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压缩空气化学包装应用节能案例

   【压缩机网】一家化学包装厂几年前优化了压缩空气系统,取得了非常好的成果。他们安装了变频空气压缩机并采取了其他节能措施,但是随着工厂的扩建,生产的需求超出了现有系统的容量。现在,生产线的压力较低,导致生产停工,而且工厂的需求还将进一步增加。
  本文讨论了系统的优化以及为解决工厂问题而采取的节能措施。而且改进后,该工厂节省了与压缩空气相关的41%的电力成本,并更好地稳定了他们的气体压力。
压缩空气化学包装应用节能案例
  工厂流量超过压缩空气系统容量
  该工厂早在几年前就已经安装了30匹马力的单螺杆空压机,并增加了40匹马力的变频空压机和25匹马力的定频空压机,该措施增加了系统的容量并节省了能源。除了新的空气压缩机外,该工厂还安装了循环式干燥机、更大的储罐和压力/流量控制器,以保持空气压缩机正常运行,并将工厂压力降低至恒定的较低水平,从而节省了人工需求。
  在早期,生产周期是每周5天,每天8小时。但是随着工厂产量的增加,工厂将其生产计划更新为每周5天,每天24小时。工厂的高峰流量开始逐渐增加,直到超过现有系统的容量为止。此时,空气压缩机无法提供足够的压力,设备压力有时会下降至448.2kpa。最终,工厂经理请了当地的压缩空气审核员进行研究。
压缩空气化学包装应用节能案例
  节能的多个措施
  压缩空气研究的目标如下:
  ·提供有关设施中压缩空气的运行成本和运行概况。
  ·提供有关改进压缩空气相关生产工艺的潜在机会和方案。
  ·确定压缩空气系统满足生产需求的程度。
  ·找出可以通过节能解决的压缩空气系统中的问题。
  在测量期间的读数和观察结果表明,与类似的优化系统相比,压缩空气系统在生产峰值运行时间内的效率较低,而在非生产峰值期间的效率较高。总体而言,研究表明,如果现有的或新的空气压缩机的运行压力设置正确,则定频压缩机在运行时不会发生频繁的启停过程,运行过程将更加流畅。也可以将运行压力设置得足够高,以提供更高的压力。
  数据记录仪用于检测压缩空气系统输入的电流,以便计算大约每年的耗电量。数据显示,压缩空气的年能耗约为200600kWh,峰值功率约为50kW。系统平均流量约为2.128m3/min,峰值流量持续在5.6m3/min左右。
  压缩空气系统约占设施年度总电费的18%。根据该设施电费单中的费率,每年压缩空气系统的运营成本为20000美元,包括缴税和维护成本。
  对上述数据进行分析后,发现一些潜在的机会可改善压缩空气系统的运行。它还显示与压缩空气相关的电气和维护成本最多可节省基础成本的37%。
 
  节能的措施
  上述分析显示有很多节能的机会。对完整的压缩空气系统进行全面评估后得出以下建议:
  空气压缩机的控制和调节——现有的空气压缩机在压力控制方面存在问题。直到压力降到变频空气压缩机的设定点以下时,较小的压缩机才开始加载,并且在加载时以调制模式运行。 这是一个常见的问题,其中变频压缩机控制范围需要保持在定频压缩机的控制范围内,如图3所示。
压缩空气化学包装应用节能案例
  空气压缩机的工作时间——审核员注意到周末没有生产。此时压缩空气系统为一些暖通风门以及消防系统提供压力,这两种负载都非常低,可以由小型往复式空气压缩机代替,这样一来周末就可以关闭主系统。
  备用压缩机——测得系统峰值流量略高于5.6m3/min,但备用空气压缩机的功率仅为100hp。如果需要关闭或维修40hp的变频压缩机,系统的可靠性将下降。5.6m3/min的峰值流量意味着两台空气压缩机在需求峰值期间都要运行。
  减少泄漏——测得的工厂泄漏量为0.7m3/min,占系统平均流量的30%。通过减少空气压缩机的负荷可减少泄漏量并节省能源
  减少消耗——确定了四种最终用途并进行优化:
  ·集尘器脉冲——工厂中的集尘器调节不当,因此脉冲的爆破时间仅为0.1秒,而不是建议的0.5秒;爆炸频率高于最佳频率,这两种情况都会消耗过多的压缩空气。
  ·起重机——使用压缩空气为动力的起重机搬运产品。这台起重机每分钟消耗0.98m3的压缩空气。推荐使用电动起重机,其消耗的电能大约是气压起重机消耗等效电能的十分之一。
  ·吸尘器——鼓式真空吸尘器每分钟消耗约1.68m3的压缩空气,它增加了压缩空气的消耗量,如果在高峰生产时间内使用,还会增加高峰期间的流量需求。
 
压缩空气化学包装应用节能案例  
·氮气系统——在压力为1034.2kPa实验室区域安装了氮气系统。工作人员安装了动力增压器,以将空气压力增加到制氮机所需要的水平。增压器消耗大量恒定流量,建议使用小型往复式空气压缩机,以更有效地将空气增压至高压。
  ·空气干燥器——如果需要安装干燥器的话,建议购买循环式干燥器。
  ·过滤器——建议加大所有主过滤器的尺寸,以减少压力损失。
  ·冷凝水排放口——建议将定时排放口改为更高效的无气排放口。
  该研究预测,上述措施将使压缩空气系统的耗电量减少37%,并改善压缩空气质量。
 
压缩空气化学包装应用节能案例  
        工厂管理层决定将安装更大的75hp空气压缩机来提高系统容量。该装置的容量很大,因此如果空压机的运行速度低于最低速度,它将以较低的频率进行起停控制。事实证明,随着泄漏的减少,压缩机经常在此范围内运行。运行速度低于最低速度时,压缩机将无法积聚足够的热量来除去冷凝在润滑剂中的水。
  将压力范围设置得很宽并使用大容量储罐可使空气压缩机在两次启动之间运行更长的时间,从而更好地加热空气压缩机,但这样做的代价是能耗较高。
压缩空气化学包装应用节能案例
  工厂每年节省10000美元的电费
  数据显示,该项目节省的费用高于预期。每年可节省电量101000kWh,节省电力成本10000多美元。平均流量降至1.596m3/min,峰值流量为4.2m3/min。这种减少意味着以前的系统将能够为工厂提供足够的流量,但随着产量增加,工厂购买了更大的空气压缩机。电力公司提供了超过16000美元的财政奖励,以支持该项目。
  该项目表明通过审核员检测系统是有意义的。我们通常只关注系统的供应方,而忽视了用途中的浪费和泄漏。评估整个系统是值得的,减少最终用途的浪费可节省大量成本,减少用电量,还可以得到电力公司的奖金。

来源:本站原创

标签: 节能案例化学  

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