Dual Pressure Control Inovatif Meningkatkan Efisiensi
Oleh Ron Marshall untuk Compressed Air Challenge®
Grand Manufacturing, sebuah komunitas kecil yang memiliki produsen produk pertanian Kanada, telah meningkatkan sistem udara tekan mereka sebagai hasil dari perluasan produksi, namun meningkatkan efisiensi energi udara terkompres 61% dengan mengkonsolidasikan sistem mereka dan menerapkan strategi pengendalian tekanan ganda yang inovatif.
Proyek yang lebih kecil yang semula di anggap
Proyek ini awalnya dimulai sebagai permintaan rutin untuk insentif keuangan untuk mendukung pemasangan kompresor terkontrol VSD yang lebih efisien daripada menggunakan kompresor beban / pembongkaran yang kurang efisien untuk memasok mesin pemotong laser baru yang dipasang di fasilitas ini. Profil beban udara terkompresi laser bervariasi karena beragam item yang dipotong untuk tujuan produksi. Jenis profil ini cocok untuk kompresor kecepatan tinggi yang bervariasi dan sesuatu yang memenuhi syarat untuk hibah Program Optimasi Kinerja Manitoba Hydro. Salah satu persyaratan yang cukup unik untuk sistem ini adalah tekanan; Laser membutuhkan tekanan suplai 200 psi untuk operasi pemotongan khusus. Untuk alasan ini, Grand Manufacturing memilih kompresor sekrup dengan rating tekanan discharge 215 psi dan direncanakan untuk menjalankan sistem pada tingkat itu, yang serupa dengan dua sistem laser yang ada.
Sebagai layanan pelanggan dasar, Manitoba Hydro mengunjungi lokasi pelanggan dan menilai karakteristik sistem yang mengkonsumsi energi signifikan. Sebagai bagian dari layanan ini, pemeriksaan pelelangan udara terkompresi dilakukan pada sistem udara tekan yang ada di pabrik karena sebuah proyek energi sudah dekat. Data logger dipasang pada sistem selama seminggu dan sebuah sistem dasar dikembangkan untuk menilai bagaimana sistem memenuhi kebutuhan pelanggan dan untuk mengukur efisiensi. Audit pelingkupan menunjukkan beberapa fakta menarik tentang pasokan udara pabrik. Dua kompresor beban / pembongkaran sebelumnya telah dipasang sebagai bagian dari dua setup laser yang ada, namun unit ini dimuat dengan ringan dan tidak efisien karena kondisi bersepeda yang cepat. Unit-unit tersebut dijalankan secara independen sebagai sistem terpisah dan keduanya beroperasi pada 200 psi. Kekuatan spesifik rata-rata, ukuran masukan kilowatt per 100 cfm yang dihasilkan adalah langit yang tinggi 65 meskipun kompresor diberi nilai sedikit kurang dari 30 kW per 100 cfm.
Menyediakan kompresor udara sebagai bagian dari pembelian peralatan pemotong laser bertenaga udara terkompresi adalah praktik umum (sering dilakukan dengan mesin cetak juga). Dengan cara ini, produsen mesin yang sangat mahal ini dapat memastikan bahwa mereka memiliki cukup udara bertekanan yang cukup untuk bekerja dengan andal. Sayangnya, kompresor sering dipasok sedikit atau tidak memikirkan bagaimana hemat energi peralatannya. Akibatnya, kapasitas penerima penyimpanan yang dibutuhkan untuk pengoperasian beban / pembongkaran yang efisien seringkali kurang atau hilang sama sekali.
Analisis Menemukan Tabungan
Analisis Manitoba Hydro tentang profil permintaan dari kedua sistem yang ada, dan wawancara dengan petugas lapangan menentukan bahwa permintaan tekanan tinggi yang diperlukan untuk operasi pemotongan khusus hanya terjadi sekitar 10% dari waktu. Investigasi permintaan ini menentukan bahwa inilah satu-satunya operasi yang membutuhkan tekanan udara tekan 200 psi. Sisa waktu setiap laser bisa beroperasi dengan memuaskan pada 125 psi. Berbekal informasi ini, Manitoba Hydro mendekati pelanggan dengan sebuah proposal, untuk mengendalikan tekanan sehingga tekanan 200 psi dihasilkan hanya saat operasi pemotongan khusus dilakukan. Sisa waktu tekanan akan ditolak ke tingkat yang lebih rendah. Selanjutnya kedua sistem lama ini bisa dikombinasikan dengan kompresor VSD yang baru untuk membentuk satu kompresor terkontrol tiga sistem terkontrol yang hanya memerlukan satu atau dua kompresor yang sedang berjalan. Ini akan menghasilkan penghematan yang signifikan dan pengoperasian sistem yang lebih andal.
Baik Grand Manufacturing dan Manitoba Hydro khawatir bahwa ketiga kompresor tersebut dikoordinasikan dengan baik kapan pun tingkat tekanannya berubah. Karena pemrograman kontrol kompresor yang diperlukan untuk menyesuaikan tekanan ketiga kompresor secara manual agak rumit, ada kemungkinan besar kesalahan dapat dibuat yang akan mempengaruhi efisiensi dan efektivitas proyek. Cara sederhana untuk mengatur tingkat tekanan sangat dibutuhkan.
Beberapa penelitian dilakukan terhadap kontrol kompresor elektronik spesifik yang terpasang pada ketiga kompresor tersebut. Untungnya dengan cepat ditentukan bahwa kontrol memiliki kemampuan operasi dengan dua pengaturan tekanan yang dapat dipilih secara terpisah. Penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa tingkat tekanan dapat dipilih dengan menutup kontak eksternal, dalam hal ini merupakan saklar sentral. Untuk Grand Manufacturing, sakelar dipasang untuk biasanya memilih operasi 125 psi, namun bila operasi pemotongan tekanan tinggi diperlukan, posisi saklar diubah oleh operator yang menyebabkan tingkat tekanan 200 psi kedua digunakan oleh ketiga kompresor tersebut. Setelah operasi pemotongan selesai saklar dikembalikan ke posisi normal, menurunkan tekanan.
