【壓縮機(jī)網(wǎng)】對(duì)于工廠和設(shè)施而言,壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換能源的重要來源,與電力等其它資源相比,壓縮機(jī)的使用更簡單,因而在當(dāng)今的工廠中隨處可見。
然而,許多壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)都受到磨損和維護(hù)不當(dāng)?shù)葐栴}的影響,這會(huì)造成很大的浪費(fèi),比如無法杜絕的泄漏。這些泄漏可能很隱蔽,在機(jī)器后面、連接點(diǎn)處、高架固定管道或者破裂的管道或磨損的軟管處都可能發(fā)生泄漏。隨著時(shí)間推移,浪費(fèi)會(huì)迅速增加,甚至可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。
壓縮空氣主要的泄漏位置包括:連接器、軟管、螺紋管接頭、快速斷開接頭、FRL(過濾器、調(diào)節(jié)器、潤滑器組合)、冷凝水收集器、閥門、法蘭、密封件、氣動(dòng)固定槽等。
浪費(fèi)空氣的成本高昂
根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù),壓縮空氣管路上一個(gè)1/8英寸(3毫米)的漏洞每年可造成多達(dá)2500美元(約17500元人民幣)的額外成本。美國能源部估計(jì),一家維護(hù)不力的普通工廠可能會(huì)因泄漏而浪費(fèi)其壓縮空氣總產(chǎn)能的20%。新西蘭政府在其“目標(biāo)可持續(xù)性”項(xiàng)目中估計(jì),系統(tǒng)泄漏可能占到壓縮空氣系統(tǒng)能力的30%到50%??焖贆z測壓縮空氣、氣體和真空泄漏直接有利于發(fā)現(xiàn)隱藏的利潤。另外,空氣泄漏還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生資本費(fèi)用、返工、停機(jī)或質(zhì)量問題,并增加維護(hù)成本。
為了彌補(bǔ)由于泄漏而造成的壓力損失,用戶通常會(huì)通過購買規(guī)格超過需要的壓縮機(jī)來進(jìn)行過度補(bǔ)償,這需要投入不菲的資金,并會(huì)導(dǎo)致能源成本升高。系統(tǒng)泄漏還會(huì)造成系統(tǒng)壓力過低,進(jìn)而導(dǎo)致依靠壓縮空氣運(yùn)行的設(shè)備發(fā)生故障。這可能引起生產(chǎn)延遲、計(jì)劃外停機(jī)、質(zhì)量問題、使用壽命縮短以及壓縮機(jī)的不必要循環(huán)的維護(hù)成本。
例如,一家美國制造商的維護(hù)經(jīng)理說,如果他們的一個(gè)氣動(dòng)扭力工具遇到壓力不足的問題,則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷。“扭矩不當(dāng)?shù)脑O(shè)備,無論是扭矩不足還是扭矩過大,都可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回。這也會(huì)導(dǎo)致需要將更多的工時(shí)投入到應(yīng)該是一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的流程的地方,”他說道,“這是利潤損失和設(shè)備損失的一筆錢。在最壞的情況下,我們還會(huì)遇到由于無法交貨而造成的損失?!?/p>
公用設(shè)施、行業(yè)和政府都認(rèn)為壓縮空氣系統(tǒng)有潛力實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省,這一點(diǎn)毫不奇怪。泄漏會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi),修復(fù)這些泄漏可以讓運(yùn)營商節(jié)約成本,并能防止公用設(shè)施不得不使用容量超過需要的系統(tǒng)。
查找和修復(fù)泄漏并非易事
許多工廠和設(shè)施都沒有泄漏檢測計(jì)劃,這讓查找和修復(fù)泄漏并不容易。量化浪費(fèi)量并確定成本需要由能源專家或顧問來實(shí)施,他們使用能源分析儀和記錄儀來審計(jì)用戶的空氣系統(tǒng)。通過系統(tǒng)性地計(jì)算消除泄漏所能實(shí)現(xiàn)的年度成本節(jié)省數(shù),他們可以制定一個(gè)強(qiáng)有力的商業(yè)計(jì)劃,以執(zhí)行此類項(xiàng)目。
壓縮空氣系統(tǒng)的能源審計(jì)通常需要聯(lián)手行業(yè)、政府和非政府組織進(jìn)行。比如,美國的Compressed Air Challenge(CAC)是其中一種合作關(guān)系,這些類型團(tuán)體自愿協(xié)作,其目標(biāo)是提供產(chǎn)品中立信息和研究資料,以幫助行業(yè)在生產(chǎn)和使用壓縮空氣方面達(dá)到更高的可持續(xù)效率。
當(dāng)前泄漏檢查效率低下
業(yè)界由來已久的一個(gè)通行做法是聽是否有嘶嘶聲(壓縮空氣泄露時(shí)的聲音)并在懷疑發(fā)生泄漏的區(qū)域噴上肥皂水。事實(shí)上,在許多環(huán)境中(壓縮機(jī)本身運(yùn)行的聲音以及其它設(shè)備發(fā)出的聲響導(dǎo)致現(xiàn)場噪聲比較大)都聽不到嘶嘶聲,而且肥皂水會(huì)使現(xiàn)場變得臟亂,并有可能造成人員滑倒危險(xiǎn)。
