工业实用效率

仪器空气和呼吸空气在一个制药厂

位于加拿大的一家制药厂,对两个工厂系统进行了压缩空气评估。研究发现,压缩空气生产效率差,空气干燥机损失高,以及大流量压缩空气使用的问题对工厂压力产生负面影响。工厂在两个压缩空气系统上实施了能源效率措施,分别节省了46%和64%的能源成本。

背景

该公司是一家大型跨国制药公司,从动物副产品中提取有益的健康产品。工厂A的压缩空气供应最初设置为两个独立的系统,一个提供仪器空气,另一个呼吸空气供实验室使用。工厂B系统使用了润滑和无润滑空气压缩机的组合,大小在15到60马力之间,每个都有自己的干燥剂空气干燥器。

图1

图1:如图所示的系统1配置混合润滑和无油(系统2未显示)。点击在这里扩大。

初步评估

工厂B系统的供应侧测量最初是在2004年完成的,当时工厂要繁忙得多,平均压缩空气负荷比现在高。图2显示了一个生产日的快照,相当恒定的负荷,由烘干机清洗和柜体通风造成,只有一个很短的生产中午。可以看出,15hp空压机一周内由于某些未知原因部分空载启动运行,降低了系统效率。在白天可以看到一些引起低压的波动。分析最终表明,小型压缩机可以用于非生产流量,而不是运行大型60马力压缩机和干燥机。

图2

图2:运行两个压缩机的生产日样例。点击在这里扩大。

终端使用压力问题

从图3中可以看出,生产当天的压力分布受到主要最终用途的极大影响,这可以追溯到在存储容器中混合了一些化学品的喷注应用。该操作在生产当天根据要求开始,并设置了一个压力开关,如果工厂压力太低,则切断压缩空气的流动。另一种最终用途是利用压缩空气搅动污水,以控制臭味。这些终端使用迫使压缩机排放水平远远高于要求。

在评估时,基于安培读数,系统流量估计为峰值264 cfm和平均111 cfm。每年耗电量估计为31千瓦,约为18.1万千瓦时。系统比功率估计为28 kW/100 cfm(不包括空气干燥器吹扫),优化系统的正常读数低于20 kW/100 cfm。

图3

图3:显示了支配压力分布的喷射应用。点击在这里扩大。

选民的需求

详细分析了压缩空气的用途,以估计填补需求。根据各种特殊测试和流量测量,建立了需求概况的下列组成部分:

图4

图4:详细分析显示了使用空气的地方。

可以看到工厂有一个低水平的泄漏,这显示了优秀的维护实践,但有两个主导负荷,柜式吹扫和空气干燥机吹扫。柜式净化是将少量的空气引入到高溶剂含量区域的电气面板中。这样可以对面板施加正面压力,防止爆炸蒸汽进入。这是为了安全,经过大量研究后发现,这个负荷必须保持。然而,空气干燥机负荷是由于固定循环运行的两个无热干燥剂空气干燥机。可以对干燥机进行改进,增加露点控制。此外,喷注负荷可以用泵和鼓风机来解决。

B厂年耗电量如下:

图5

图5:基本情况下的功耗。

进一步监测

最初的审核只监控了工厂B的压缩空气系统。在工厂A中存在两个额外的系统,最初工厂人员认为它们是有效运行的,因此在最初的工厂评估中没有进行初始审核(审核员想要测量这些,但不被允许)。在最初的研究几年后,在B厂优化之前,所有系统都被重新考察,以确定是否有潜在的节约机会。

图6显示了监视的结果。网站呼吸空气系统组成的一个40 hp调节压缩机和一个超大号的固定周期干燥剂空气干燥器运行在非常贫穷的特定权力,一个令人难以置信的204千瓦每100 cfm一旦空气干燥器清洗考虑(生产特定权力58 kW / 100进入空气干燥器)。A楼某仪表风系统也存在类似的问题,P B厂原研究的系统由于装卸负荷控制的特点,实际负荷较低,系统效率下降。

图6

图6:第二次监测的基线能量和流程。

图7

图7:即使在低流量的情况下,呼吸空气系统也消耗了大量的功率。点击在这里扩大。

由于呼吸式空气系统压缩机的使用寿命已接近尾声,工厂决定购买新的VSD控制呼吸式空气压缩机和露点控制空气干燥机。这大大提高了压缩效率,减少了流量,因为压缩空气流量的体积是空气干燥器吹扫。

改善完成

工厂人员做了以下改进

  • 将仪器空气和呼吸空气系统组合成一个良好控制的VSD压缩机供应系统。
  • 为了减少吹扫流量,小型露点控制干燥剂干燥器取代了干燥剂空气干燥器。
  • B楼用压缩空气的喷流被消除了。
  • B楼的排放压力降低到接近100 psi。
  • 修改B楼压缩机控制,以防止压缩机在不需要时空载运行。
  • B楼压缩机控制被改变了,所以小型压缩机和一个小露点控制的干燥机在非生产时间运行。
  • B楼压缩机控制计划进行了修改,使更大的压缩机和一个改进的干燥机与露点控制在生产活动中运行。

储蓄的结果

进行了额外的测量来验证这个项目的节省。最终结果如下:

  • 电厂A:联合系统的能源消耗每年减少了21.5万千瓦时,每年节省1.2万美元,从而减少了64%的能源成本。
  • 工厂B:对系统运行和空气干燥器吹扫的改变减少了68,000千瓦时的能源消耗,每年节省的能源价值4,800美元,减少了48%。
  • 根据节省的资金,该公司获得了价值48000美元的电力公司提供的能源奖励计划。

结论

这个项目表明,不应该对系统的效率作出假设。最初,基于一些错误的假设,没有考虑A厂系统的优化。然而,一旦测量完成,电站人员很明显,该系统比原来的电站B系统可以获得更多的节省。

结果还表明,干燥剂空气干燥器往往是压缩空气在工厂的最大最终使用,并可以做一些事情,以清除空气损失。

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。

阅读更多系统评估文章请访问//www.epcgrp.com/system-assessments