工业实用效率

当金属磨削负荷增加时,避免资金和维护成本

前几篇专栏文章的重点是直接节能。我们以简单的方式给出了计算和能源节约,只考察了与电力和压缩空气减少相关的直接节约。

我们没有指出的是,一个应用和实现良好的操作系统必然会带来额外的和伴随的节省。这些额外的好处包括避免资本成本,降低维护成本,安全改进,提高生产力和产品质量。

您可能还记得2018年10月《压缩空气最佳实践®》杂志上的一篇文章,18luck新利app“系统压力控制的重要性。”这篇文章的重点是中西部的一家制造工厂,该工厂生产了大量定制的高端性能旅行和赛车。这篇文章介绍了相同的制造设备,以及如何改进其压缩空气系统,特别是在研磨过程中,使工厂使用相同的压缩空气系统,而工厂生产增加了30%,以满足其产品的需求。

电流压缩空气系统概述

工厂目前的压缩空气系统运行方式如下:

  • 总平均生产压缩空气流量:1,500 HP或1,243输入KW
  • 总年度运营能源成本:411,085美元
  • 年生产作业总时数:6240小时

由于压缩空气压力不稳定,植物人员经历了持续存在的问题。这在产品质量方面产生了潜在的问题。Grinders在没有适当的压力的情况下无法正常工作。此外,植物人员希望在提出的30%增加30%之前提出这些问题,并建议从98 psig的当前工作压力提高头部压力,从98 psig到125 psig。这背后的思想是如果从标题到研磨过程的压力滴到63psig,那么将压力提高到该过程的压力会使研磨机通过更高的峰值生产时间来使磨机能够工作。

图1

图1所示。目前磨削过程

如图1所示,该厂的集箱系统在磨矿过程中被设置为98 psig。然而,当该过程运行时,磨机的实际进口压力从98 psig下降到63 psig。封头压力没有下降,但过程压力明显下降。

金属表面磨削:关键功能

表面研磨可能是最常见的工业磨削应用。该方法用于通过去除表面杂质进行抛光和无缝外观的金属或非金属材料进行整理和平滑金属或非金属材料。

在自行车制造企业,由于高端高价自行车主要用于赛车,而不是休闲活动,所以打磨尤为重要。传递给磨床的压力对磨床操作员实现所需的外观和操作质量有重大影响。

在工厂里,一个自行车车架被带到每个打磨站,在那里,一个经验丰富的操作员使用打磨机来打磨车架表面,去除车架组装处的焊缝。每个操作人员的任务是为每个自行车车架的铝合金表面制作无缝统一的外观。当框架达到满意的光滑后,它被送到粉末涂布区,然后进行组装。每台磨床额定功率约为0.3 hp,每道工序使用约33 cfm。

初步提案:购买新的300 HP空压机!

外部来源提出的初始解决方案建议该工厂考虑采购和安装新的300 HP空气压缩机。它感觉到一个新的空气压缩机不仅会覆盖30%的产量增加,而且会在研磨过程中提供125 psig“所需的”,以有效运作 - 从而减轻了低压问题。

虽然新的压缩机肯定有助于提高产量,但它将增加资金使用,加上能源和维护成本。添加新的压缩空气供应组件,例如,一个300马力的空气压缩机,空气处理新设备和新管道的主要分布头,不仅包括重要的资本费用成本和安装新设备,但也增加压力和总千瓦的系统。

审计发现磨削由3/8“空气软管管道提供

鉴于所涉及的重大成本,该工厂带来了第三方来进行压缩空气系统的审计,并有助于确定最佳行动方案。审核所有供需和需求方设备后,审计团队以及厂家运营商发现磨削过程由四英寸管道标头的3/8英寸空气管线供应。

这表明线路的过程空气只能通过有限数量的压缩空气在98 psig,所以当过程没有得到足够的空气,系统头部不能提供更多。

审计团队和工厂工作人员最终确定了磨削过程所需的正确压力约为75 psig,提出的修改。有人建议每个研磨机加入小型80加仑压缩空气储存容器,压力调节器,将工艺重新加工到一英寸的管道代替3/8英寸软管。

虽然设备供应商在评估中非常全面,并肯定解决了所有主要的工厂问题,但它忽略了整个系统中的所有关键绩效指标(KPI)。有时,更重要的项目往往被推到最前面,首先得到解决——当我们着眼于较小但同样重要的指标时,比如微小的管道变化和压力监管,在某些情况下,可以节省更大、总体上更昂贵的资本和可变成本。

