工业效率

酿酒厂寻址不适当的压缩空气,使用能源成本节省16,600美元

通过解决压缩空气的不当用途和改变压缩空气系统的压缩空气生产侧,细醇产品的蒸馏器将其能耗降低了30%,每年节省16,600美元的能源成本 - 可能节省更多潜在的节省。

图1

图1:空气压缩机已经可靠地执行数十年,但需要更换更高的更高效率的空压机所需的老化单元。

背景

该设施有发酵、蒸馏、存储和现场分配操作,所有这些操作都使用不同数量的100 psi压缩空气。压缩空气在设备处理的不同阶段接触各种产品,因此需要生产尽可能干净的压缩空气,以保持质量和产品安全。

压缩空气系统由三种水冷,无油空气压缩机组成,各种时代,在负载卸载模式下运行。空压机尺寸为110千瓦,90千瓦,160千瓦。该操作通常使用110 kW单元的基础负载,其具有90 kW空气压缩机,从启动峰值占空比。160 kW单位非常旧,用于备份。

使用加热的鼓风机风格单元进行干燥,具有露点依赖性切换,以提供带 - 40的压缩空气O.F压力露点。一个制冷空气干燥机已经安装在一个地方作为备用任务,但由于维护问题被关闭。

压缩空气通过一套钢管系统被引导到整个工厂。一个中型的500加仑储存接收器位于压缩机室区域作为干控制存储,各种大型接收器位于工厂的峰值任务。

压缩空气通过管汇输送到多个生产区域,从管汇各个分支抽头供应给每个生产作业。安装的数据记录器显示整个管道系统的压力损失最小。大部分的压力损失是通过干燥和过滤系统或通过节流板设计的系统。

系统基线

压缩空气系统电气消耗被监视为使用AMP记录器进行广泛审计的一部分。使用手持式仪表的千瓦读数是用于校准AMP的有源空气压缩机的电力。使用植物流量计记录系统流量。图2显示了两周内的基线。

图2

图2:酒厂每年支付66,420美元用于驱动压缩空气系统。

图3.

图3:加热鼓风机式烘干机保持a - 40O.F压力露点。

测量期间的读数和观测显示,压缩空气系统以公平效率(21.7kW / 100cfm)产生空气。评估发现空气干燥器冷却吹扫流动的问题,高于所需的排出压力,一些小泄漏和排水,以及一些可能的不适当用途,导致高于所需的运营成本和偶尔的压力问题。该研究发现,有显着的改进是可能的。

图4.

图4:典型的基线周期显示干燥器冷却吹扫的影响。点击这里扩大。

图5.

图5:如这种压缩空气动力吹喇叭的设备被归类为可能不适当的使用。

不适当的压缩空气使用

对系统的需求侧进行了调查,包括泄漏。发现共有49个泄漏点,估计为87 CFM。各种压缩空气用途,可以被归类为不合适的,包括星密封吹,箱振动器,调整不良的集尘器,压缩空气真空,空气喇叭鼓风机和烟雾。

图4中的红线显示的是数据记录结束后一周生产期间的压缩气流需求曲线的形状。当只需要一台空气压缩机时,压力曲线显示良好的压力调节。当需要两台空气压缩机时,可以看到压力下降。在生产活动过程中,剖面显示出一种有点平坦的模式,在空气干燥器加热循环之后有更高的峰值流量。这是由干燥器冷却循环造成的,其中压缩空气流向干燥剂,以消除剩余的热量。如果不这样做,当烘干机缝边时会出现露点。

额外的峰值流动有些随机,与产品转移后的醇系清零相关。将压缩空气注入不锈钢转移线以在泵送另一种成分之前除去剩余的产物。

这些烘干机相关的峰,具有一致的线条清洁,需要两个空气压缩机,以便运行以支撑植物压力。虽然第二单元几乎没有载荷,它和干燥器加热器,贡献额外的成本以达到电气需求。

仔细分析这个轮廓显示,空气干燥是消耗比正常冷却清洗,一些可以很容易调整。这被认为是减少这将减少两个空压机的需求,节省高峰需求。如果能够减少渗漏和不当使用,也可以节省开支。

潜在的最终用途如下:

  • 空气真空 - 压缩的空气动力滚筒真空用于清洁目的,如果使用火花生产装置,则存在爆炸潜力的区域。使用压缩空气涡流产生真空,这是一种安全的空气涡流,具有很少的移动部件,但消耗比防爆真空的相当能量约为10倍。

额外3.

