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评估压缩空气系统需求以节省成本
发布时间:2013-04-18     作者:Vipul Mistry
摘要:虽然空气压缩机大幅度提高了你产品加工厂的生产效率,但它们也同样消耗了你工厂10%的电力。为了最大程度地节省能源,制定一份压缩空气策略计划非常重要。评估压缩空气系统的使用模式、了解空气质量指导标准和维修保养需求,是保持你压缩空气系统高效能运行的关键。

 虽然空气压缩机大幅度提高了你产品加工厂的生产效率,但它们也同样消耗了你工厂10%的电力。为了最大程度地节省能源,制定一份压缩空气策略计划非常重要。评估压缩空气系统的使用模式、了解空气质量指导标准和维修保养需求,是保持你压缩空气系统高效能运行的关键。
  确定空气流动需求
  评价你压缩空气系统能效的最佳方法就是从需求端到供给端全面评估压缩空气在你工厂中被利用的的模式。首先从区分系统中消耗空气的部件,比如装配工具和原材料处理设备,以及以(CFM)来计算的气流需求量开始。重要的是,要搞清楚哪些空气消耗设备正在运行,要运行多长时间。很多应用设备至始至终都需要压缩空气,但可能每隔一两分钟只需运转几秒钟就足够了。
  在非高峰时段减少空气供应
  在详细盘点完系统的立方英尺/每分钟空气需求量和使用频率之后,你需要确定相对于空气平均需求量的高峰时段所持续的时间。了解供应增量(需要压缩机启动)与需求之间的关系能帮你确定是否可以让系统利用存量压缩空气而关闭压缩机。根据系统需要安排空气资源能够保障你以最低的成本得到适当的气流。
  一座大型的生产企业可能会选择运行多个压缩机而非一个更大的系统。这样,既可以让该工厂满足第一工作班组的繁重需求,又可以在需求降低的第二工作班组时段关闭几个较小的压缩机,从而减少能源消耗。
  变速驱动空气压缩机也可以帮助优化效率并降低拥有系统的总体成本。传统压缩机在低于100%的开工使用率时效能会降低。但是,一台大小适当且具有变速驱动性能的压缩机能够在支持多种大小不同气流需求的同时保持高峰性能。
  考虑空气质量指导标准
  在工厂中,为了达到一个过高的空气质量目标而浪费大量能源的现象比较普遍。首先,要弄清楚你系统中每个区域的空气质量需求。然后,再确定是否存在来自外部的行业中或市场上对空气质量的强制规定。
  美国食品和药物管理局与美国农业部规定,食品和饮料加工厂使用的压缩空气系统所产生的油污、颗粒或水汽含量必须低于0.01毫克/立方米。为了满足这一标准,你需要一台0级认证的无需润滑油的空气压缩机。对一般的工业加工来说,污染标准没有如此严格,你或许可以使用1级或2级标准的压缩空气系统。
  选择合适种类的压缩空气干燥机对高效地保持工厂所需的空气质量至关重要。目前市场上存在多种干燥机技术,包括干燥剂、制冷和压缩热(HOC)系统。无热、外部加热和加热鼓风机净化除湿式干燥机都能够保持华氏-40到-100度的结露点,从而去除空气中的水汽。制冷干燥机能够支持的结露点可以低至华氏39度,能适用于一般的工业加工,但不能支持食品和饮料生产。
  在大多数环境中,对那些要求严格的加工应用来说,一台压缩热干燥机和一台无油空气压缩机联合使用便能够提供理想的空气质量管理和结露点管理。压缩热干燥机利用压缩机的热量再次生成干燥剂并从系统中去除水汽,可以用传统除湿式干燥机一小部分的成本达到提供无油空气的目的。
  制定一份维修计划
