Uuenduslik dual rõhu kontroll parandab efektiivsust
Ron Marshall poolt Compressed Air Challenge® jaoks
Tootmise laiendamise tulemusel on Canadian põllumajandustoodete tootja Kanadas tegutsev väikeettevõte Grand Manufacturing, kuid suurendas kokkupressitud õhu energiatõhusust 61% võrra, ühendades oma süsteemi ja rakendades uuendusliku kahe rõhu kontrollimise strateegia.
Algselt kaalutud väiksem projekt
Algselt käivitati projekt tavapärase rahalise stiimuli taotlusena, et toetada tõhusama VSD juhitava kompressori paigaldamist, selle asemel et kasutada vähem efektiivset koormus- ja mahalaadimiskompressorit, et varustada rajatisse paigaldatavat uut laserlõikamismasinat. Laseriga kokkupuutuv õhukoormus on muutuv tänu tootmise erinevatel eesmärkidel lõikamisele. Seda tüüpi profiil sobib hästi muutuva kiirusega ajamiga kompressoriga ja midagi, mis vastab Manitoba Hydro jõudluse optimeerimise programmi toetustele. Üks suhteliselt ainulaadne nõue sellele süsteemile oli surve; Laser vajab spetsiaalsete lõikamisoperatsioonide jaoks rõhku 200 psi. Sel põhjusel valis Grand Manufacturing kruvikompressori, mille rõhulangus oli 215 psi, ja kavandas süsteemi töötama sellel tasemel, mis oli sarnane nende kahe olemasoleva lasersüsteemiga.
Alustades klienditeenindusest, külastab Manitoba Hydro kliendi saiti ja hindab märkimisväärse energiat tarbivate süsteemide omadusi. Osana sellest teenusest tehti suruõhu reguleerimise audit olemasolevas suruõhusüsteemis, kuna energiaprojekt oli otsene. Andmelogerid paigaldati süsteemile nädalaks ja süsteemi lähtetaseme välja töötatud, et hinnata, kuidas süsteem vastab kliendi vajadustele ja hinnata tõhusust. Mõõdikute auditi näitusel olid mõned huvitavad faktid taimede õhuvarustuse kohta. Kaks koormus / koorma kompressorit olid eelnevalt paigaldatud kahe olemasoleva laseriseadistuse osana, kuid need seadmed olid kergelt koormatud ja tööjõu ebatõhusus oli tingitud kiiret tsüklitarbimisest. Üksusi käitati iseseisvalt eraldi süsteemidena ja mõlemad töötavad 200 psi juures. Keskmine spetsiifiline võimsus, kilovatt-sisendi näitaja toodetud 100 cfm-i kohta oli taevas 65 kõrge, kuigi kompressorite nimiväärtus oli veidi alla 30 kW 100 cfm-i kohta.
Õhukompressorite tarnimine suruõhutööstuses kasutatavate laser-lõikurite ostmise osana on tavaline tava (seda sageli teevad ka trükipressid). Sel moel võivad nende väga kallite masinate tootjad tagada, et neil oleks piisav kogus suruõhku, et neid usaldusväärselt töödelda. Kahjuks pakuvad kompressorid sageli vähe või üldse mitte mõelnud, kuidas seadmed energiatõhusad. Selle tagajärjel on tõhusaks koormus- ja mahalaadimisoperatsiooniks vajalik salvestusvõimendi vastuvõtja sageli alamõõduline või täielikult puudu.
Analüüs otsib säästud
Manitoba Hydro analüüs olemasolevate süsteemide nõudmisprofiili kohta ja kohapeal töötavate töötajate intervjuud näitasid, et spetsiaalse lõikamise jaoks nõutav kõrgrõhu nõudlus tekkis vaid umbes 10% ajast. Selle nõudluse uurimine näitas, et see oli ainus operatsioon, mis nõudis suruõhu rõhku 200 psi. Ülejäänud aeg võib iga laser rahuldavalt töötada kiirusel 125 psi. Selle teabega relv Manitoba Hydro pöördus kliendiga ettepanekuga, et rõhku juhtida nii, et 200 psi rõhk tekitataks ainult siis, kui tehti spetsiaalsed lõikamisoperatsioonid. Ülejäänud aeg surub rõhu madalamale tasemele. Lisaks sellele võiksid kaks vana süsteemi ühendada uue VSD-kompressoriga, moodustades ühe hästi kontrollitud kolme kompressoriseadme, mis vajaks ainult ühte või kahte töötavat kompressorit. See tooks kaasa märkimisväärse kokkuhoiu ja parema ja usaldusväärsema süsteemi toimimise.
Mõlemad Grand Manufacturing ja Manitoba Hydro olid mures, et kolme kompressorit tuleks korralikult kooskõlastada, kui rõhu kõikumised muutuvad. Kuna kompressori juhtimisprogramm, mis oli vajalik käsitsi kõigi kolme kompressori rõhu reguleerimiseks, oli mõnevõrra keerukas, oli tõenäoline, et võiks teha vigu, mis võiksid mõjutada projekti efektiivsust ja efektiivsust. Vaja on lihtsat võimalust rõhutaseme määramiseks.
Mõned uuringud viidi läbi kõigi kolme kompressoriga paigaldatud spetsiaalse elektroonilise kompressori juhtimise jaoks. Õnneks tehti kiiresti kindlaks, et kontrollid olid võimelised töötama kahe eraldi reguleeritava rõhu seadistusega. Edasised uuringud näitasid, et rõhu taset saab valida välise kontakti sulgemisega, antud juhul keskmootoriga. Grand Manufacturing jaoks seadistati lüliti, et valida tavaliselt 125 psi töö, kuid kui kõrgsurve lõikamine on vajalik, siis käitaja muudab lülitusasendit, mis põhjustab kõigi kolme kompressoriga teise 200 psi rõhu taset. Pärast lõikamisoperatsioonide lõppu lülitatakse lüliti normaalasendisse, alandades rõhku.
