工业效率

WinPak通过33%的需求降低了33%并切换到无油空气压缩机

Winpak是一家位于加拿大马尼托巴省温尼伯市的国际塑料制品制造商,通过主要关注压缩空气的使用,该公司提高了压缩空气的生产能力,并将年能耗降低了33%。这些优点已经实现,而该公司正在转向无润滑油压缩空气,以支持产品质量目标。本文讨论了其中一些变化,并提出了可以在任何压缩空气系统中实现的措施。

可持续发展作为首要任务

生产和销售高质量的包装材料和相关的创新包装机械。该公司的产品主要用于保护易腐食品、饮料和医疗保健应用。

作为全球包装集团的一部分,Winpak在加拿大、美国和墨西哥拥有12家生产工厂,同时提供全球范围的服务和专业知识。北美业务单位协助客户遍及美国,加拿大,拉丁美洲,环太平洋国家,以及某些产品,欧洲和中东。Winpak与欧洲包装材料的主要制造商之一Winpak建立了战略联盟。

Masoud Sharafi博士说:“Winpak致力于开发可持续的包装,通过其运营实现能源效率,并投资于研发,提供创新,以最大限度地减少对环境的不利影响。”关于公司的崇高目标。Sharafi是该公司的项目工程师-能源。“我们相信组织中的每个人都有责任保护环境,将我们对自然资源的影响降到最低。为此,我们致力以最有效、最具成本效益和对环境负责的方式消耗能源。我们的中期目标是到2025年底将能源强度降低10%。”

该公司首批制造厂于1977年在曼尼托巴省温尼伯开始,但在不同的位置,它早期持续增长就需要更大的植物,因此他们搬到了当前的宽敞设施。该设施由一套调制风格的润滑螺杆空压机和非循环冷藏干燥机提供服务,其中公司增加压缩空气容量,并随着设施扩大的提高效率。

Winpak对产品质量和食品安全的高度承诺最近引导了他们的润滑剂压缩空气的变化。当由于扩展的Winpak的工程部门联系了当地的电力效用,Manitoba Hydro而升级压缩空气系统时,延长了压缩空气系统。该实用程序为任何可能节省电气和天然气能量的项目提供技术和财务支持。

建立能源消耗基线

第一步,Winpak有一个压缩空气审核员获取他们压缩空气系统能源消耗的基线。审核员在所有空气压缩机上放置测量仪器,以获取动力/能量剖面,安装压力记录器监测工厂各点的压力,并安装流量计测量压缩空气需求剖面。

Winpak原来的压缩空气供应的效率非常好,该公司在前几年曾与电力公司合作进行过扩建。基准系统由两台基准定速空压机、一台变速控制机组和现代高效循环式制冷空气干燥机组成。该系统已从以前的一个项目中调节空气压缩机,以节省大量费用。

电子控制的压力/流量控制器将工厂内的压力限制在100 psi,以减少人为需求。工厂内的管道系统尺寸很好,并布置在一个回路系统中,以减少压力损失。空压机的热量被导向工厂以取代天然气的热量。但该公司多年没有对其最终用途和泄漏进行评估,因此也进行了最终用途和泄漏审计。

寻找泄漏,不适当的压缩空气使用

利用超声波检漏仪对压缩空气进行了彻底的泄漏审核。该设施噪音水平高,因此必须使用超声波设备。在审计过程中,发现了58处重大漏洞,并做了标记,以便稍后进行修复。泄漏的成本估计为90 cfm,每年压缩空气成本约为8700美元。与评估期间发现的一些不适当用途的成本相比,这一成本显得微不足道。

图1

在泄漏审计期间,找到了许多潜在的不适当的最终用途。

在工厂中使用超声波探测器的一个附带好处是,压缩空气的最终用途也可以在同一设施调查中检测到。有一个有经验的审计师做研究意味着最终用途可以评估的适当性。对压缩空气的不适当使用被定义为一种可以由另一种能源更好地提供或可以减少或完全消除的操作。

在Winpak审计期间发现并标记了一些潜在的不适当使用:

  • 用空气马达搅动墨桶。
  • 在回收磨床中开放吹。
  • 使用空气动力振动进行箱卸载。
  • 破裂的露天压缩机排水管。
  • 使用压缩空气动力的便携式风扇。
  • 在废料收集器打包机进气管内安装压缩空气电离器。

在与工厂人员讨论后,并非所有这些调查结果都被确定为未来的调查。例如,已经识别了墨水鼓的压缩空气搅拌,用于项目并寻址。溶剂型油墨非常易燃;因此,在这种情况下,压缩空气搅拌器是合适的,然而,通过研究发现,搅拌器不需要不断运行以保持油墨颜色一致。每个电机上安装了一种控制系统,该电动机在一定时间内每天一次运行每个桶的空气电机15分钟间隔。这大大降低了估计的70个CFM连续压缩空气需求下降至小于10 CFM。

