因此，压缩空气动力通风可能会被移除。
• 空气电机泵 - 酿酒厂采用了空气电机驱动的两个小型泵。空气电机用于确保安全性，因为如果使用火花制造装置，爆炸是可能的。由于空气电机功率超过直接驱动电动机，使用空气电机的使用是能量密集的。

图6:使用这个解决方案可以改善除尘器的运行(来源:压缩空气挑战)

空气压缩机控制储蓄

现有空压机采用级联压力带协调加载/卸载方式运行。这种类型的操作有一段时间空压机是空载运行，消耗功率，但不产生压缩空气。

如图7中红色区域所示，这是C3空压机放大器日志从高到低排列的直方图，也称为负荷持续时间图。这个问题可以通过选择一个没有卸载运行时间(如VSD操作)的控制模式的空压机来解决。

此外，由于空压机循环，有一段时间空压机处于加载和卸载之间的过渡，或反向，用绿色高亮表示。这可以通过使用VSD模式消除空气压缩机循环来解决。

此外，如果空气压缩机的运行压力高于工厂所需的压力，如图7中黄色部分所示，空压机会消耗额外的功率。这可以通过调整压力带来降低空压机排气压力来解决。使用VSD空压机将允许一个恒定的、较低的工厂压力，而不是使用加载/卸载控制的锯齿形波形。

图7:原始空压机电源输入的负载持续时间剖面显示了可能节省的区域。

结论

在蒸馏器，采取了以下行动项目:

1. 安装一台新的132千瓦无油VSD空压机。
2. 调整干燥器冷却吹扫。
3. 调整/修理除尘器。
4. 经济的经济修复泄漏。据估计，75％的维修完成了。

根据空压机直方图读数，这些措施节省了257,000千瓦时，减少了16600美元的电气成本，节省了30%的能源。最初的研究是在当地电力公司的财政和资源支持下进行的。最后一个项目也得到了电力公司的部分资助。如果压缩空气用户继续进行额外的泄漏修复，并解决额外的不适当使用压缩空气的问题，预计还会有进一步的潜在节约。

欲了解更多信息，请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司，电话:204-806-2085，邮箱:ronm@mts.net

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