工业实用效率

印刷设备减少空气需求

打印设备减少了空气需求,避免了$34,000的资本支出

介绍

马尼托巴水电这篇文章将集中在压缩空气系统的评估在一个打印设施在加拿大。当时,在马尼托巴省,能源成本是每千瓦时0.025美元,安装的空气压缩机只有65马力。该系统对压缩空气的需求非常高,这导致了压力问题,因此该公司计划购买一个新的50马力空气压缩机和空气干燥机来满足需求。

双赢 “每年总共节省了23800美元的能源。”
-Ron Marshall, CET, CIM, Manitoba Hydro

我们将审查的系统评估部分是了解需求概况和压缩空气需求组成部分所做的工作。结果是显著的,他们不仅减少了空气需求,更重要的是,在这种情况下,帮助设施不必购买额外的空气压缩机。购买一台额外的空气压缩机将会产生不必要的34,000美元的资本支出。此外,该研究还有助于确定和消除锅炉式加湿系统引起的电气需求,并避免拟议的压缩空气系统上的空气动力加湿负荷。由于篇幅限制,本文只关注压缩空气系统评估的“需求成分”部分。

压缩空气需求的组成部分

该工厂安装了两台润滑旋转螺杆式压缩机和冷冻干燥机;一个50马力(hp)和一个15马力单位。一般来说,根据研究期间收集的压力记录仪数据,在大多数情况下,管道系统由环路和径向进料的混合物组成,看起来尺寸足够大。

进行了详细的最终用途评估,以确定压缩空气需求的组成。其中一些需求被认为是“不当使用”,可以通过采取提高效率的措施加以减少或消除。以下是需求表的组成部分,它考虑了植物研究期间确定的空气需求的潜在减少。需求的减少是通过减少吹风和消除现有的加湿负荷和其他不良的空气需求来实现的。

表1:压缩空气需求的组成部分

表1

闲置的机器

压缩空气通常用于供应设备和机器在一个标准的工业工厂。很多时候,这些机器只在一天中使用一小部分时间,但空气系统必须继续为这些闲置的机器提供空气。工厂里的许多机器被观察到闲置着,但需要大量的空气。据估计,工厂空气负荷的10 cfm是由这些机器造成的。据估计,这一负荷每年的能源消耗为18 000千瓦时,成本为1 674美元。

高压/低压吹制

压缩空气有时被用来移动或定位加工机器中的材料,以帮助设备的正确操作。很多情况下,这些应用需要低压大容量的气流。使用高压植物空气进行这些应用是昂贵的,因为在将空气压缩到高压时需要消耗大量的能量,从而使其再次膨胀到更低的压力。作为能量需求差异的一个例子,一个再生鼓风机可以在12马力下产生约2psi的220 cfm。一个类似的100 psi的螺杆压缩机生产220 cfm将消耗55 HP。

双赢 用高压水系统代替锅炉系统节省了482,900 kWh。-Ron Marshall, CET, CIM, Manitoba Hydro

在这种情况下,由于压缩空气系统负载沉重,压缩空气驱动的加湿喷嘴,这些大容量的吹气应用从系统中获取所需的空气需求,造成低系统压力,进而影响生产机器。在这种情况下,以下高压需求被确定为可以转化为低压吹扫的负载:

  1. “完美粘合剂”的操作人员在装订需要单页插入的烹饪书时,使用高压空气来防止卡纸。每当这种情况发生时,低压问题就会在工厂中发生。这一应用是在40 cfm峰值测量。这吹是正在做的,因为一个再生鼓风机已经失败,并没有更换即将到来。建议尽快更换风机。
  2. 在纸张区域的切纸机有一个由铜管制成的吹制装置。在管道上钻孔,以便吹气来确定纸网的位置。这个应用是在20 cfm下测量的。此外,本机采用柔性喷嘴进行纸张定位,测量速度为20 cfm。低压吹制可以更好地解决这一问题。

由于这些应用程序是间歇使用的,与应用程序相关的平均压缩空气和年kWh消耗并不是那么重要,然而,对系统压力的影响是一个问题。解决这些应用有助于推迟购买额外的空气压缩机。

加湿系统

加湿系统在马尼托巴省有大型通风系统的工厂中很常见。印刷厂需要这种通风,以消除油墨烟雾。由于通风回风是从室外取出的,冬季的严寒天气使周围的植物空气非常干燥。加湿系统将水添加到空气中,减少了与静电和原料干燥/收缩相关的问题。常见的各种系统使用蒸汽、压缩空气和高压水来给环境增加水分。与系统相关的成本差别很大。最昂贵的能源消耗是蒸汽系统,每增加一磅水的能量强度约为340W,最便宜的是高压水系统与能源评级约每磅1 w。压缩空气动力系统安装在工厂的薄膜和海德堡区(24喷嘴在每喷嘴1.8 cfm)消耗43 cfm每年2399美元的年度成本。将这些现有系统转化为高压水预计可以减少43 cfm的空气需求

进一步检查全厂现有的电锅炉,发现它们每年的总能源消耗量为48.69万千瓦小时。这些系统预定转换为压缩空气动力喷嘴。取而代之的是高压水系统,预计未来将减少59,000千瓦时的压缩空气消耗,并避免进一步的压缩空气需求。最终转换的总能源节约价值估计每年3万美元-加上避免增加一个新的空气压缩机的成本。

节约能源和避免成本

减少需求的组成部分对减少115,000千瓦时的压缩空气能源消耗起到了重要作用。用高压水系统代替锅炉系统,节约电量48.29万kWh。每年节省的总能源为23,800美元。推迟购买新的空气压缩机避免了34 000美元的资本支出。

表2

注:因转换现有单位而产生的节余已包括在空气系统的计算内

图3

结论

许多装机容量不足100马力的压缩空气系统的业主并不认为通过压缩空气系统的评估可以实现可观的节约。

当一个“较小”的系统达到其极限,并且正在计划购买新的压缩机时,我们强烈建议在做出任何决定之前进行系统评估。该印刷机构从评估中获得了意想不到的积极结果,这有助于他们的财务业绩。

®Manitoba Hydro是该商标和官方标志的许可方。


更多信息请访问压缩空气挑战®网站或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