完整性检查:备用空压机在寒冷天气是否会启动?
在上中西部的一个设施的能源审计期间，我们被要求调查一个空气压缩机故障和一个简短的工厂减产问题，最终需要我们的一点聪明才智来解决。
介绍
工厂的生产计划通常是每周六天两班倒。他们还在三班和周日进行了工艺清洁和维护工作。空气压缩机问题是他们的公用事业系统挑战中最小的。照明、暖通空调和锅炉是我们的主要目标，这为能源/可持续性改进带来了一些新的机会。万博足球网站然而，工程负责人也要求我们调查最近的压缩空气系统事件，他们还不能解开。
该设施在制造大楼的两侧有两个压缩机室，每个都有两个50马力的风冷旋转螺杆机组，这些机组相当新，总体状况良好。通常情况下，每个机械室都有一个单元运行，而另一个单元作为紧急备用，处于“自动”待命状态。压缩机控制工作良好，整个系统的压力在我们的正常指导范围内。每月，为了长期的设备可靠性，这些设备将从“领先滞后”转换为“领先滞后”。嘿，一个相当好的空气压缩机系统设计和操作规程已经到位!
事件描述
在我们访问的前几天，在一个寒冷的冬天晚上，一个机械房间里的主空气压缩机触发了(显然是由于进气口过滤器污染和通过机器的空气流量低)。然后出现了一个关键的情况:“备用”单元没有启动。维修人员被请来让压缩机运转起来。这种延迟导致工厂空气压力低，减产和一些不良产品。他们还没有确定导致“不开始”的条件。
我们的第一项任务是对设备进行物理评估。这个特殊的机械室(事故发生的地方)在一楼的锅炉房的正下方，锅炉房包含3 - 100马力的燃气燃烧，生产70 psig蒸汽的包装锅炉，用于产品杀菌和用于清洁材料处理装置和夹具的高压灭菌器。
热回收系统是最近公共事业能源改进项目的一部分。冬季，一层压缩机室的排风被引至锅炉房补暖。荣誉!这个项目是一把节能的“双刃剑”。锅炉燃烧空气温度每增加400F，燃料效率就增加1.0%。从压缩机排出的1800F废气向锅炉房提供了大约125,000 Btuh的“免费”热空气。此外，压缩机有“外部”空气摄入量直接到他们的外壳。对于压缩机来说，每降低100 F的进气温度，电机功耗就降低1.0%。在冬季，压缩机在使用室外空气时效率更高。
每个单元的新风输送管道延伸到相邻的外墙，长度约为5英尺。排热回收管道被合并成一个更大的管道，向上穿过锅炉房的地板。在夏天，来自压缩机的热空气可以转移到室外。有三个电机操作的排气阻尼器连接到压缩机的“微处理器”控制系统。manbetx客户端12-5下载每个压缩机的一个风门将热空气排出室外，用于夏季模式。第三个(隔离)阻尼器位于通往锅炉房的公共管道内。我们要求维修人员手动启动阻尼器作为我们审查的一部分。这台设备相当新，看来运行状况良好。所有的阻尼器在关闭时都打开并密封。他们显然不是问题所在。
继续调查
随后与三班维修人员的讨论显示，“待机”压缩机可能由于“油温低”而无法启动。这是怎么回事，因为压缩机房间的墙壁是很好的绝缘和房间的环境温度超过600华氏度?运行中的压缩机的空气供应是从外部引入的，所有管道都是绝缘的。暖风管道，接收器和空气干燥机正在加热房间。
我们仔细检查了压缩机热回收系统的管道系统，该系统是能源回收工作的一部分。排出的空气从每个压缩机柜上升到一个共同的t形静压箱(四英尺见方)，然后上升到锅炉房。公共风管包含用于夏季模式运行的导流挡板。压缩机的夏季排气管道连接在每个压缩机外壳出口开口的上方(在组合静压室部分之前)。参考图纸布局示意图。
问题识别
唉!压缩机“启动失败”的原因是通过初步的“问题分析”练习得出的。来自运行中的压缩机的热空气可能会在通往锅炉房的热回收管道中产生轻微的“烟囱”效应(这也是温暖的，并且处于负通风状态)。在事件发生时，运作中的压缩机也污染了进气过滤器，导致流经机器的空气流量减少。由于寒冷、潮湿的空气供应，过滤器可能会有一些“结冰”的情况，这是偶尔会发生的。由于“备用”压缩机的送风管道中没有隔离挡板，“外部”冷空气通过压缩机外壳，通过大型(两台压缩机大小)的共同热回收管道向上进入锅炉房。
有一个200F的室外环境和两个锅炉在运行，备用压缩机可以非常冷(在机柜内)。打开柜门很快证实了我们的怀疑，即在“待机”模式下，有冷空气通过其中一个机组。就在那时，维修技术员说，他想知道为什么“备用”装置上的疏水阀经常结冰。他不同意我的看法。我们检查了一下:果然!这证实了我们的理论。
解决方案
对于这种情况有几个解决方案。
- 在每个压缩机上安装一个温度控制的加热系统，以便在冬季处于“待机”状态时使用。这种选择需要压缩机服务公司进行设计修改，也会消耗一些能源。还需要疏水阀的热伴热。然而，这并不能消除冷空气渗透的“通风”条件。
- 在每个压缩机的送风管道中安装电机驱动的隔离阀。这个选项引入了额外的空气吸入压力损失条件的压缩机，如果大小没有补偿。由于压缩机不是在接近满负荷的情况下运行的，这似乎是一个更实际和更便宜的选择。Plant Utilities后来选择了这个解决方案。
经验教训
如果您的工厂空气压缩机系统具有备用机组(无论是离心或旋转机组)的自动启动能力，您可能需要对紧急启动控制顺序设备和冬季运行的安装硬件进行“完整性检查”。您的系统是否也会出现类似的情况?
这是我们遇到的三个备用设备“低油温”情况中的第一个。另外两个是在压缩机在户外的工厂(在金属板罩下)。一个寒冷的冬夜导致“备用”机组的柜内结冰，尽管它有一个用于冷“启动”的油加热回路。再次，热回收单元(排气管道进入邻近的制造车间)产生了通过备用单元的冷空气。一家工厂有两个300马力的旋转螺杆装置;另一个有两个150马力的旋转螺杆单元。这种情况不是任何特定的压缩机型号或厂商所独有的。如果机柜内部环境温度低于280F，一些较新的压缩机安装在控制顺序逻辑中包括“不启动”条件。希望一盏“灯”能提醒你。
对于控制系统设计师来说，在进行设备改造时，没有比进行彻底的“假设”风险分析manbetx客户端12-5下载调查，并与具有广泛现场经验的工程师讨论项目更好的方法了。
更多信息请联系Gary Wamsley, PE, CEM, JoGar Energy Services，电话:770-343-9757，www.jogarenergy.com。
