工业实用效率

基于云软件的化工厂压缩空气审计

斯洛文尼亚Celje的一家大型化工厂计划改造用于生产二氧化钛的窑炉。为了给与改造相关的新设备腾出空间,工厂需要重新安置其高压压缩空气系统,在将材料放入窑内烧制之前,将其送入一个邻近的压制过程,用于干燥材料。然而,一项使用基于云的软件进行的全面压缩空气审计显示,核电站不需要重新部署系统。

根据审核和仔细的计划,工厂选择用气动助推器取代高压压缩空气系统,并重新配置了压缩空气的输送过程。这样一来,重新安装高压系统就无需投入超过20万美元的资金,目前预计每年将节省约4.5万美元的能源和维护费用。该项目还提供了两年多一点的回报。

气动助推器

根据一项使用基于云的软件的审计结果,一家大型化工厂用这些气动助推器取代了高压系统,从而避免了昂贵的搬迁。新配置的系统还有望每年为工厂节省4.5万美元的能源和维护费用。

压缩空气动力压制过程

最初用于钛白粉压制和干燥过程的高压压缩空气系统由三台水冷、125马力、两级往复式空气压缩机组成,在300 psi的压力下提供总共320 scfm的压缩空气。这台有33年历史的空气压缩机的维护费用很高,由法国的一家授权服务承包商负责维护。尽管年事已高,空气压缩机仍然是给压力机提供动力的关键。

在二氧化钛萃取物被送入窑前,压榨机用于帮助干燥工厂的原料。两台独立运行的压力机有三个不同的子过程,压缩空气用于干燥过程。首先,用一组由压缩空气操作的60个波纹管压制原料以消除多余的水分。为了做到这一点,压缩空气被释放到波纹管中,慢慢地将压力从零增加到180psi。反过来,风箱的膨胀会把多余的水挤出来。接下来,用压缩空气将多余的水通过排水通道排出,进入分离罐。最后,风箱被放松和分离,压缩空气再次被用来释放产品从风箱通过强制吹,在那里它落到一个传送带系统和下一个过程。

在正常操作中,工厂使用两台空压机,第三台作为备用。压缩空气系统还包括一个8000加仑的储气罐。工厂使用一个安装在接收罐上的压力开关来控制空气压缩机。

工厂的操作人员密切监控压榨阶段的压力,因为这是压榨机正常工作所需的主要参数之一。工厂没有监控其余的空气使用情况,包括净化时间和释放时间。

远程进行的审计

该化工厂在COVID-19大流行期间需要进行压缩空气系统审计。因此,工厂决定最好尽可能远地进行审计。

该工厂委托CALMS Air Inc.进行审计,该审计旨在量化压缩空气的实际和未来运行成本,并计算一个新的空压站的潜在运行节约。为了进行审计,CALMS使用了基于云的评估和监测系统。该评估包括使用远程数据采集设备进行现场测量,以监测空压站和压力机的压力、动力和流量。此外,CALMS还采访了工厂人员。

由于该工艺的性质,原料大约每40分钟压一次小批量,有大量的卸载操作。这种浪费的情况构成了高压空气压缩机消耗的全部电力的一半以上。审计还表明,在使用波纹管消除多余水分的第一阶段,实际上只需要一小部分高压压缩空气。排水和放浆阶段的空气压力不需要超过工厂的正常压力,这意味着第二和第三阶段的压缩空气可以由工厂的集中压缩空气系统提供。

负载概要图

图中显示的是化工厂压制过程的负荷曲线。如图所示,只有12:35的压力序列需要180 psi的高压空气。此外,与序列的其他部分相比,同一时期压缩空气的消耗量较低。吹扫过程中12:40的短时间高压是由固定液体的背压造成的。剩下的部分只需要100 psi的压缩空气。点击这里扩大。

该集中装置系统由4台离心式空气压缩机和一台大型无油变速驱动(VSD)旋转螺杆空气压缩机组成,能够在100 psi的压力下输出15,000 scfm的空气。空气干燥到38°F(3.3)的压力露点oC).该系统还配备了一个55000加仑的稳定压力干式接收器,其比功率为每100 cfm 18 kW。

