【壓縮機(jī)網(wǎng)】一家化學(xué)包裝廠幾年前優(yōu)化了壓縮空氣系統(tǒng)，取得了非常好的成果。他們安裝了變頻空氣壓縮機(jī)并采取了其他節(jié)能措施，但是隨著工廠的擴(kuò)建，生產(chǎn)的需求超出了現(xiàn)有系統(tǒng)的容量。現(xiàn)在，生產(chǎn)線的壓力較低，導(dǎo)致生產(chǎn)停工，而且工廠的需求還將進(jìn)一步增加。

　　本文討論了系統(tǒng)的優(yōu)化以及為解決工廠問(wèn)題而采取的節(jié)能措施。而且改進(jìn)后，該工廠節(jié)省了與壓縮空氣相關(guān)的41％的電力成本，并更好地穩(wěn)定了他們的氣體壓力。

　　工廠流量超過(guò)壓縮空氣系統(tǒng)容量

　　該工廠早在幾年前就已經(jīng)安裝了30匹馬力的單螺桿空壓機(jī)，并增加了40匹馬力的變頻空壓機(jī)和25匹馬力的定頻空壓機(jī)，該措施增加了系統(tǒng)的容量并節(jié)省了能源。除了新的空氣壓縮機(jī)外，該工廠還安裝了循環(huán)式干燥機(jī)、更大的儲(chǔ)罐和壓力/流量控制器，以保持空氣壓縮機(jī)正常運(yùn)行，并將工廠壓力降低至恒定的較低水平，從而節(jié)省了人工需求。

　　在早期，生產(chǎn)周期是每周5天，每天8小時(shí)。但是隨著工廠產(chǎn)量的增加，工廠將其生產(chǎn)計(jì)劃更新為每周5天，每天24小時(shí)。工廠的高峰流量開(kāi)始逐漸增加，直到超過(guò)現(xiàn)有系統(tǒng)的容量為止。此時(shí)，空氣壓縮機(jī)無(wú)法提供足夠的壓力，設(shè)備壓力有時(shí)會(huì)下降至448.2kpa。最終，工廠經(jīng)理請(qǐng)了當(dāng)?shù)氐膲嚎s空氣審核員進(jìn)行研究。

　　節(jié)能的多個(gè)措施

　　壓縮空氣研究的目標(biāo)如下：

　　·提供有關(guān)設(shè)施中壓縮空氣的運(yùn)行成本和運(yùn)行概況。

　　·提供有關(guān)改進(jìn)壓縮空氣相關(guān)生產(chǎn)工藝的潛在機(jī)會(huì)和方案。

　　·確定壓縮空氣系統(tǒng)滿足生產(chǎn)需求的程度。

　　·找出可以通過(guò)節(jié)能解決的壓縮空氣系統(tǒng)中的問(wèn)題。

　　在測(cè)量期間的讀數(shù)和觀察結(jié)果表明，與類似的優(yōu)化系統(tǒng)相比，壓縮空氣系統(tǒng)在生產(chǎn)峰值運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的效率較低，而在非生產(chǎn)峰值期間的效率較高。總體而言，研究表明，如果現(xiàn)有的或新的空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行壓力設(shè)置正確，則定頻壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生頻繁的啟停過(guò)程，運(yùn)行過(guò)程將更加流暢。也可以將運(yùn)行壓力設(shè)置得足夠高，以提供更高的壓力。

　　數(shù)據(jù)記錄儀用于檢測(cè)壓縮空氣系統(tǒng)輸入的電流，以便計(jì)算大約每年的耗電量。數(shù)據(jù)顯示，壓縮空氣的年能耗約為200600kWh，峰值功率約為50kW。系統(tǒng)平均流量約為2.128m3/min，峰值流量持續(xù)在5.6m3/min左右。

　　壓縮空氣系統(tǒng)約占設(shè)施年度總電費(fèi)的18％。根據(jù)該設(shè)施電費(fèi)單中的費(fèi)率，每年壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本為20000美元，包括繳稅和維護(hù)成本。

　　對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)一些潛在的機(jī)會(huì)可改善壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行。它還顯示與壓縮空氣相關(guān)的電氣和維護(hù)成本最多可節(jié)省基礎(chǔ)成本的37％。

 

　　節(jié)能的措施

　　上述分析顯示有很多節(jié)能的機(jī)會(huì)。對(duì)完整的壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行全面評(píng)估后得出以下建議：

　　空氣壓縮機(jī)的控制和調(diào)節(jié)——現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)在壓力控制方面存在問(wèn)題。直到壓力降到變頻空氣壓縮機(jī)的設(shè)定點(diǎn)以下時(shí)，較小的壓縮機(jī)才開(kāi)始加載，并且在加載時(shí)以調(diào)制模式運(yùn)行。 這是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，其中變頻壓縮機(jī)控制范圍需要保持在定頻壓縮機(jī)的控制范圍內(nèi)，如圖3所示。

