错过的需求方面的机会第6部分-寻找AODD泵以降低压缩空气需求
气动双隔膜泵(AODD)是流行和通用的。通常，它们还提供了一个极好的机会，以降低对压缩空气的需求，特别是考虑到最新的控制进展和能源节省即将实现。
一个良好的全能泵
对于一个操作来说，AODD泵已经就位并不罕见，因为它们很有可能是从设备供应商那里运到工厂的，作为包装的一部分，或者是有人在过去选择了它们。不管它们是如何到达工厂的，它们被广泛应用于各种行业有很多原因。
首先，只要它们“足够大”，它们就能很好地工作。与其他类型的泵相比，它们也有许多理想的操作特性。具体来说,他们:
- 可以设计处理侵略性的化学或物理产品吞吐量。
- 相对不敏感的运行空没有灾难性的失败。
- 通常可以很快修复。
- 自动调整到显著的扬程压力增加，只要压力是可用的，冲程/分钟吞吐量是可接受的。
总之，这是一个非常“宽容的设计”。然而，压缩空气使用的管理需要监测和控制AODD泵。
典型的压缩空气操作和电动泵数据
表1
这个表格显示了一个普通的2英寸AODD泵，使用90到120 scfm和平均95 psig进口压力。然而，除了流量计之外，唯一能准确识别压缩空气使用情况的方法是计算循环次数。
如果AODD泵不受控制，将会发生一些事情。大多数性能曲线是基于比重为1 (H2O)的流体。
- 随着流体粘度的增加和压头压力的增加，每分钟的冲程(使用压缩空气)将在相同的进口压力下下降。如果粘度降低，压缩空气的使用就会增加。
- 当冲程每分钟从48 str/min增加到325 str/min时，压缩空气的使用量从25 cfm @ (5hp)增加到150 cfm @ (35hp)，吞吐量从20 gpm增加到140 gpm。
- 将泵应用于最低的可接受str/ min和最低的有效进口压力是非常重要的，监测这些参数将有助于优化空气需求。
图1
AODD泵控制是最重要的
虽然所有的压缩空气操作设备都应该控制，但AODD泵尤其重要。
AODD泵是往复式、容积泵。泵送介质所在的区域包括一个进口和排放歧管以及两个液室。空气阀交替地引导压缩空气进入气室的隔膜后面。在此循环过程中，要泵送的流体从进气歧管吸入到一个液腔，同时通过排出歧管从另一个液腔排出类似的流体。
AODD泵有许多优点。它们不需要电力，是自吸的，可以泵送带有悬浮固体的流体，并且可以在不损坏泵的情况下运行干燥或死角。此外，它们可以从废水中广泛地转移介质到更有害的物质，如泥浆甚至水泥。然而，自动控制压缩空气的使用一直是一个挑战。
平衡进口压力控制
控制压缩空气使用的一种方法是控制AODD泵进口压力。泵是否在尽可能低的压力下运行大部分时间?压力越高，使用的压缩空气越多。设定一个固定的压力通常在一定程度上是有限的成功，因为条件可能改变的产品粘度，或短期需要更高的压力，等等，这可能需要不断调整。
循环(冲程/分钟)控制可能是最有效的优化。它控制循环到最低和适当的速度，以确保一个完整的运输线路的产品，同时使用最少的压缩空气。
多年来，这已经通过使用背压调节器，手动控制等进行了测试。然而，这种方法的一个基本缺点一直是泵的效率。随着循环次数的减少，泵的效率往往会降低，当条件发生变化时，效率低下的情况可能会变得更糟。
为了解决这个问题，一些制造商对泵内部的空气分配系统进行了改进。这使得操作人员可以在可用压力下通过调整入口通道尺寸来优化性能，直到吞吐量达到可接受的流量。在可行的情况下，这个解决办法已经证明是有效的。
考虑电动泵来实现节约
有些人选择空气驱动AODD泵有很好的理由，其中之一是总体上的简单性。另一个原因是没有必要运行电力给任何给定的泵。还有一个是它们在肮脏、恶劣的环境中生存的能力。然而，不要忽视电动马达驱动的泵，包括隔膜类型，以实现潜在的压缩空气节省现在或将来。
