工业效率

医院空气系统储蓄

大型医院经常使用压缩空气来实现重要的操作相关的最终用途。产生这种空气的系统需要提供具有高水平可靠性的清洁和干燥的压缩空气。对于任何压缩空气系统的情况,这些系统并不不受效率问题。“对于这些关键类型的系统来说,非常重要的是可靠地保持一定的最小空气压力,然而,通常没有足够的数据可以帮助准确地尺寸压缩机。”布伦特·Ehrlich是一家独立的空中系统顾问,有空气服务,以及一个压缩的空中挑战(CAC)基础教师,“通常没有良好的数据,唯一可以持续满足和压力可靠地支持的唯一方法,是超大设备,往往导致效率低下。“

健康科学中心 - 中央能源厂


“在维修的医院工作并作为许可的固定工程师工作,我知道可靠性和空气质量的重要性,但随着我们在CAC培训中强调,它不必以牺牲能源效率为代价。”Manager,Send供应商优化Joe Ghislain并在Ford和CAC高级教练中优化,“这可以通过许多方式来实现,包括适当的选择和调整压缩机和/或在包括点的空气处理使用过滤。“以下案例研究举例说明了右侧尺寸和优化医院空气系统的示例,并遵循CAC压缩空气研讨会的基本面教授的一些原则。

健康科学中心案例研究

Winnipeg Manitoba的健康科学中心(HSC)的压缩空气系统对于制造曼尼托巴省Manitoba最大的医院的建筑物的运作至关重要。抵达后不久,作为首席运营工程师的新职位,Gerry Hebert将注意力转向他的压缩空气系统。他继承了一种可润滑的自由系统,该系统融入了一种水冷的200 HP离心式压缩机和一些旧的往复式压缩机。该系统用于生产在医院建立HVAC控制,洗衣设备,普通实验室和维护商店所需的压缩空气。

离心式压缩机已被先前的主要操作工程师购买,以更新老化系统;以前由大型往复式压缩机提供。该压缩机是在润滑剂自由螺杆压缩机被视为经济的或常用的,并且当大型往复式压缩机的可用性褪色时。

在参加效用赞助的压缩空气效率过程中并且具有一些关于离心式压缩机的特性的知识,Gerry开始注意到他网站上压缩空气流量计跟踪的可变载荷曲线。他决定调查压缩机的年运营成本和压缩机类型的适当性。他还想确定系统效率。不幸的是,没有能量仪表跟踪他的压缩机的功耗,因此Gerry转向他当地的电力公用事业Manitoba Hydro,以帮助创建基线能源人物。

离心式压缩机的能量审计显示了医院的压缩空气需求变化,压缩机的功耗非常平坦。计算表明,平均负荷略有300厘米,但该系统的能耗在运营成本下每年耗时为每年68,500美元。单独的压缩机的特定功率平均每100 CFM的惊人的49kW(超过预期的两倍)。压缩机还使用冷水,需要额外的制冷能量,生产,系统安装了非骑行风格的冷藏空气干燥器,将系统特定的功率数增加到57 kW / 100 CFM。

在Manitoba Hydro的绩效优化计划技术支持和财务激励措施的帮助下,HSC能够购买空气冷却的可变速度驱动润滑剂自由压缩机和骑自行车式冷藏式空气干燥器,更好地跟踪设施的不同负载。更高效的系统操作,以及去除冷却水成本,将系统特定功率降低到每100 CFM的更合理的18千瓦;每年的运营成本节省39,500美元,原价超过一半。

完成初始项目后,HSC工作人员注意到锅炉进气进入的近距离从压缩机冷却器排出的热空气,并决定将压缩的热量放入良好使用。使用加热的压缩机冷却空气是一种非常有效的冬季燃烧冷燃气空气的方式,在夏季增加了锅炉燃烧,增加了锅炉效率。以前,进气在较冷的天上预先调节蒸汽热量。这种热量恢复取代了每年估计的37,500立方米的天然气,价值约为12,000美元。

总而言之,HSC压缩空气系统的变化和热量恢复在运营成本中共保存了51,500美元。这些储蓄几乎与运营原始效率低下的年度成本一样大!