  日常维修保养对保持你压缩空气系统的高效运行至关重要。虽然维修日程计划会因加工应用和系统使用设备的不同而有所不同,但是,你还是要清晰地定义正式的维修预期并且确定每日、每周和每月的检修责任。
  你的全面维修日程计划应当依据制造商的建议包括一份完整的系统评估、设备服务和零部件更换计划。评估压力结露点,即空气中的水汽含量,对保护压缩空气的质量和终端产品的质量来说也非常重要。对化学、食品与饮料、药品和喷漆加工应用而言,这是一个主要的关注点,因为在这些加工车间中冷凝物可能会导致设备毁坏、费用高昂的清洗和加工产品召回。水汽还会腐蚀管道、造成过早出现的系统故障和计划之外的停工。
  压缩空气泄露评估
  大多数工厂企业依靠维修人员来修理那些能够听得到和找得到的、声音比较大的空气泄露点。但当这些嘶嘶的漏气声被正常运转的机器噪音所淹没时,要做到这一点就比较困难了。有些维修工人会在全厂停工时沿整个设备查找泄露点,但这样可能会被误导。因为很多空气消耗设备在关机停运时与其他设备是相互独立的。
  你的日常维修计划应该包括一份由受过专业培训的团队所进行的压缩空气泄露评估。他们能够利用超声波技术在声音嘈杂的环境中找到并且量化哪怕是很小的泄露点。
  当空气泄露达到30%时,大多数的压缩空气系统都会造成巨大的能源消耗。一份泄露评估能够帮助识别原因、查找泄露点并且确定泄露量,还能帮助确定最好的改善方针和措施。解决方案可能会像紧固管道接头配件那样简单,但随着时间的推移,这些系统改善措施累积起来就能够节省大量能源。
  "对用户如何应对系统泄漏我们做了大量的研究,我们发现,依靠自己力量设法处理空气泄漏的公司通常都会遇到大量的问题,"英格索兰公司(Ingersoll Rand)负责美洲服务解决方案的市场经理珍妮佛·埃克特(Jennifer Eckert)说。"当你需要大量的维修人员并且时间紧迫,这样的做法就合情合理了。他们必须根据生产流程和系统设备的独特与否来排定问题的处理顺序,程度较轻的空气泄漏故障自然而然地就会被排在较低的优先位置。"
  另一项挑战来自于超声波泄露检测设备的复杂性。专业的核查团队具有能帮助提高该类工具效能和效益的多年经验和经过反复验证的检查流程。
  知道怎样使用超声波装置只是成功解决问题的一半。如果你需要停下来沿途维修每一个泄露点的话,要维修检查整个系统是非常困难的。
  空气泄露评估能够成为寻找泄露点、记录泄露位置并随后进行维修的一次演练。重要的是,要确定空气泄漏量并把工业级参考数据与之相比较。否则,你可能无法修理足够多的泄露点来明显提高你系统的效能。
  最后一点,依靠自己力量处理压缩空气系统泄露的公司还必须费力地进行趋势分析和根本原因分析。
  "维修工人进行泄露修理,只是把它当成个案来处理,不会把问题写成报告或者分析原因," 埃克特说。"公司详细记录系统泄露的类型、地点和数量非常重要。这个过程一年至少应该重复一次,以便于查找重复出现的问题并保证对泄露点以正确的方式一年修理一次。"
  增加能源节省
  大多数公司都明白增强环保可持续性的重要性,但他们又都低估了压缩空气系统对能源消耗的影响。现在,是时候评估你工厂的压缩空气系统和制定提高效能的策略了。
  首先要评估你的CFM(立方英尺/分钟)需求、使用模式和空气质量要求,以保证你的关键系统部件大小恰当并适合你的加工应用。然后,要考虑增加自动控制以保持稳定持续的压力并提高可靠性。
  如果你能够对系统的供给端进行优化,你就能够增加能源节省、缩小环境影响足迹并且延长你压缩空气系统的寿命。

  作者简介:Vipul Mistry是Ingersoll Rand公司的系列产品经理。