油墨搅拌机

控制墨水搅拌器气动电机,使它们在一天中一次按照序列操作,大大减少压缩空气使用。

WinPak已经转换了一些压缩空气加湿喷嘴,消耗90厘米(相当于18千瓦的电力),到高压水系统仅消耗约4千瓦。

需要无润滑剂空气

为了提高产品质量,降低空压机润滑剂的风险与其产品接触,Winpak的管理决定以逐步的方式切换到易润滑的仪器质量空气。新型空气压缩机的原始空气压缩机中不再有空间,所以分配了第二个压缩机。将新的无润滑剂空气压缩机和干燥器置于该房间,并且旨在在冬季将空气压缩机热量恢复到植物的通风。

Winpak选择购买压缩热干燥器,而不是安装无热干燥剂空气干燥器,它将消耗每台空气压缩机恒定的150 cfm净化流量来产生仪表空气。为了节省空间,鼓式干燥机集成到空气压缩机外壳被使用。安装的空气压缩机每个200马力(160千瓦),其中一个是变频控制单元,用于有效控制。

旧的空气压缩机被配置为备件并关闭正常使用。由于两种单独的压缩机房间相距显着距离,因此安装了一台中央空气压缩机控制器,该控制器连通到两个房间的所有空气压缩机,以确保工厂在植物两侧具有恒定的压力。

改进提供节能

由于原来的压缩空气生产系统非常高效,因此在系统的供应侧寻找额外的改进是一个挑战。这个成功项目的关键在于解决需求方面的问题。所做的工作如下:

  • Winpak聘请了一位能源经理。该管理者是跟进,研究和完成项目所需更改的关键。经理的一部分的工资抵消了电力公用事业的特殊项目的能量激励措施。
  • 通过安装新的、更现代化的卸料箱,减少了20 cfm,消除了气动振动。
  • 为减少10 cfm,用无气排水管取代裂开的开放式空气压缩机排水管。
  • 空气动力便携式风扇被永久固定防爆风扇取代,减少了42 cfm。
  • 压缩空气电离器被低空气消耗装置取代,减少了325 cfm。
  • 热压缩干燥安装消除了300 cfm在总干燥吹扫的需要。
  • 冷冻干燥机已关闭待机以节省电力。
  • 对漏气进行了修复,并启动了定期泄漏检测程序。

便携式风扇

部分便携式风机改为防爆电扇。

废料收集器管道

废料收集管装有压缩空气驱动的离子发生器喷嘴,以防止由于静电造成塑料粘在管道壁上而堵塞。这个装置消耗相当于20千瓦的100立方英尺压缩空气。

废料收集器系统

废料收集系统电离器被改变为一种不同的风格,因为他们只使用少量的压缩空气。

可持续性与业务目标保持一致

Winpak的压缩空气系统在生产方面已经相当有效,因此需要找到最终使用和减少废物的策略来减少压缩空气能源消耗。

原系统的基准能源订为每年约250万千瓦时,费用约为每年16.7万美元。经过改进后,压缩空气的能耗降至每年约164万千瓦时,节约了33%的能源。由于气流的减少代表了一个200马力的空气压缩机,安装额外的无润滑油能力的计划被推迟。

该项目有资格从电力公司获得大量的能源改进奖励。应当指出的是,需求方面相当廉价的改进措施有助于资助供应方面较昂贵的措施,这是处理整个系统和将项目合并成一个整体的共同好处。

该项目表明,在工厂中进行压缩空气评估并拥有能源经理来帮助冠军项目的益处。由于原始压缩空气系统供应侧已经非常有效,因此期待需求侧是关键。除了泄漏之外,发现一些不适当的最终用途,节省了远远超过泄漏修复会产生的。

最终,Winpak实现了向高品质压缩空气的转变,同时也获得了更低的电气成本,一个值得夸耀的优秀结果。

“压缩空气对于WinPak部门的运行中最重要的生产线的运行至关重要。“在高卷下保持干净且可靠的压缩空气运行的生产线是关键故障可能会产生严重后果的关键,”Sharafi说。

他说:“在压缩空气项目之前,三台高压空气压缩机一直在连续运行,以满足需求。”“这个项目让我们省了电,还节省了一些维护费用,因为我们只需要运行两台空压机,而不是三台。我们感谢我们从MB Hydro获得的支持,包括财务回扣,这有助于项目的商业案例。此外,Hydro团队收到的技术建议帮助我们通过该项目确定并实施更多的改进机会。”

    最近,Winpak将此压缩空气项目确定为他们在Manitoba Hydro的能源经理计划经验的亮点之一。

    “这个项目是一个很好的例子,展示了能源/可持续性倡议可以与商业目标相一致,同时保护环境。毫无疑问,我们将继续监测压缩空气,包括其需求和供应方面,并寻找任何改善它的机会,”沙拉菲说。

    有关本文的更多信息,请联系马歇尔压缩空气咨询公司Ron Marshall,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net.

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