　　空氣壓縮機(jī)的工作時(shí)間——審核員注意到周末沒(méi)有生產(chǎn)。此時(shí)壓縮空氣系統(tǒng)為一些暖通風(fēng)門以及消防系統(tǒng)提供壓力，這兩種負(fù)載都非常低，可以由小型往復(fù)式空氣壓縮機(jī)代替，這樣一來(lái)周末就可以關(guān)閉主系統(tǒng)。

　　備用壓縮機(jī)——測(cè)得系統(tǒng)峰值流量略高于5.6m3/min，但備用空氣壓縮機(jī)的功率僅為100hp。如果需要關(guān)閉或維修40hp的變頻壓縮機(jī)，系統(tǒng)的可靠性將下降。5.6m3/min的峰值流量意味著兩臺(tái)空氣壓縮機(jī)在需求峰值期間都要運(yùn)行。

　　減少泄漏——測(cè)得的工廠泄漏量為0.7m3/min，占系統(tǒng)平均流量的30％。通過(guò)減少空氣壓縮機(jī)的負(fù)荷可減少泄漏量并節(jié)省能源。

　　減少消耗——確定了四種最終用途并進(jìn)行優(yōu)化：

　　·集塵器脈沖閥——工廠中的集塵器調(diào)節(jié)不當(dāng)，因此脈沖閥的爆破時(shí)間僅為0.1秒，而不是建議的0.5秒；爆炸頻率高于最佳頻率，這兩種情況都會(huì)消耗過(guò)多的壓縮空氣。

　　·起重機(jī)——使用壓縮空氣為動(dòng)力的起重機(jī)搬運(yùn)產(chǎn)品。這臺(tái)起重機(jī)每分鐘消耗0.98m3的壓縮空氣。推薦使用電動(dòng)起重機(jī)，其消耗的電能大約是氣壓起重機(jī)消耗等效電能的十分之一。

　　·吸塵器——鼓式真空吸塵器每分鐘消耗約1.68m3的壓縮空氣，它增加了壓縮空氣的消耗量，如果在高峰生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)使用，還會(huì)增加高峰期間的流量需求。

 

　　
·氮?dú)庀到y(tǒng)——在壓力為1034.2kPa實(shí)驗(yàn)室區(qū)域安裝了氮?dú)庀到y(tǒng)。工作人員安裝了動(dòng)力增壓器，以將空氣壓力增加到制氮機(jī)所需要的水平。增壓器消耗大量恒定流量，建議使用小型往復(fù)式空氣壓縮機(jī)，以更有效地將空氣增壓至高壓。

　　·空氣干燥器——如果需要安裝干燥器的話，建議購(gòu)買循環(huán)式干燥器。

　　·過(guò)濾器——建議加大所有主過(guò)濾器的尺寸，以減少壓力損失。

　　·冷凝水排放口——建議將定時(shí)排放口改為更高效的無(wú)氣排放口。

　　該研究預(yù)測(cè)，上述措施將使壓縮空氣系統(tǒng)的耗電量減少37％，并改善壓縮空氣質(zhì)量。

 

　　

        工廠管理層決定將安裝更大的75hp空氣壓縮機(jī)來(lái)提高系統(tǒng)容量。該裝置的容量很大，因此如果空壓機(jī)的運(yùn)行速度低于最低速度，它將以較低的頻率進(jìn)行起停控制。事實(shí)證明，隨著泄漏的減少，壓縮機(jī)經(jīng)常在此范圍內(nèi)運(yùn)行。運(yùn)行速度低于最低速度時(shí)，壓縮機(jī)將無(wú)法積聚足夠的熱量來(lái)除去冷凝在潤(rùn)滑劑中的水。

　　將壓力范圍設(shè)置得很寬并使用大容量?jī)?chǔ)罐可使空氣壓縮機(jī)在兩次啟動(dòng)之間運(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間，從而更好地加熱空氣壓縮機(jī)，但這樣做的代價(jià)是能耗較高。

　　工廠每年節(jié)省10000美元的電費(fèi)

　　數(shù)據(jù)顯示，該項(xiàng)目節(jié)省的費(fèi)用高于預(yù)期。每年可節(jié)省電量101000kWh，節(jié)省電力成本10000多美元。平均流量降至1.596m3/min，峰值流量為4.2m3/min。這種減少意味著以前的系統(tǒng)將能夠?yàn)楣S提供足夠的流量，但隨著產(chǎn)量增加，工廠購(gòu)買了更大的空氣壓縮機(jī)。電力公司提供了超過(guò)16000美元的財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)，以支持該項(xiàng)目。

　　該項(xiàng)目表明通過(guò)審核員檢測(cè)系統(tǒng)是有意義的。我們通常只關(guān)注系統(tǒng)的供應(yīng)方，而忽視了用途中的浪費(fèi)和泄漏。評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)是值得的，減少最終用途的浪費(fèi)可節(jié)省大量成本，減少用電量，還可以得到電力公司的獎(jiǎng)金。

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