Parrheim Foods |压缩空气最佳实践，最终使用重点提高效率manbetx王者荣耀

罗恩·马歇尔，马歇尔压缩空气咨询公司

parrhem Foods是Parrish and Heimbecker的子公司，位于加拿大萨斯喀彻温省萨斯卡通市，是一家创新的淀粉、蛋白质和纤维加工厂。该装置通过解决反脉冲袋式清洗操作消耗压缩空气的一些问题，提高了系统效率并减少了生产问题。这一努力使他们能够关闭其中一台100马力的空气压缩机，节省了大量的电力成本。

背景

parrhem的压缩空气系统出现问题已经有一段时间了，尤其是水污染。尽管使用的是干燥剂干燥的空气，但游离水仍在工厂的管道中收集，并污染了用于清洗14个不同袋式袋的空气，这些袋式袋用于过滤风扇驱动的工艺空气。这种潮湿的空气对过滤器的清洗过程造成了问题，导致过滤器堵塞，增加了维护成本和停机时间。

该工厂安装了两台100马力风冷润滑螺杆式空气压缩机，额定功率约为460 acfm，配备可变容量控制。在一个500cfm压力/流量控制阀的前面安装了两个大约1000加仑的小型储液器。为了调节空气，安装了一个400 cfm的无热干燥剂干燥器。在新工厂运行的最初阶段，只有一台空压机以部分负荷运行，预计不需要第二个机组。为了节省成本，安装了一个较小的干燥机，而不是一个可以处理两个压缩机的全部容量。

但随着时间的推移，电站负荷增加到有两台空气压缩机在运行的程度，这使空气干燥机不堪重负，并在电站中造成了严重的压力问题。由于压力低，导致袋室清洗不良，迫使操作人员将袋室脉冲频率和脉冲持续时间调整得更高，使用更多的压缩空气。问题变得如此严重，空气干燥器和过滤器不得不绕过，以达到足够的压力在工厂。

图1:袋室代表了大约95%的工厂压缩空气负荷。

为了解决这一问题，当地的一个空压机供应商进行了压缩空气审计，但研究和报告只处理了供应方面的问题。报告建议安装容量更大的空压机和干燥机。供应商还将压缩机从可变容量模式切换到加载/卸载模式，并试图降低排放压力，但这导致了空气干燥器和过滤器的主要问题，进一步降低了工厂压力，并导致更多的水问题。

由于仍然存在问题，电厂维护主管Brad Sliedrecht参加了由当地电力公司SaskPower主办的研讨会。在研讨会上，除其他主题外，还有一个半小时的压缩空气优化演示，其中涉及到以节能方式改进压缩空气系统的一些基本方法。布拉德对演讲印象深刻，他邀请演讲者看一看他们的系统，并提出一些改进建议。

图2：基线测量期间的压缩空气剖面显示，电厂压力低，容量不足。点击在这里扩大。

图3:减少袋室的脉冲持续时间将压缩空气负荷减少到一台压缩机的能力范围内。点击在这里扩大。

发现

parrhem是幸运的，他们的电力公司为压缩空气的优化研究提供了50%的资金，如果能效项目完成，还会有50%的退款。作为一项资助研究的一部分，该研究根据需要监测了能源消耗、压力剖面和流量，以建立基线(图2)。结果显示，该系统在生产约460 cfm压缩空气的同时，每年消耗超过110万千瓦时，能源成本超过10万美元。系统比功率为28kw / 100cfm(不包括旁通干燥器)，远高于优化系统的典型20kw / 100cfm。系统流量平均略高于一台满载空压机，要求第二台空压机以非常轻的负载运行。

压力剖面显示，当空气压缩机在100至125 psi的排放压力下运行时，工厂的平均压力只有约78 psi，正常的最低压力可低至65 psi。数据显示，当一台压缩机出现故障或关闭进行维护时，由于备用容量不足，压力降至55 psi。

结束使用

作为评估的一部分，对最终用途进行了调查。审核员彻底检查了工厂是否有泄漏，并注意到大量压缩空气的消耗。结果发现，一个小型的、不经常使用的压缩空气被放置在室外的淀粉卸载站，但工厂的其余部分是在室内的加热环境中。这意味着整株植物不需要干燥剂干燥空气。