酿酒厂使用压缩空气动力鼓真空吸尘器进行清理,这是一种不恰当的压缩空气使用,并且在许多植物上不常见。
  • 集尘器-反脉冲压缩空气净化器安装在设备的各种集尘器上。这些清洁剂似乎是受控的过程和关闭时,不需要,这是优秀的实践。然而,这些装置运行时的脉冲占空比并不理想,脉冲持续时间过长,脉冲频率过高。因此,它浪费了压缩空气。观察每个过滤器歧管上的压力表发现了问题。这个压力表在快速阀门操作大约十分之一秒时应该只下降约10 psi。实际的脉冲更像是四分之三秒,每次将压力拉低到35到45 psi,脉冲间隔只有6秒。这个问题在这些类型的过滤器中非常常见。固定方法是在每个过滤器上安装一个接收器,通过填充控制过滤掉如图7所示的压缩空气脉冲。
  • 箱振动器 - 压缩的空气供电的振动器安装在各种垃圾箱的底部,以促进谷物的流动。这些单位消耗了六到10倍的电气单元的等效功率。

    额外2.

    图中显示的是蒸馏过程中使用的仓振动器。
    • 星形密封吹气-安装了各种吹气喷嘴来清洁一些炊具顶部的星形密封的内部。不断旋转的密封圈可以测量出进入蒸锅的原料的数量,但由于输入的谷物是干的,由于上升的蒸汽,星密封圈是湿的,产品粘附在密封圈材料上,最终造成堵塞。这些操作似乎是控制与过程,因此将关闭时,不需要。这些鼓风机被测量和发现消耗峰值126 cfm和平均72 cfm。

    额外1.

    磁石密封件在炊具上使用,如图所示的成分的数量。
    • 酒精蒸汽吹 - 有孔的管道安装在卸载产品桶的区域上。这似乎是控制烟雾的尝试。这种吹吹不是在服务的几次上,但是经营者报告的操作员仍然用于在炎热的日子里提供“免费空调”。似乎已经安装了风扇供电的烟风控制系统。因此,可能会移除压缩空气动力通风。
    • 空气马达泵-该酒厂使用两个由空气马达驱动的小泵。空气发动机用于确保安全,因为如果使用火花产生装置,可能会发生爆炸。使用空气马达来做电动泵的工作是能源密集型的,因为空气马达的动力成本大约是直接驱动电机的10倍以上。
    • 图6.

    图6:使用该解决方案可以改善除尘器操作(来源:压缩空气挑战。)

    空压机控制节省

    现有的空气压缩机采用负载/卸载模式运行,具有协调的级联压力带。通过这种类型的操作,存在空气压缩机卸载运行,消耗功率的时间段,但不会产生压缩空气。

    该领域的低效率在红色中识别,如图7所示,这是C3空气压缩机AMP日志的轮廓,排序最高,以形成直方图,也称为负载持续时间图表。可以通过选择具有没有卸载运行时间的控制模式(如VSD操作)来解决该区域。

    此外,由于空气压缩机循环,空气压缩机在负载和卸载或反向之间过渡的时间段,用绿色突出显示。这可以通过使用VSD模式消除空气压缩机周期来解决。

    另外,如果在图7的黄色部分所示的情况下,空气压缩机的速度消耗了空气压缩机的额外功率。这可以通过通过调节减少空气压缩机排放压力来解决压力带。使用VSD空气压缩机将允许恒定,更低的植物压力,而不是使用负载/卸载控制与锯齿波形操作。

    图7.

    图7:原始空气压缩机电源输入上的负载持续时间概况显示可能节省的区域。

    结论

    在蒸馏器,采取以下行动项目:

    1. 安装新的132千瓦无油VSD空压机。
    2. 调整干燥器冷却吹扫。
    3. 调整/修理集尘器。
    4. 修补渗漏处,经济适用。据估计,75%的维修工作已经完成。

    基于空气压缩机直方图读数的这些措施的节省为257,000千瓦时,为30%的能量节省,电力成本降低为16,600美元。利用本地电力效用的财务和资源支持,实现了初步研究。最终项目也部分资助了电力效用的奖励。如果这种压缩的空中用户在额外的泄漏修复和地址额外的不当使用压缩空气使用时,应预期进一步的潜在节省。

    有关更多信息,请联系Ron Marshall,Marshall压缩空气咨询,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net.

    阅读更多系统评估文章请访问https://www.airbestpractics.com/system-assessments.