图1 - 原始压缩机由于其衰老或零件负载特性而消耗几乎恒定的功率。在上面的图表上看到中间线。

图表2 - 新型压缩机消耗较少的能量,该能量现在跟踪设施流程曲线(省略的流量)。

“压缩空气中使用的大多数输入能量被转换为热量”Ghislain,“捕获和回收这种废热产生了提高效率并降低能源成本的绝佳机会。无论您是利用它的空间加热,空气干燥还是如同在这种情况下,锅炉空气化妆,热量恢复可能非常有效,省钱。“

- Joe Ghislain.

了解选择压缩机类型

压缩空气挑战的参与者的压缩空气训练基本面学习各种类型压缩机特性的差异。完成课程后,参与者将能够理解为什么HSC案例研究中的原始压缩机的效率非常低,而新的润滑剂自由螺杆VSD压缩机的转弯能力的原因提高了这种情况。他们得知离心式压缩机对于具有平坦恒定加载的系统的优异选择,靠近其容量曲线的顶部,但如果在像HSC这样的不同轮廓上单独使用或单独使用,则不太适合。“离心者是润滑油释放空气的伟大选择,但只有当需求足够令人保证”,解释为“加终”,“通常这些机器只能将20%降至30%,所以任何时候都是基本负荷甚至低负载走下到这一点,离心机会吹掉,表现出很大的空气泄漏。在这种情况下保持越长,浪费的能量和美元越多。“

以下是关于从CAC的“压缩空气系统最佳实践”中取出的离心压缩机的摘录(本325页手册在我们的书店提供),讲义材料分布在我们的CAC压缩空程基础上。

离心式压缩机

离心式压缩机具有上升压力的特性曲线,随着容量的降低。达到可能发生浪涌的限制,发生流动反转的现象。最常见的容量控制方法是通过逐步关闭入口阀来保持恒定的排出压力随着需求减小并且压力趋于上升。这减少了通过压缩机的质量流量,并且还增加了总压力比。容量通常可以从100%降低到约70或80%的容量,能耗的合理降低。这种容量控制方法的改进是用进水口导向叶片更换入口阀。虽然限制入口空气流动,导向叶片还使空气流在叶轮入口的旋转方向上,提供更有效的部分负载操作。在这两种情况下,能力的降低限于防止涌动的可能性。

压缩机可以继续在上述70至80%的最小允许容量中压缩。任何过量的空气都通过吹除阀,通常在大气中排出,没有进一步节省能量。应避免这种操作模式以节省能量。或者,在最小允许容量下,可以卸载一些压缩机,不再向系统释放。随着入口阀关闭,这些压缩机可以在类似于非润滑旋转螺杆压缩机的负载/卸载控制模式中操作。与使用吹除阀相比,这是非常有效的,但需要足够的储存能力来避免短循环。

恒压控制可以通过入口节流阀或更有效的入口导向叶片。容量的降低量受到喘振线的限制,其中可能发生逆转,并且应该避免。然后,压缩机可以布置成将过剩容量放电到大气(非常浪费)或卸载。

压缩机选择

空气压缩机和控制的选择必须考虑到不同的使用点的要求,全面装入时每个的空气能力,以及这些要求的频率。需求通常是间歇性的,但也必须考虑“最坏情况”。待机压缩机容量也必须考虑,考虑到应用程序的基本性质以及与备用压缩机的成本相比的停机费用。

容量和负载摇摆将是确定所选择的压缩机类型的主要因素。一般规则是,具有最佳全负载效率的压缩机应用于连续的载荷类型的服务。具有良好部件负载效率的压缩机更适合负载的摇摆。这意味着具有良好的满载效率的压缩机可以尺寸为最小或平均需求,而具有良好的零件负载效率的压缩机可以尺寸尺寸以处理从最小或平均值的摇摆到峰值的摇摆。

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