Bagaimana tabungan itu didapat
Aturan praktis yang khas di industri udara tekan menyatakan bahwa untuk setiap kenaikan 2si pada tekanan pelepasan kompresor, kebutuhan daya pada motor kompresor utama meningkat sebesar 1 persen. Sebagai contoh, data pabrikan (Grafik 1) menunjukkan kompresor VSD baru yang terpasang di Grand Manufacturing memiliki kekuatan khusus 27,5 kW per 100 cfm pada beban penuh pada 203 psi (14 bar). Penurunan tekanan menjadi 116 psi mengurangi daya spesifik menjadi sekitar 20 kW per 100 cfm, pengurangan 38%. Dengan membatasi operasi tekanan tinggi sampai 10% dari waktu menggunakan kontrol tekanan yang lebih baik, Grand Manufacturing menurunkan tekanan rata-rata dari 200 psi menjadi 128 psi dan mencapai penghematan yang sangat baik karena pengurangan daya khusus ini. Kompresor berjalan lebih dingin, menghilangkan gangguan pada suhu tinggi dan menghasilkan sedikit udara pada tingkat tekanan rendah.
Grafik 1: Daya khusus meningkat dengan tekanan
Sistem asli terdiri dari dua kompresor operasi independen yang beroperasi pada mode beban / bongkar. Unit-unit ini memiliki receiver kontrol yang sangat kecil dengan kapasitas kompresor 1 galon per cfm. Ada filter penggabungan yang terletak di antara masing-masing debit kompresor dan tangki penerima yang terkait. Band tekanan pada kompresor ditetapkan sekitar 10 psi lebar seperti tipikal untuk jenis kompresor ini. Filter menyebabkan perbedaan yang signifikan, menyempitkan pita tekanan secara efektif pada tangki penyimpanan dan mengurangi keefektifan dalam memperlambat siklus kompresor sehingga kompresor dapat berjalan lebih efisien. Alhasil kompresor itu bersepeda sebentar.
Seperti yang terlihat oleh Chart 1, konsumsi energi kompresor sekrup yang dilumasi beroperasi pada mode beban / bongkar dengan penyimpanan yang lebih kecil sangat bervariasi dari kondisi ideal, yang merupakan garis lurus yang ditarik antara pemuatan 100% dan keluaran udara tekan nol. Kompresor Grand Manufacturing menyimpang secara signifikan dari yang ideal karena kurangnya kapasitas penyimpanan. Selain itu, karena ada dua kompresor yang beroperasi secara independen, inefisiensinya berlipat ganda.
Bagan 1: Kurangnya penyimpanan dapat menyebabkan inefisiensi kompresor
Dengan mengkonsolidasikan sistem, mengoptimalkan filter untuk menurunkan diferensial, meningkatkan jumlah penyimpanan, dan menambahkan kompresor terkontrol VSD ketiga, efisiensi kedua sistem yang ada dan yang baru dapat ditingkatkan dengan baik. Saat loading sistem berada pada tingkat yang lebih rendah hanya kompresor VSD yang berjalan. Ketika pemuatan sistem lebih tinggi, salah satu dari dua kompresor kecepatan tetap dijalankan pada beban penuh, titik paling efisien, sementara kompresor VSD memasok beban parsial (lihat Bagan 2).
Penambahan peralatan laser baru meningkatkan pemuatan udara tekan dari tingkat 75 cfm menjadi rata-rata 120 cfm, namun perbaikan pada sistem telah menurunkan daya spesifik sistem dari 65 kW / 100 cfm sampai 25 yang lebih dapat diterima. KW / 100 turun 61%. Jika kompresor ketiga dipasang dengan cara yang sama seperti unit yang ada sebelumnya, konsumsi energi dari tiga sistem yang terpisah semuanya berjalan pada 200 psi akan jauh lebih tinggi. Diperkirakan penghematan energi dari kasus terburuk ini adalah sekitar 270.000 kWh per tahun senilai $ 14.000 per tahun untuk biaya listrik.
Dapatkah Kompresor Anda Beroperasi dalam Kontrol Tekanan Dini?
Ada sejumlah produsen yang menawarkan kontrol kompresor yang dapat mencapai tingkat tekanan ganda, berdasarkan kendali yang dikendalikan atau pada jadwal waktu. Jika pemasok kompresor bukan salah satu dari mereka adalah kompresor controller dengan dapat mengendalikan sistem Anda dari titik pusat, secara efektif mencapai jenis solusi yang sama. Periksa dengan pemasok Anda untuk menentukan kemungkinannya.
Proyek ini berhasil dibuat dengan:
Membentuk sistem yang ada untuk menentukan efisiensi sistem,
Penggunaan multi kontrol tekanan ganda yang inovatif untuk mengurangi tekanan rata-rata,
Peningkatan kapasitas penerima penyimpanan,
Pengurangan diferensial tekanan filter,
Menggabungkan tiga sistem yang terpisah menjadi satu sistem yang terkendali dengan baik,
Penggunaan saran teknis tepat waktu dan insentif finansial untuk menyelesaikan proyek.
Gambar 1: Kompresor VSD ketiga ditambahkan dan sistem digabungkan.
Bagan 2: Tekanan tinggi hanya digunakan bila diperlukan
--- http: //www.hqcompressor.com