调查结果显示，在该设施中有14个不同的袋屋。对这些货物进行了完整的清点。总共有100个反向脉冲阀，其工作频率为每2秒一个脉冲，最长为每14秒一个脉冲，具体取决于负载情况。由于爆炸中的空气质量较差，一些过滤器的脉冲持续时间被调高至400毫秒，平均为350毫秒。审核员注意到，发现的持续时间远高于正常的100到200毫秒的典型过滤操作。据估计，这些鼓风阀约占平均工厂压缩空气需求的95%。

立即可以看到，如果可以提高工厂的压力，就可以做一些事情，以解决过多的脉冲频率和持续时间。分析表明，由于脉冲的随机性，过滤器的各种脉冲次数往往会排列在一起，当多个阀门同时点火时，压力流量控制器的峰值需求会很大。由于现有的阀门的额定流量只有500 cfm，它不能适当地调节超过其容量的流量，因此工厂的压力会下降到更低的水平。

为了改善这种情况，旁路压力/流量控制阀，使工厂压力上升。这立即提供了一个明显的清洗脉冲力的变化，但下行是流量的增加。由于该装置没有调节脉冲清洗，平均压力平均增加16psi，由于人为需求效应，平均流量也增加了约14%。

在收集数据的过程中有一台空压机出故障了。在没有备用装置的情况下，维护人员面临着选择低装置压力、影响生产或对脉冲持续时间做些什么。所有布袋室的持续时间被调整到150毫秒，工厂的平均流量立即下降到370 cfm，比之前的水平减少了90 cfm(图3)。这一变化足以让一台压缩机在正常加载期间关闭。

图4:干燥机的高速粉碎干燥剂珠堵塞过滤器，这已经改变了几周前。

干燥器和过滤器

400 cfm的空气干燥机对于两台空压机的基线负荷来说，实在是太小了，甚至在负载/卸载模式下运行时，对于一台460 cfm的空压机，处理空气也有困难。使用这种小型干燥器尝试处理约900 cfm的峰值空气需求时，第二个压缩机负载造成巨大的问题，因为干燥床的流化。高速度导致珠子互相碰撞，迅速堵塞干燥器排出过滤器(图4)。

显然，增大干燥器的尺寸是必需的，但如果用干燥剂代替，则会产生双倍的吹扫流量。此外，由于灰尘环境，夏季压缩机排气温度高于预期温度。在最坏的情况下，为了保证有足够的露点，需要对干燥机进行大尺寸的处理。由于所有的过程负荷都在室内，并指定了1000 cfm循环冷冻干燥机的加热，在冬季不经常户外使用的情况下(可以在夏季绕过)设置一个小点使用干燥剂干燥机。这减少了压缩空气的需求，由于吹扫60立方英尺，并避免了超大的干燥剂干燥器可能消耗的150立方英尺的吹扫流量。新型干燥机的循环特性确保了当干燥机运行时，制冷系统本身降低了水分负荷，节省了能源。

800加仑的湿接收器被指定放置在干燥器和过滤器之前。干燥器进口过滤器是一种低压差的除雾器类型。湿接收器提供了一个额外的地方，过热的排放空气冷却和水的下降。它还减少了通过烘干机的气流峰值，使空气流动更顺畅，对烘干机的压力更小。

压力/流量控制器和管道损失

基线测量表明，在系统峰值期间，压缩机排放口和压力流量控制器出口之间的压力损失超过15 psi，即使在干燥器旁通的情况下也是如此。此外，在流量控制输出和末端使用之间，测量了额外10 psi的压力损失。管道尺寸为2英寸，对于两台满载100 hp压缩机的满输出来说太小了，管道速度为每秒80英尺，远高于20 fps的最佳实践。建议通过安装一个3英寸的更大平行管路来加大管道尺寸。

已经或正在进行进一步的系统改进:

空气压缩机返回可变容量模式，内部排序功能被激活。这将压缩机协调到单个压力带控制中，降低平均压力，并协调第二台压缩机的运行，在不需要时将其关闭，并在机组之间共享小时数。可变容量模式减少了浪费的卸载运行时间，这是前一位审计员将压缩机切换到加载/卸载模式时出现的问题。
降低了压缩机排气压力，既减少了人工需求，又减少了压缩机功耗。
在一个有问题的袋式除尘器上安装了一个30加仑的小型接收罐，以减少装置所需的峰值流量，并使脉冲更“爆裂”，从而更好地清洁袋。图5显示了执行此操作的典型推荐方法。该改造将应用于所有电厂袋式除尘器，以减少新的更大压力流量控制器所看到的峰值流量。
对一些需要修复的项目进行了泄漏测试。

采访布拉德·斯莱德利希特，Parrheim食品公司的维修主管

问：你的头衔是什么？你的责任是什么？

答:维修主管，负责设备维护、项目实施和其他操作职责。

问:你最初为什么对压缩空气评估感兴趣?

答：一位供应商告诉我们，我们的空气压缩机对于我们的压缩空气需求来说太小了，需要和我们的空气干燥器一起更换。

巧合的是，Saskpower邀请我们参加下个月在萨斯卡通举行的一次会议。在这次会议上，我们与不同行业的专家进行了交谈，获得了一些有价值的信息。

这篇文章的作者罗恩·马歇尔就是其中之一。他的讲座在很多方面都让我大开眼界，我觉得我应该利用他在压缩空气系统方面的知识来确认其他供应商之前提出的一些建议，这样我就可以放心地将这些建议转发给我的老板。我很高兴我这么做了，早期的审计结果被证明是正确的，工厂消耗了太多的空气，但建议不是。有一个独立的和3^{理查德·道金斯}党顾问看了第二眼证明是有益的。

问:你对结果感到惊讶吗?

A:是的，我们被告知现有的空气压缩机和干燥机需要更换，以满足我们的系统需求。但审计证明，压缩机是足够的，事实上，我们的干燥机也应该是足够的，但我们安装的类型使用的空气远远超过市场上其他可用的。

目前一台压缩机待机充压，另一台供压，项目尚未完全完成。这使得我们能够再次对压缩机进行自动循环，以保持时间平衡，并在不关闭系统或减少对系统的空气供应的情况下对压缩机进行服务。

问:评估是否有帮助?

答：极为重要的是，我们的压缩空气hp需求较低，袋式除尘器可以更好地清洁袜子，压缩空气峰值容量可根据需要提供，而无需担心它会影响后续系统和流程的性能。

清理我们的袋子需要更少的时间和破坏几乎是不存在的，增加的坦克到目前为止已经证明他们将消除破坏。总而言之，我们的整个系统得到了改进。效率提高了，停机时间减少了。对维护还有什么要求?

问:你将来打算做什么?

答:审计的结果已经证明了自己，我们将继续实施建议，期望所有相关设备和工艺将表现得更好，我们也将看到进一步降低压缩空气需求成本。

问:对于评估有什么建议吗?

答：如果我们不这样做，我预计我们仍将等待大型空气压缩机和干燥器的资本批准。空气研究揭示了一个事实，即更换压缩机的确会增加我们可用的空气，但这不是问题所在。它不会解决我们在系统中遇到的问题。

来自服务公司的建议只是对系统的一个外部观察，为了获得实际情况的准确信息，由有经验的公司完成空气审计至关重要。我建议第三方审计员。这确保了，对我们来说，我们的工厂继续运行，与立即解决方案。我们工厂对干燥压缩空气的需求在缓慢增长。我们降低了压缩空气的成本，满足了我们目前的需求，并储备了空气以满足工厂对压缩空气的需求，相关系统和工艺的效率也得到了提高。

结论

这项研究的结果显示了查看对电厂负荷有贡献的项目的价值，而不仅仅是在压缩机房的条件下。如果不进行最终用途调查，往往会错过显著的节约潜力。系统评估人员完成了这项工作，发现流量减少足以使电厂关闭一台空气压缩机，这几乎总是会带来巨大的节约。总而言之，核电站审计发现有足够的节约，可以将运营成本降低55%，降低电费约为56000美元。SaskPower已承诺提供一些激励资金，以帮助支付改进成本。进一步的生产效益已经开始显现，项目完成后还会带来更多的效益。审计建议的成功实施将提供足够的备用容量，使计划的电厂扩建能够在所需额外容量最小的情况下进行。