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企业无油压缩空气系统节能应用

   【压缩机网】曼尼托巴省温尼伯市的百事可乐装瓶厂在两个单独的项目中优化了其主要的689.5kPa的压缩空气系统和4135.9kPa的PET装瓶系统。以上系统的改进节省了公司的维护和电力运营成本,甚至减少了冬季取暖需求。
 
  背景
  第一个项目开始于数年前,当时由于689.5kPa的压缩机的使用年限较长,所以需要被更换。以前的设备是100匹的定频压缩机,通过启停控制运行。该系统使用标准的压缩空气过滤器和非循环式空气干燥器。在正常运行期间,由于系统中的压差,设备的压力范围为537.8kPa至737.7kPa。该工厂已经对该系统进行了一些改进,使得在加注工作线上不需要干燥压缩空气,并在周末关闭主压缩机(而使用了小型往复式压缩机)。工厂人员致力于更新压缩空气系统以使其更高效,并且进行了一些能源分析。
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  初步评估
  对689.5kPa的系统记录的数据表明:由于压缩机的控制方法不合适以及缺乏足够的储罐,导致压缩空气系统的运行效率低下。该系统在管道、空气干燥器和过滤系统之间也存在一些明显的压差。泄漏量约为平均流量的27%,定时排放冷凝水的措施也会造成流量浪费。该系统每年的能源消耗为746000kWh,约占设备总电力成本的11%。审核公司预测,如果安装变频压缩机以及实施其他改进措施,可以节省约35%的运行成本。
 
  除此之外,对4136.9kPa的PET装瓶系统进行了一些初步评估。该系统使用一个600匹的多级水冷往复式压缩机为生产塑料饮料瓶的系统提供动力,空气将通过冷却式空气干燥器。起初认为该系统能够节省大量成本,尤其是在需求高峰期间更能节省成本。最初没有对系统进行监测,但是几年后进行的测试发现该系统以及相关的蒸发冷却系统消耗了1425000kWh的电量,并且峰值时的功率为425kW。
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  优化后的节省量
  对于689.5kPa的系统,当地电力公司Manitoba Hydro能够帮助计算可通过各种优化措施获得的节省量。每个措施都带有相应的奖金,工厂维护经理可根据该奖金来决定要购买的压缩机的类型和要实施的节能措施。
        这是根据压缩机气体协会数据表估计的所能降低的压力和功耗来完成的,并在Manitoba Hydro开发的电子表格上完成计算。选择了以下节能措施:
  ·购买了新的100匹变频空气压缩机使得压缩机空载时不再消耗功率,降低了压缩机的目标压力以减少压缩机的功耗;
  ·安装了循环式空气干燥器,它不会像非循环式干燥器一样持续运行,从而降低了制冷压缩机的功耗;
  ·安装了4m3的储罐以稳定工厂压力的波动并减少压缩机循环;
  ·安装了流量控制以降低工厂的平均压力,并减少人工需求;
  ·安装了除雾式过滤器以显著减少过滤器对系统压降的影响;
  ·改进压缩机管道,可降低压力损失;
  ·安装了无空气的冷凝水排放口,以减少压缩空气的浪费;
  ·修复了压缩空气泄漏;
  ·安装了通风系统,可在寒冷的冬季将压缩机的热量排放到工厂中。
 
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      对于PET系统,记录的压力、流量和功率数据表明,现有的空气压缩机相对于实际负载而言尺寸过大。几年后,因为维修成本过高,工厂人员对系统进行一些处理。而且压缩机冷却系统的尺寸也过大,并且节流在控制循环时也消耗了大量的额外功率。电力公司和百事可乐公司的工程部门还研究了从制瓶机中回收高压的空气然后用作低压空气的可能性。吹瓶机制造商(Sidel)在现有的吹瓶机中增加了高压压缩空气回收系统。基本上,用于制造饮料瓶的3447.4至4136.9kPa高压空气中的一部分可以在689.5kPa左右回收,用于吹瓶机的内部气动回路中,多余的空气则可以馈入689.5kPa的主系统中,以降低低压压缩机的功率。
  在PET系统上实施的改进措施包括:
  ·选择使用压力为861.8kPa、功率为145kW的无油空气压缩机系统,该压缩机为105kW增压压缩机提供空气,从而降低了能源和需求成本;
  ·新系统使用了压缩式空气干燥机从而降低干燥机功率,该干燥机位于压缩机内部,减少了占地面积;
  ·安装了4m3的储罐以稳定工厂压力的波动并减少压缩机循环;
  ·通过变频控制重新设计了冷却系统;
  ·排放高压无空气冷凝水;
  ·安装了高压空气回收系统以馈入吹瓶机中689.5kPa的压缩系统。
 
企业无油压缩空气系统节能应用  
       节能效果
  电力公司在调试结束时审核了这两个项目。总体而言,每年总共可节省电量806,000kWh,天然气消耗量估计为9700m3。689.5kPa的系统节省了35%的运营成本,PET项目节省了38%的电气运营成本和大量的年度维修成本,这在能源项目中并不常见。图6展示了成果,在几个月中,虽然因为生产水平的需求,每月能源消耗没有减少,但由于PET系统的压缩机尺寸较小,工厂的峰值需求仍然降低了。
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  结论
  该项目展示了公益事业能源项目的价值。上述的实用程序具有出色的压缩空气技术,并且能够进行一些免费的压缩空气评估,以分析系统的工作方式。评估后,该公益事业公司保留了该项目,并帮助百事可乐工厂的工程部门计算了各种不同压缩机和其他节能措施下的节省量。公益事业公司随后提出了重大的能源奖励措施,在本例中超过了159000美元,以帮助支付购买额外的节能设备的费用。仅能源节省而言,这些项目每年就可以节省超过60000美元的成本。

来源:本站原创

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