这在表1中示出,表1示出了一些非常有趣的和相关的计算,包括在该系统中为KPI提供的工厂提供的数据。

当前系统

建议的系统方案#1

(30%的产量增加)

*提出系统

选择# 2

(30%的产量增加)

马克斯流水线生产

新的300马力压缩机,新的干燥机,管道修改和增加的标题压力

压力调节器,增加工艺存储和管道修改

总系统HP和输入kW

1,500HP / 1,243 kW

1800马力/ 1492千瓦

1,400HP / 1,160千瓦

当前与拟议年电能成本(0.053 /千瓦时)

411085美元

$ 493,434

383635美元

年度营业时间

6240年

6240年

6240年

年产量

956

1242年

1242年

当前与提议的资本设备成本

250,000美元

650000美元

250,000美元

*本表中使用的数字由工厂工作人员提供。此数据和计算是专有的,并且特定于应用程序。

以下是概述选项的资本和可变费用的细分:

选项1

选项2

总资本费用(设备+安装)

650000美元

250,000美元

五年维护费用:

200000美元

$ 10,000

估计总开支

$ 850,000

350,000美元

检查选项

如表1所示,选项1将为电厂提供1800马力和1492输入kW的压缩空气。这将花费工厂65万美元的实施和额外的20万美元的维护费用在5年期间,并将覆盖生产的增加。与基准相比,这一选择将使电厂每年增加82,349美元的电力成本。

相比之下,方案2将为工厂提供生产增加所需的空气。该方案的实施将花费工厂25万美元,并在5年期间额外支付10万美元的维护费用。该方案将年成本从基准的27,450美元/年降低。选择2也将减少标题压力从98 psig到85 psig,并节省100 hp或83千瓦。该工厂也将能够调节空气在每个磨床过程到75 psig,并增加五个额外的磨床基座/机架。

金属制造和加工与压缩空气系统的最佳实践 - 网络研讨会记录

下载幻灯片并观看免费网络广播的录制由Andy Poplin主持学习:

  • 在一个具有重要金属制造和加工操作的主要植物中学习的经验教训
  • 优化零件冷却和干燥应用
  • 改装的气动电路和橱柜冷却器
  • 旋涡真空泵改进系统
  • 已实施的空气管理系统
  • 消除了所有入口调制
  • 将控制方案重新配置为基础/修剪

带我去参加网络研讨会

满足生产目标增加

在了解了可用选项和相关成本后,工厂按照选项2所述进行压缩空气系统升级。它包括对每个磨站的以下修改:

  • 拆卸3/8英寸进气软管。
  • 增加了1英寸的压缩空气供应管道,从集气阀到每个站。
  • 增加有效的压缩空气存储,并在每个站安装一个80加仑的存储容器和压力调节器。

建议解决方案的实施使工厂能够实现其目标,包括使用电流压缩空气供应的生产增加30%。它还允许该工厂添加五个研磨机站/基座。此外,整个系统使用现有的空气压缩机运行1,400 HP。

图2

图2.校正磨削过程

图2显示了工厂人员通过压缩空气系统审核确定并实施的对每个研磨站的纠正。这是“妙处”,生产更多的空气需求减少500 cfm,或减少100 hp !它不需要一个新的空气压缩机!

随着方案2的实施,工厂每年的电力成本总计为383,635美元,而不是提议的方案1的493,434美元,这意味着每年节省成本109,799美元,每年减少运营能源27,450美元

最终的想法

值得注意的是,其他可回收压缩空气的成本应始终考虑在内,例如,空气系统维护、水成本和设备的生命周期。通常,这些设备的电力成本在“可变压缩空气成本”的50- 75%之间。生产率、维护成本和产品质量往往超过确定的电力成本的30%。

对于这家工厂来说,当考虑到可变成本比较时,选择2总是领先于竞争对手。在现实世界中,所有的成本,无论是固定的还是可变的,都需要准确地报告。开发一个清晰的生命周期成本程序比本文所描述的要复杂得多——但它展示了这个故事的寓意:始终跟踪到最后的结论,并查看所有变量。

有关更多信息,请联系Hank Van Ormer,电子邮件:hank@airpowerusainc.com.或拨打740-862-4112。

阅读更多最终用途系统评估的文章,请访问airbestpractics.com/system-assessments/end-uses.