工厂将压缩空气能源成本降低61%|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

唐·范·奥尔默，美国空军

介绍

这家位于美国东北部的工厂每年在压缩空气系统的能源上花费大约12万美元。以下推荐的项目将这些能源成本降低了73,700美元，占当前使用量的61%。这些估计数是根据混合电费$0.114/kWh计算的。

在从当地公用事业公司获得37,000美元的重新调试回扣后，完成推荐项目的估计成本总计为53,600美元。当地公用事业公司的重新调试奖励计划非常重要，因为它鼓励需求侧系统评估工作和项目管理，不仅需要确定节省费用，而且需要执行项目。

该系统评估将压缩空气系统压力降低了20 psig，需求降低了453 cfm。然后对供应侧进行了改进，只需要一台VSD空压机。该项目由工厂实施，节能效果得到第三方验证。经过核实，工厂获得了三万七千美元的公用事业奖励。由于文章篇幅的限制，只对选定的能效项目进行审查。

压缩空气系统由三个单级、风冷、Sullair 100 hp级、润滑的旋转螺杆压缩机组成。有两个LS200-100H（115 Bhp）调制控制单元，在125 psig排放压力下产生477 acfm，输出功率为92.5 kW。第三台压缩机是一台V200-100HA变速装置（122 Bhp），满载时产生454 acfm。所有压缩机运行良好，位于同一压缩机房内。

工厂人员报告压缩机室在炎热的夏季有一些通风问题。压缩机房间环境温度可高达115°F。这会影响空压机和压缩空气干燥机的性能。

所有压缩机供应Sullair SR1000风冷，非循环制冷干燥机。干燥机在一年中的大部分时间运行良好，但在高温环境(115°F)和炎热的夏季，系统中存在水分时，其尺寸不合适。旁边的烘干机是1微米颗粒预过滤器和油凝聚后过滤器。过滤器性能良好，但压力降范围在5- 10psig之间

建立能源基线

目前运营的压缩空气生产厂每年的电力成本为113818美元。如果包括与操作辅助设备（如干燥器）相关的电气成本6025美元，则操作空气系统的总电气成本为每年119843美元。这些估算基于0.114美元/千瓦时的混合电价。

制作时间是从早上5点到晚上11点，每周五天。卫生设施从晚上11点到早上5点。空气系统在周末是关闭的。工厂的工作人员将两台LS200作为基本负载机器。v200vsd单元充当微调单元。

空气系统每年运行6240小时。该系统的负荷曲线或空气需求在生产期间相对稳定，然后在卫生换班期间下降。整个系统流量范围从生产期间的693 acfm到卫生期间的340 acfm。

与运行压缩机有关的项目估计每年可节省78 488美元。加上与操作辅助设备（如干燥器）有关的其他项目可能节省3413美元，整套项目的总节省估计数为81901美元。这些项目的总成本为82600美元（项目摘要中有10%的节能安全系数）。

压缩机使用概况-当前系统

表1.1

压缩机使用概况-拟定系统

重新配置的带有新管道的压缩空气系统。

供应端项目-通过解决管道问题降低压缩机排放压力

目前的系统在1号和2号机组上有进口阀调节;3号机组是变速控制的。目前的机组具有容量控制能力，能够将“较少的空气使用”转化为相应的电力成本降低。这些控制在当前的管道和空气接收器储存情况下不会有效地工作。

在我们的现场考察中，我们观察到从压缩机到接收器有7 psig的下降。压力上游的干燥机和过滤器不能测量，所以面板仪表读数119 psig, 119 psig和120 psig被使用。干燥器和过滤器的额定功率为1000立方英尺，系统需求约为700立方英尺。我们认为高压损失部分是由于压缩机集箱的连接管“T”接头和小管造成的。

当我们设计管道系统时，我们的总马力(cfm)的安装全负荷速度约为20fps。目前，3 "头文件的流水线速度是43帧/秒。

我们建议将现有的3英寸集管更换为至少4英寸的集管，改为首选的6英寸集管，新的排放管线尺寸为3英寸，并带有角度方向入口。使用新的6“收集集管和新的3”排放管线，三台压缩机的满载速度将为34 fps。

如果工厂人员认为他们将在未来需要所有三个压缩机，主要收集集箱需要是6英寸。然而，随着流减少项目的实施，我们预期的流速度应该是7帧/秒。4英寸的发动机能够以24帧/秒的速度处理1000cfm的转速。这个流量大约比目前的需求高出30%。

重新管道铺设工作完成后，我们将空气压缩机排放设置降低至100 psig。

需求侧项目-使用“无空气损失”水平驱动冷凝液排水管，并用文丘里喷嘴替换空气吹出

压缩机区域内安装有五个电子计时器排水管。这些冷凝水排水管应更换为“无空气损失”液位驱动排水管。这将为每个排水管节省约3 cfm，总共节省15 cfm。

电子计时器排水管使用电子计时器控制每小时打开的次数和持续时间。理论上，应调整频率，以确保冷凝水排水管完全打开，并且由于压缩空气被浪费，因此无水情况下的打开时间最小化。但在现实中，循环通常不会从原始出厂设置重置，导致冷凝水在夏季积聚，并在较冷的天气下完全打开。当它们在“打开位置”发生故障时，它们以大约100 cfm的全流量吹气。

例如，通常的“出厂设置”是10分钟，持续时间为20秒。在平均天气条件下，大约1,500 scfm的压缩空气每天将产生约63加仑的凝析油，即每小时2.63加仑。每个10分钟的循环将有0.44加仑的排放。这将在大约1.37秒内以100 psig的速度通过1/4英寸的阀门。压缩空气每循环吹18.63秒，每小时吹6次，每小时流量111.78秒或每小时流量1.86分钟。一个1/4英寸的阀门将通过大约100 cfm。总流量为100 × 1.86 = 186立方英尺/小时，或186 × 60分钟= 3.1立方英尺/分钟。这3 cfm将转化为每年300美元的能源成本，基于每年每cfm 100美元的典型气流成本。

排水地点如下:

空气压缩机后冷器分离器–数量3
过滤器后–要移除的数量1
干燥器分离器–数量1待拆除

目前，该工厂在选定的位置安装了Paxton低压鼓风机，如所有三条管线上的底部干燥器。该工厂还将压缩空气系统用于许多开放式吹风干燥应用。我们建议清除这些区域的压缩空气吹扫，并在列出的位置安装文丘里管喷嘴。在顶部干燥位置，使用高度可调的AiRTX喷嘴#48008覆盖当前顶部干燥位置的两个罐位置。

估计目前使用的高压空气	475 cfm
文丘里管喷嘴安装后预计使用的高压空气	77 cfm
估计使用文丘里喷嘴和鼓风机节省压缩空气	399立方英尺
空气减量值	70.25美元/立方英尺/年
通过安装文丘里喷嘴回收的总电能成本	28029美元/年
喷嘴和安装费用(68个喷嘴x每安装100美元)	10930美元

文丘里诱导喷嘴代替开式吹气

结论

这个系统评估案例研究是很重要的，因为它发生在一个工厂，重大的节能机会在于耗时的“需求侧”和管道系统改进。许多工厂都在努力寻找资源，以承包这类工作的系统评估。他们也发现很难在项目管理中找到资源来执行这些项目。当地公用事业公司的回收能源回扣使这家工厂有可能承包这个项目。结果不言自明，在大多数制造工厂都可以得到。

压缩空气系统预计节省