当地的压缩空气一起服务提供者,平复推荐植物取代高压空气压缩机与气压助推器送风压过程的第一阶段和使用植物空气集中提供的装置系统压过程的两个阶段。

已安装气动增压包

该团队与工厂密切合作,更换了高压压缩空气系统,并安装了一组12个气动助推器,它们位于挤压过程附近。此外,对集中压缩空气系统的管道进行了重新配置,并对压力机进行了改造。

助推器配置由三排四个助推器组成,每一排都能将空气压力提高两倍。每一行都是单独激活的,工作作为一个单位的四个助推器并行运行。两排助推器为压力机提供空气,而第三排作为一个备份单元。向压力机供应空气的活动排每周旋转,因此没有一行空闲超过一周,而它作为一个备份单元。一个中央控制器控制和监控升压系统。

升压机配置

升压器配置在化工厂由三排四个升压器供应高压空气用于干燥氧化钛的过程。

为了向助推器供应压缩空气,工厂重新配置了管道系统,增加了一条新的高压管道和一个球阀,让集中压缩空气系统从主总管向助推器供应空气。助推器将空气从100 psi提升到180 psi,并将其供应到挤压过程的第一阶段。此外,压缩空气管道被重新布置,使集中系统能够在净化和释放阶段以较低的压力向压力机供应空气。压力机也被修改为通过新配置的系统提供的压缩空气的最佳使用。

压缩空气管路系统

化工厂重新配置了其压缩空气管道系统,使新配置的系统能够在适当的压力下更有效、更经济地将空气输送到特定的压榨过程中。

助推器是一种理想的解决方案,因为这种小阵列的助推器不需要大型空气压缩站,也不需要建造与之相关的设施。此外,助推器通过供应给它们的植物空气的膨胀来冷却,这意味着它们实际上是在运行时自我冷却。环境灰尘也不是问题,因为进气的助推器是清洁的压缩空气。由于恶劣的环境和大量的热量和灰尘,电气系统与周围的空气进气口将是不可靠的和昂贵的维护。

该工厂使用与进行审计时相同的基于云的监控软件,以确保新配置系统的可靠性和效率。该软件从整体上监测助推器组件的能源效率和每个助推器的运行状态。异常自动报告给工厂人员和当地压缩空气服务提供商-每月报告自动生成。任何偏离预期效率的情况都要记录下来,以便审查。此外,该系统还可以进行主动维护,以确保系统的可靠性,同时将成本保持在最低水平。

能源和维护节约和更多

正如压缩空气审计中所详细说明的,由于工厂集中压缩站的低压压缩空气的比耗电量较低,压缩空气系统升级预计每年将为化工厂节省3.1万美元的电费。此外,它还能节省14000美元的维护费用。预计投资回报率为2.2年。虽然成本没有事先计算,工厂也节省了至少20万美元,因为无需搬迁高压空气压缩机站。

最后,工厂安装了一个高效的压缩空气系统,使用更少的能源,维护成本更低。此外,新的基于云的监控软件系统继续跟踪能源和维护节省,预计将在整个解决方案的生命周期内交付。

关于作者

作为CALMS air Inc.压缩空气系统的独立专家,韩特瑞克拥有超过15年的经验。他的主要工作包括为CALMS的国际客户进行测试和实施支持。在职业生涯的早期,trec曾担任流量和液位测量领域的销售工程师。他也是英格索兰(Ingersoll Rand)的项目经理和销售伙伴。联系韩国,邮箱:rok.trelc@hpe.si,电话:386-41-339-328。

关于CALMS Air Inc

康姆斯空气公司隶属于HPE集团,成立于2001年。HPE是一家压缩空气解决方案提供商;执行审计,项目,能源解决方案,交付,安装和维护压缩空气系统。HPE已被客户公认为“压缩空气专家”。康姆斯航空总部位于欧洲斯洛文尼亚,并在纽约设有分公司。我们将现代信息技术和先进的能源服务引入压缩空气苛刻的技术领域。欲了解更多信息,请访问https://calms.com

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