工业实用效率

压缩空气系统的能源评估。这完全是什么?

多年来,分析了压缩空气系统的运行和效率在各种名称下消失,并采取了许多不同的形状和形式。你可能知道这些是这样的;评估,审计,研究和调查,但在所有情况下,使用诸如计量和测量的技术分析压缩系统,以评估系统的性能并确定改进的机会。问题是这些活动的结果广泛变化;离开最终用户试图确定可用,可信和可实现的内容。这导致了很多“没有行动”,导致架子上的评估,审计,研究和调查收集灰尘。这种问题并不是压缩空气系统的独特,也适用于许多其他工业系统。为了减轻这一点,通过对卓越的能源绩效计划的工作进行决定(www.superiorenergyperformance.net),这是一项由美国能源效率制造业理事会指导的倡议,并由能源部支持,以制定系统评估标准。应用这些标准将通过使用一致和标准方法来帮助植物人员通过系统改进来确定能量减少机会。

2008年,美国机械工程师协会(ASME)项目组开始研究最初的四个系统评估标准,包括过程加热系统、泵送系统、蒸汽系统和压缩空气系统。标准由跨职能的专家团队制定,他们的工作由ASME标准委员会监督和批准。例如,压缩空气项目团队包括压缩空气挑战赛(CAC)的成员和讲师、额外的压缩空气专家和知识渊博的工业终端用户。美国机械工程师协会(ASME)于2008年8月19日发布了四项新标准的草案,用于试验和验证标准。在2009年底的试验期间,这些标准经过了咨询机构、公用事业公司和工业设施的现场测试。该标准随后进行了修订,公开征求公众意见,批准并作为批准的ASME标准发布。2010年4月23日,ASME EA-4-2010 -压缩空气系统能源评估发布,作为进行压缩系统能源评估的标准化框架。

ASME EA-4标准采用了与压缩空气挑战赛基础和高级压缩空气系统管理课程相同的系统方法,并提供了规范但可扩展的流程,可针对每个设施进行定制。除了系统定义之外,它还设置了组织和执行评估、分析数据、报告和记录结果的要求。该标准包括七个部分:

  • 范围和介绍,
  • 定义,
  • 参考文献
  • 组织评估,
  • 进行评估,
  • 分析评估中的数据,
  • 报告
  • 文档

该文件还包括图表和附录,以进一步澄清该标准。该标准将要求划分为强制性和非强制性,以进一步灵活,并将非强制性项目加以模糊,以方便参考。本标准及其配套文件ASME EA-4G-2010, ASME EA-4,压缩空气系统能源评估指南,为压缩空气系统评估提供了一个长期需要的全面框架。

该标准从ASME EA-4-2010标准的图1所示的压缩空气系统层次定义开始。

图1

该系统分为三个子系统:供应,传输和需求。供应子系统涵盖了初级能量转换为压缩空气,包括空气压缩机,空气处理设备和所有管道和辅助设备,最多包括主接收器。传输子系统覆盖压缩空气的移动,并包括与该子系统相关联的主标分配管道,分支头和液滴,二次存储,处理和控制。需求子系统包括所有压缩空气消费者的总,包括生产终端,包括压缩空气浪费的应用和源。该子系统包括所有最终用途,使用点的管道点,二级存储,处理和控制与最终用途相关联。在对本标准进行评估时,系统的所有领域都被审查,并非每个申请都必须同等地解决,但该研究必须全面地提供全面的能力,以确定系统改善的主要能源效率机会。

与所有能源系统一样,需求驱动供应。采用系统方法有助于解决整体系统效率问题,并将重点放在整体系统性能上,而不是只关注单个组件,这可能导致系统的次优化。一个全面的系统方法需要理解压缩空气的使用点,识别和纠正性能差的应用程序,消除浪费的做法(包括泄漏、不适当的使用和人为的需求),创造和保持供求之间的平衡,优化压缩空气储存和压缩机控制。为此,该标准采用系统工程方法,如图3所示,ASME EA-4。这10个步骤的系统过程涵盖了评估计划和执行的所有方面,包括确定评估小组的作用和责任。

图3

该过程的第一步是组织评估。这是确保理解目标,目标和可交付成果所需的初始职业前的工作,并且现场工作是质量活动。组织评估有九个小部分;

  • 评估团队成员的标识
  • 设施管理支持
  • 通讯
  • 获取设备、资源和信息
  • 评估目标及范围
  • 初始数据收集和评估
  • 特定场地评估目标
  • 行动评估计划
  • 目标检查

第一步从确定评估团队成员开始。拥有正确技能、知识和权威的正确人员不仅对成功的评估至关重要,更重要的是对所确定的行动的实施至关重要。接下来的四个步骤概述了设施人员的指导方针和需求,以及团队对角色和职责、范围和目标的一致意见。设施/现场人员的这种买进和理解对评估的成功至关重要。收集和分析正确的初始数据可以对设施和操作提供重要的见解,这可以节省宝贵的现场时间。该标准在初步数据收集矩阵中提供了一个强制性附录。这确保了如果遵循标准,适当的数据将被审查。特定地点的评估目标用于完成工作说明。行动计划采用强制性附录二,行动计划矩阵进行评估。执行评估之前的最后一步是验证评估计划将满足既定的目标。

