错过-需求面机会第7部分-系统压力控制的重要性
每当我们开始压缩空气能量调查时，工厂工作人员总觉得有两个最重要的主题——泄漏和减压。在我们关于错过的需求方面机会的系列文章中，我们将讨论压缩空气系统压力的重要性。
控制系统压力的好处常常被一种误解所掩盖，即控制系统压力非常重要，因为“系统压力每减少1 psig，输入能量消耗就会减少1/2%。”这是一条被误解的“经验法则”——它只有适用于“空气压缩机100psig级排气压力”。与输入功率/能量相关的其他压力将有不同的乘数。
实际上，有效控制“生产系统压力”比减少1/2%的输入能量有更多的潜在能源节约。例如，一台100马力(HP)的空气压缩机在100 psig下输出500 cfm将节省约5%的功率(5 HP)，排气压力从100 psig降低到90 psig (5 HP)。使用这个“经验法则”，每年潜在的储蓄是每年1790美元(美元)。06千瓦/小时@ 8000小时/年)。
当评估与系统压力有关的需求减少的“错失机会”时，要记住的最重要的规则是“几乎任何工艺的进口压力越高，使用的空气流量(cfm)就越高。” |
这种节约并没有错，如果可行的话，应该加以利用。然而，当评估与系统压力有关的需求减少的“错过机会”时，最重要的要记住的规则是“几乎任何工艺的进口压力越高，空气流量(cfm)的使用量就越高。”
这种情况的可比较的经验法则是在100 psig级压力系统。对于每减少1 psig的空气压力“过程”，它将减少流量需求之间的某个地方。9和1%。从100 HP压缩机到流程的500 scfm流量减少1%，同样减少10 psig，将减少50 cfm的流量，这将节省每年5000美元在0.06 kWh @ 8000小时/年。
在我们走得太远之前，使用经验法则并不完全准确，但却是实用的——考虑到许多压缩机OEM的工程数据表参考流量±5%和功率±3%。我们已经使用这些准则多年，系统测量表明它们非常可靠。
过高的压力总是会导致“额外的流动”，这通常被称为“人为需求”。
图1显示了在2次/分钟循环下，对容积为4立方英尺的气瓶潜在的过量空气进口压力的影响。
关于生产空气系统压力及更多的思考
重要的是要考虑生产空气系统的压力。
- 在整个换班过程中，集管压力是否稳定?如果是这样，这很可能是一个“平衡的系统”。如果没有，我们应该改进。
- 是否每个操作过程都在实际的最小进口压力下操作，以获得最佳的生产率和质量?
- 所有的监管机构都在进行监管吗?
- 你知道主集箱到操作过程的压力损失吗?这是可以接受的吗?如果价格太高，有什么限制?静止时的过程压力是多少?操作时是什么?
同样重要的是需要监控主进料管道的过程。当流程与流程周期相关联时——或者更重要的是——它会下降吗?这将说明几件事情:饲料过程不是足够支持完整的生产,如果实际进口压力低于“静止”给水管路压力和没有效率或质量问题这压力接近最低最优压力低于头设定压力。
总是调查任何问题。一些校正管道或存储的改变可以提供可控的、稳定的最低压力，显著减少压缩空气，同时提高质量和生产率。
案例研究
图2。
图2说明了这种情况。该头系统设置为98 psig磨削过程。当工艺运行时，由于有很长的3/8英寸软管空气供给管道，磨床的实际进口压力从98 psig下降到63 psig。有显著的生产力和质量问题时，头部下降到98 psig以下。工厂人员希望将系统集管压力提高到125 psig，这将增加11-12%的压缩机能量输入。将磨机的进料管道增加到1英寸，可以消除这种压力损失。
对这个分配系统的修正允许磨床在测量和调节稳定的75 psig下“最优”地运行，整个工厂空气系统压力降低到85 psig。最初的系统在98 psig利用1500 HP。改进后的85 psig-header系统增加了30%的总产量。总空气需求下降了500 cfm(空气流量减少了100 HP)，在空气流量减少的情况下，质量和生产率都有所提高。结果是，在产量提高30%的情况下，运营能耗每年减少28,902美元。
你的监管者在监管吗?
这是我们在几乎所有植物中发现的最重要的问题。调节阀通常通过开孔尺寸选择，即3/4英寸，而不是在最低可能的进口压力和允许的压力损失的气流容量。
双作用气瓶往往是寻找这一问题的关键部位。通常，从调节阀到气缸进口的管道太小，无法容纳在等待调节阀开启的冲程中给气缸供油所需的体积。这是调节器动态和响应时间的函数，以及在稳定、满意的操作压力下，通过气缸的整个行程提供给气缸的可用空气。通常冲程是无效的——操作人员的反应是打开调节阀，使其承受更高甚至全管路压力，从而使空气需求按比例增加。
图3。
图3显示了一种纠正这种情况的方法——测量动态并计算完成冲程所需的存储量，安装一个小型存储容器来供应冲程空气，当调节阀打开时将重新填充。其他可能适用的选项是增加馈线的大小，以完成相同的事情，或改变调节器，以一个更合适的操作配置文件。净要求是在最低的稳定进口压力下提供所需的最小空气量。同样，如果实施得当并加以监控，生产率和质量将得到提高，需求流将达到最佳数量。
一定要寻找没有监管的监管机构。
图4。
图4显示了一个安装在吸进110 psig压缩空气并将110 psig压缩空气输送到系统的过程中的调节阀。在所有可能的情况下，该过程确实需要110 psig的空气运行，但有一些东西干扰了时间和操作动力学，或选择的调节器不适合应用器。不管原因是什么，这种情况都需要进行调查。
总结
这些项目一旦成功实施，通常会在降低压缩空气投资成本方面取得高效果。一般来说，在100 psig级的空气系统中，大多数工艺的最佳操作入口压力为70 psig到90 psig。如果工艺需要较高的进口压力，则可能会有较高的封头压力。
以后的文章将介绍处理这种情况的一些方法，特别是当一个过程需要比工厂其他部分高得多的进口压力时。
以下是系统压力控制的关键要点:
- 知道每个工艺的最低有效压力是什么。
- 以可控制的稳定方式交付。
- 如果可行，监控它。
- 确定你的需求减少和去“atta boy”。
我们希望你对此感兴趣，并期待你的评论!联系Hank van Ormer，电子邮件:hankvanormer@aol.com,电话:614.580.2711
读过类似的压缩空气压力系统评估文章访问airbestpractices.com/system-assessments/pressure．
阅读本系列的所有文章:
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
错过的需求方面的机会，第8部分-优化PET吹模和填充工厂的平衡系统
