工业实用效率

百事装瓶厂升级无油压缩空气系统

位于马尼托巴省温尼伯的百事装瓶厂已经在两个独立的项目中升级了他们的主要100 psi压缩空气系统和600 psi PET装瓶系统。该系统的改进节省了公司的维护和电力运营成本,甚至减少了一些冬季供暖需求。

背景

第一个项目开始于数年前,当时100psi的压缩空气系统由于空气压缩机的老化需要更换。以前的单位是100马力固定速度单位在调制和加载卸载模式的组合操作。该系统采用标准的压缩空气过滤器和非循环空气干燥器。在正常运行期间,由于系统的压差,工厂压力从高107 psi到低78 psi不等。工厂已经对他们的系统进行了一些改进,消除了灌装线上的压缩空气干燥,并在周末关闭了主压缩机(使用了一个小型往复式压缩机)。工厂人员有兴趣更新压缩空气系统,使其更有效,并听说了电力公司提供的激励措施,所以他们要求一些能源分析。

图1

图1:发现系统运行效率低,请注意,当往复式压缩机运行时,空气压缩机的安培从70降至几乎为零。点击在这里扩大。

初步评估

数据记录器被放置在100 psi的系统上,这表明由于空气压缩机控制类型和缺乏足够的存储接收器容量,压缩空气系统运行效率低下。该系统在管道、空气干燥器和过滤系统上也有一些显著的压差。泄漏估计为平均流量的27%,计时器式冷凝液排水管造成了流量浪费。预计能源消耗为每年74.6万千瓦时,约占总设施电力成本的11%。该公司预计,如果安装了VSD压缩机,并进行其他改进,可以节省35%的运行成本。

此外,还对600 psi PET吹瓶系统进行了初步评估。该系统使用了一个600马力多级水冷往复式压缩机来供应生产塑料饮料瓶的系统,首先将空气通过一个冷冻空气干燥器。该系统被确定为对电厂能源成本有重大贡献的项目,主要是通过高峰需求收费。最初没有做任何工作,但几年后的进一步测试发现,该系统和相关的蒸发冷却系统消耗了1,425,000千瓦时,并导致了设施电力需求的峰值为425千瓦时。

宠物空气压缩机

图2:600马力600 psi PET空压机消耗了大量的功率。

升级储蓄的计算

对于100 psi的系统,当地电力公司Manitoba Hydro能够帮助计算通过各种升级方案可以获得的节约。每个选项都有相应的可能的奖励赠款,这被工厂维护经理用来帮助决定购买的空气压缩机类型和能源效率选项。这是基于正在考虑的压缩机的CAGI数据表数据,以及估计的压力和功率减少。计算是在马尼托巴水电公司开发的电子表格上完成的。我们选择了下列能源效率措施:

  • 购买一台新的100马力变速空压机,消除空载耗电量浪费,降低压缩机目标压力,降低压缩机耗电量
  • 安装了一个循环空气干燥器来减少制冷压缩机的消耗,这是基于通过干燥器的空气流量,而不是像在一个非循环干燥器中不断运行
  • 安装了一个1060加仑的接收器,以稳定工厂压力的波动,减少压缩机的循环
  • 安装了一个流量控制阀,以减少工厂的平均压力和浪费的人工需求
  • 安装消雾器过滤,显著降低过滤对系统压降的贡献
  • 为降低压力损失,对空压室管道进行了升级
  • 安装无空气凝结水排水管以减少压缩空气的浪费
  • 压缩空气泄漏修复
  • 在寒冷的冬季,安装了一个通风系统,将压缩机的热量重新导向工厂

热回收通风系统

热回收通风系统在冬季节省了天然气成本。

图4

图4:VSD空压机控制提高系统效率。

对于PET系统,一些压力、流量和功率的数据记录显示,现有的空压机的负载非常大。几年后,过高的维修成本说服了工厂人员对该系统采取措施。由于压缩机太大,压缩机冷却系统也太大,由于循环泵的节流控制方式,消耗了大量额外的功率。电力公司和百事公司工程也研究了从瓶成型机中回收高压压缩空气作为低压空气的可能性。吹瓶机制造商(Sidel Inc.)对现有的吹瓶机进行了高压压缩空气回收系统的改造(更多关于高压回收的信息在这篇文章)。基本上,使用的一些500 - 600 psi空气形成一个饮料瓶可以在100 psi捕获用于内部吹瓶机的气动回路和多余的美联储主要100 psi系统减少低压压缩机的功率。

在PET系统上实施的改善措施如下:

  • 选用了一套空气压缩机系统,该系统使用125 psi 145 kW无油压缩机,将其送入另一套高压105 kW增压压缩机,减少了总千瓦,从而降低了能源和需求成本
  • 新系统采用一种热压缩干燥剂空气干燥机,以节省干燥机动力,干燥机是内部压缩包,节省地板空间
  • 安装了一个1060加仑的高压存储接收器,以稳定压力和减少压缩机循环
  • 冷却系统采用VSD控制进行了重新设计
  • 采用无空气高压冷凝排水
  • 安装了一个高压回收系统,从瓶子鼓风机空气补充100 psi的系统

图5

图5:在PET系统中安装一个更小的无油旋转螺杆空压机,配有压缩热干燥器,节省了能源。

无油空气压缩机的选择和选型-网络研讨会记录

下载幻灯片和观看免费网络广播的录音来了解:

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图6图6:新的PET系统大大减少了电费账单上的需求和能量。

储蓄的结果

电力公司在调试结束时对两个项目进行了验证。总的来说,每年的总节约为80.6万千瓦时,估计天然气消耗量为9700万3.。与基本情况下的能耗相比,100 psi的系统节省了35%的运行成本,非常接近公用事业公司预测的水平。PET项目节省了38%的电力运营成本和可观的年度维修成本。PET项目的节省对设施需求收费有如此重大的影响,需求的减少是非常明显的,这在能源项目中并不常见。图6显示了结果,在月度能源没有因生产水平而同比减少的月份,由于PET压缩机尺寸更小,工厂的峰值需求仍然更低。

结论

这个项目显示了公用事业能源方案的价值和压缩空气基线的测量。在这种情况下,公用事业公司有优秀的压缩空气技术支持,并能够执行一些免费压缩空气评估,以分析系统如何工作。评估结束后,公用事业公司继续参与该项目,并支持百事公司工厂运营和工程部门帮助计算各种不同压缩机方案和其他能源措施的节省费用。公用事业公司随后提出了重大的能源激励措施,在这个案例中超过15.9万美元,以帮助支付购买额外节能设备的额外费用。这些项目每年仅在能源成本方面就节省了6万多美元。

欲了解更多信息,请联系Ron Marshall, Marshall压缩空气咨询公司,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net。

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