实施评估是根据评估计划和工作说明实施计划的行动阶段。该标准中有九个小节涵盖了这一阶段。

  • 测量计划
  • 网站访问过程
  • 评估启动会议
  • 部署数据采集设备
  • 从永久安装的数据系统协调数据
  • 验证数据
  • 植物功能基线
  • 功能调查
  • 进步和包装会议

建立基线并理解系统运行对于创建准确的基线是至关重要的,因此度量计划是重要的。在测量计划部分,标准包括测量工具、技术、基线周期、测量类型、测试点和参数,它包含了基线的所有最佳实践。接下来的两个要点,后勤和启动会议,都是为成功评估奠定基础的重要项目。接下来的四个部分涵盖了度量计划的实现和验证。功能调查是评估的核心。这建立了详细计划的发展和实施,以执行必要的测量和观察压缩空气系统/工厂的操作,并涵盖供应,传输和需求。强制性附录二涵盖了适当的系统评估所需的要素和参数。现场流程的最后一步是进展和总结会议。进度会议提供团队在过程中所处位置的快照,并确定团队完成任务可能需要的任何额外帮助。总结会议回顾了初步调查结果,并为团队确定了“下一步”。

一旦评估完成后,数据分析阶段就开始了。评估中的数据分析有十二个小节,指导了这一过程。

  • 基线概况
  • 系统卷
  • 压力曲线
  • 感知到的高压需求
  • 需求概要
  • 关键空气需求
  • 压缩空气浪费
  • 优化空气处理
  • 降低系统工作压力
  • 平衡供求
  • 评估维修的机会
  • 评估热量恢复机会

对于任何参加过压缩空气挑战基础和高级培训的人来说,这个列表看起来都很熟悉,因为它不仅是培训和CAC行动计划的重要组成部分,而且是优化压缩空气系统和识别节能机会的关键。基线概况的分析可让你了解系统的运作,并建立基线,比较及量化未来行动的节省及成效。这些配置文件还可以用于识别对压缩空气系统产生不利影响的需求事件,包括大容量间歇使用。剩下的要点是确定系统效率和可导致能源使用和成本降低的操作改进。

该标准的最后一部分是报告和文档。这四个子部分包括:

  • 最终评估报告
  • 评核报告内容
  • 第三方审核的数据
  • 评估团队成员审查最终报告

这部分的核心在期末评估报告内容中;其他三个部分包含简短的指导原则描述。评估报告包括以下内容:

  • 执行摘要
  • 设备信息
  • 评估目标及范围
  • 评估中研究的系统的描述和重要的系统问题
  • 数据收集和测量的评估
  • 数据分析
  • 年能源使用基线
  • 性能改进机会和优先级
  • 实施活动的建议
  • 附录

标准中概述的最终报告非常详细和全面。两部分,性能提升机会和优先级排序以及实施活动的建议是系统优化和能源效率改进的关键和关键部分。他们必须为提出的建议提供必要的细节,由植物人员发挥作用。EA-4标准提供了一种用于对压缩空气系统进行能量评估的标准化框架。本标准的使用将提供这些研究的更清晰,更一致,相关和可重复的结果。这将导致更频繁地实施建议的改进,导致少在架子上的储蓄灰尘缩短的研究。

要了解更多信息,完整的标准和指导文件可以从美国机械工程师协会获得www.asme.org.。有关压缩空气系统管理培训和综合手册《压缩空气系统最佳实践》的信息,可通过压缩空气挑战赛(网址www.CompressionalArchallenge.org.

参考:美国机械工程师协会,ASME EA-4-2010 - 压缩空气系统的能源评估

Joe Ghislain目前是福特汽车公司精益供应商优化组的经理,精益供应商优化-动力系统和6-西格玛黑带。他在汽车行业有超过25年的经验,在能源、Powerhouse Operations、压缩空气系统和运营/制造效率改进方面有超过30年的经验。他曾担任的一些职位包括:注册固定设备工程师、发电厂总工程师、企业能源工程师、制造计划经理和能源效率项目经理,负责开发和实施能源管理项目,通过提高运营效率和改进能源实践来降低能源成本和使用。(包括压缩空气系统改进)在福特全球所有工厂和部门。

Joe自压缩空气挑战成立以来一直是其成员,服务于项目发展委员会,技术咨询委员会,并担任董事会的最终用户代表。他是CAC基础和高级压缩空气系统培训的讲师,并参与了这两门课程的开发,以及《改进压缩空气系统性能:工业源书CAC/ DOE出版物》。Joe是CAC指定的ASME标准委员会成员

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