Kuidas sääste sai
Tavapärasel pingutusrõhul suruõhutööstuses on märgitud, et iga 2 psi suurenemise korral kompressori väljundrõhu korral suureneb peamise kompressorimootori võimsus 1% võrra. Näiteks tootja andmed (joonis 1) näitavad, et Grand Manufacturing'i paigaldatud uus VSD-kompressor on spetsiaalse võimsusega 27,5 kW 100 km / h täiskoormusel 203 psi (14 baari). Surve vähendamine 116 psi võrra vähendab spetsiifilist võimsust umbes 20 kW kohta 100 km / h võrra, vähendades seda 38% võrra. Piirates suure rõhu toimimist 10% -ni ajast parema survekontrolli abil vähendas Grand Manufacturing keskmise rõhu alates 200 psi kuni 128 psi ja saavutas selle spetsiifilise võimsuse vähenemise tõttu suurepärase kokkuhoiu. Kompressorid töötavad jahedamaks, kõrvaldades ebameeldivalt kõrgtemperatuuri väljatõmbed ja toodavad pisut rohkem õhku madalamal rõhul.
Graafik 1: eritugevus suureneb rõhu all
Algne süsteem koosnes kahest iseseisvalt töötavast kompressorist, mis töötavad koormus / laadimisrežiimis. Nendel seadmetel olid väga väikesed juhtkastid, mille suurus oli umbes 1 gallon / cm / d kompressori mahutavus. Iga kompressori väljalaskeava ja sellega seotud vastuvõtupaagi vahel paiknevad koalestseerivad filtrid. Kompressorite rõhuribad seadistati umbes 10 psi laiuseks, nagu seda tüüpi kompressorile iseloomulik. Filtrid põhjustasid olulisel määral diferentsiaalset, tõhusalt kitsendavat rõhuriba mahutitel ja vähendasid tõhusust, aeglustades kompressori tsüklit, et kompressorid saaksid tõhusamalt töötada. Selle tulemusena olid kompressorid lühikesed jalgrattad.
Nagu joonisel 1 näidatud, on väiksema hoidmisega laadimis- ja tühjendusrežiimis töötava määrdega kruvikompressori energiatarbimine väga erinev ideaalse seisundi poolest, mis oleks 100% -lise koormuse ja kokku surutud õhu väljundi vahel sirgjooneline joon. Suurimat tootmist pakkuvad kompressorid erinesid märkimisväärselt sellest, et neil puudub mälumaht. Lisaks sellele korrigeeriti ebaefektiivsust, kuna seal oli kaks töötav kompressorit, mis käitusid iseseisvalt.
Joonis 1: Säilitamise puudumine võib põhjustada kompressori ebatõhusust
Süsteemide ühendamise, diferendi vähendamiseks vajalike filtrite optimeerimise, ladustamiskoguse suurendamise ja kolmanda VSD kontrollitud kompressori lisamise abil saab oluliselt parandada kahe olemasoleva ja uue süsteemi efektiivsust. Kui süsteemi laadimine on madalamal tasemel, käivitub ainult VSD kompressor. Kui süsteemi laadimine on suurem, käivitub täismassiga üks kahest fikseeritud kiirusega kompressorist kõige tõhusam punkt, samal ajal kui VSD kompressor tarnib osalist koormust (vt joonis 2).
Uue laserseadme lisamine suurendas suruõhu laadimist tasemelt 75 cfm kuni keskmiselt 120 cfm, kuid süsteemi täiustused on vähendanud süsteemi spetsiifilist võimsust alates 65 kW / 100 cfm-lt kuni veelgi vastuvõetavamaks 25 KW / 100 - vähenemine 61%. Kui kolmas kompressor oleks paigaldatud samamoodi nagu eelmiste olemasolevate seadmetega, oleks kolme eraldi süsteemi energiatarve, mis töötab 200 psi juures, oleks olnud palju suurem. Selle halvima hinnangu kohaselt on energia kokkuhoid umbes 270 000 kWh aastas, mis maksab elektrienergia eest 14 000 eurot aastas.
Kas teie kompressorid saavad kasutada kahesurvekontrolli?
Seal on mitu tootjat, kes pakuvad kompressori juhtimisseadiseid, mis võimaldavad saavutada kahekordse rõhu taset, lülitamisel juhitavalt või ajagraafikus. Kui teie kompressorite tarnija ei ole üks neist kompressor kontroller, mis suudab teie süsteemi juhtida kesksest punktist, saavutatakse sama tüüpi lahendus. Tutvuge oma tarnijaga võimaluste väljaselgitamiseks.
Seda projekti edukaks sai:
Olemasoleva süsteemi tasakaalustamine süsteemi tõhususe kindlakstegemiseks
Olemasoleva topeltrõhukontrolli uuenduslik kasutamine keskmise rõhu vähendamiseks,
Hoidla vastuvõtja võimsuse suurenemine
Filtrõhu diferentsiaali vähendamine
Kolm eraldi süsteemi ühendamist ühe hästi kontrollitud süsteemiga
Õigeaegse tehnilise nõustamise ja rahalise stiimuli kasutamine projekti lõpuleviimiseks.
Joonis 1: lisati kolmas VSD kompressor ja süsteemid ühendati.
Joonis 2: kõrgsurvet kasutatakse ainult vajaduse korral
--- http: //www.hqcompressor.com