如前面的图表所示，2英寸AODD泵在95psig或23马力到30马力的压缩空气供应下，平均使用90-120 cfm的压缩空气。在相同条件下，电动泵的功率在3到5马力之间。如果这里的净马力节省平均21马力，它转换为7920美元每年(x.746/。10 = 16.5kw x $。06kwh x 8000小时/年)，当使用电动泵而不是压缩空气作为动力时。
然而，需要注意的是:随着扬程压力的增加，电动泵所需的输入能量也会增加。只要工厂内可用的压缩空气压力“足够高”，压缩空气驱动泵的冲程/分钟将在更高的压力下下降。
为了管理这一点，在良好的数据输入下进行产品评估。在扬程条件和可接受的冲程/分钟下，压缩空气驱动泵实际上可能更具有成本效益。
图2
间歇泵送与连续泵送
泵能连续运行吗?是的，这就是AODD泵的优点。它可以在空的情况下运行，并在收到产品时继续运行和泵送。然而，当负载下降时，行程/分钟上升，因此“最高空气使用量”是在空载。这一点经常被忽视。
下面的图3比较了典型的间歇式泵送系统与连续式泵送系统的年电能运行成本。预计的储蓄是非常保守的。
年度批量运营成本由:
- 批处理泵始终在满负荷运行(在没有控制的情况下尽可能减少压缩空气的需求)。
- 运行间歇泵的时间只有10%，这里显示的是一个实际的工厂压缩空气系统评估。当泵不需要压缩空气时，液位开关跳闸并关闭压缩空气供应。
图3
使用2英寸AODD泵连续运行，平均需求为80 scfm，批次也为80 scfm，如果没有批次控制，成本约为8000美元/年，如果有批次控制，成本约为800美元/年。按每年8000小时计算，每年电费为$0.06 kWh。
如果能够实现，控制间歇泵的运行总是可以节省成本。在假设没有预算来修改系统之前，一定要知道可回收能源成本的真实成本。
利用微处理器来控制效率
最重要的是要认识到，在任何气动泵的运行中，监测和控制进口压力和周期是压缩空气使用管理的关键。总的来说，在我们的压缩空气系统审计中发现的AODD泵中有80 - 85%是不受控制的。
最近，已经出现了各种基于微处理器的AODD周期/行程控制系统，这些系统已经被证明是非常有效的。manbetx客户端12-5下载大多数利用特殊的高容量，高速(35毫秒打开/ 35毫秒关闭)空气控制的点胶阀。
该点胶阀由微处理器控制，通过分析冲程频率和流量特性，确定合适的最低循环速率以优化产量。一旦建立它，然后在冲程期间关闭空气供应，并允许产品流量和泵惯性完成冲程，没有任何额外的气流，然后再次打开。
结果是一个完全流动的生产线的产品，没有空气袋或空隙。冲程停止在适当的点，泵不接触外壳作为一个不受控制的单位将。这就延长了泵的使用寿命，降低了维护成本。
如果产品粘度发生变化，微处理器将运行几个周期，然后自行调整。当无产品在场时，也可配置自动气源关闭。
如下表所示，以下几点是很明显的:
- 在相同的输入压力下，压缩空气的使用，冲程和循环率下降35 - 40%与控制。
- 每冲程的产品吞吐量显著增加了每个scfm的平均产品流量(从大约50 - 100%)。
这些微处理器控制成功地消除了压缩空气进口控制和泵效率低下的问题，过去利用现代电子。在1½”级AODD泵及以上的大多数应用环境中，以及其他可能有应用机会的情况下，都应该进行评估。
ome仅可作为泵总成的一部分，其他部件，如图4所示，如果适用，可安装在AODD泵的进口管道上，并提供适当的电源。
总结
经过多年对AODD工业应用的审核，我们发现80% - 85%的操作都有有效的压缩空气减少机会。其中许多都是常识——为了提高生产率，不要过快地生产产品;不要过压进口;不要让水泵空着;等。
然而，微处理器的可用性创造了一个非常灵敏的控制，同时保持有效的泵效率，打开了更多的机会，以降低压缩空气的使用和运行能源成本。它们可能并不适用于所有大小、类型和应用程序，但也许应该经常加以考虑和评估。
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