當(dāng)前常見用于查找壓縮機(jī)泄漏的專業(yè)工具是一種超聲波聲音探測器,它是一款便攜式電子設(shè)備,可以識(shí)別與空氣泄漏相關(guān)聯(lián)的高頻聲音。典型的超聲波探測器可幫助發(fā)現(xiàn)泄漏,但使用起來非常耗時(shí),在需要將更多時(shí)間花在維護(hù)其它關(guān)鍵機(jī)器上的情況下,維修人員通常只能在計(jì)劃內(nèi)停機(jī)期間使用它們。這些裝置還要求操作員靠近設(shè)備來查找泄漏,這使得難以在天花板或其它設(shè)備后面等難以觸及的區(qū)域使用。
使用肥皂水或超聲波探測器查找泄漏時(shí),除了耗時(shí)之外,使用這些方法查找高處或設(shè)備下面的泄漏還可能存在安全問題,畢竟在設(shè)備周圍攀爬梯子或鉆到設(shè)備下方可能會(huì)帶來危險(xiǎn)。
目前,業(yè)界推出的新型聲波工業(yè)成像儀可檢測的頻率范圍比傳統(tǒng)超聲波設(shè)備更廣,它最大的亮點(diǎn)是使空氣泄漏可視化掃描,類似于紅外熱像儀檢測熱點(diǎn)的方式。其具體包括一個(gè)由許多微型超靈敏麥克風(fēng)組成的聲陣,可同時(shí)檢測聲波和超聲波,識(shí)別潛在泄漏位置的聲源,然后應(yīng)用專用算法,將聲音解析為泄漏。結(jié)果生成一幅圖像,這是一幅疊加在可見光圖像上的彩色地圖,可準(zhǔn)確地顯示發(fā)生泄漏的位置,最終結(jié)果以靜態(tài)圖像或?qū)崟r(shí)視頻的形式顯示在屏幕上。它可以快速掃描較大的區(qū)域,與其它方法相比,這有助于明顯更快地找到泄漏位置,還能夠過濾強(qiáng)度和頻率范圍。
壓縮空氣浪費(fèi)量計(jì)算
控制壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)泄漏的第一步是估計(jì)泄漏負(fù)載。有些泄漏(低于10%)是預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的。任何超出此范圍的情況都被視為浪費(fèi)。第一步是確定當(dāng)前的泄漏負(fù)載,以便可以將其用作基準(zhǔn)來比較改進(jìn)效果。
評(píng)估泄漏負(fù)載的可靠方法基于控制系統(tǒng)。如果系統(tǒng)配有啟動(dòng)/停止控件,只用在無需使用系統(tǒng)的時(shí)段啟動(dòng)壓縮機(jī)——工作完畢或下班后。進(jìn)而獲取壓縮機(jī)循環(huán)的幾個(gè)讀數(shù),以確定加載系統(tǒng)達(dá)到卸載狀態(tài)的平均時(shí)間。在無設(shè)備運(yùn)行的情況下,系統(tǒng)卸載是由于泄漏引起的。
泄漏(%)=(T×100)÷(T+t),T=裝載時(shí)間(分鐘),t=卸載時(shí)間(分鐘)
要估計(jì)具有更復(fù)雜控制策略的系統(tǒng)中的泄漏負(fù)載,需要將壓力表置于容積的下游(V,以立方英尺為單位),包括所有輔助儲(chǔ)氣罐、主管和支管道。除了泄漏外,在無需使用系統(tǒng)的情況下,使系統(tǒng)達(dá)到正常工作壓力(P1,以psig為單位)。選擇第二個(gè)壓力(P2,約為P1值的一半)并測量系統(tǒng)壓力下降到P2所花的時(shí)間(T,以分鐘為單位)。
泄漏(自由空氣,單位為升/秒)=[(V×(P1–P2)÷(T×101325)]×1.25
1.25乘數(shù)可將泄漏校正至正常系統(tǒng)壓力,因而會(huì)考慮泄漏隨著系統(tǒng)壓力降低而減小的狀況。
有效修復(fù)和維修泄漏可使依賴空氣的企業(yè)顯著降低成本。空壓機(jī)用戶不僅能夠通過修復(fù)泄漏來節(jié)約能源使用,還可以提高生產(chǎn)水平和延長設(shè)備使用壽命。
【壓縮機(jī)網(wǎng)】對(duì)于工廠和設(shè)施而言,壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)是轉(zhuǎn)換能源的重要來源,與電力等其它資源相比,壓縮機(jī)的使用更簡單,因而在當(dāng)今的工廠中隨處可見。
然而,許多壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)都受到磨損和維護(hù)不當(dāng)?shù)葐栴}的影響,這會(huì)造成很大的浪費(fèi),比如無法杜絕的泄漏。這些泄漏可能很隱蔽,在機(jī)器后面、連接點(diǎn)處、高架固定管道或者破裂的管道或磨損的軟管處都可能發(fā)生泄漏。隨著時(shí)間推移,浪費(fèi)會(huì)迅速增加,甚至可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。
壓縮空氣主要的泄漏位置包括:連接器、軟管、螺紋管接頭、快速斷開接頭、FRL(過濾器、調(diào)節(jié)器、潤滑器組合)、冷凝水收集器、閥門、法蘭、密封件、氣動(dòng)固定槽等。
浪費(fèi)空氣的成本高昂
根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù),壓縮空氣管路上一個(gè)1/8英寸(3毫米)的漏洞每年可造成多達(dá)2500美元(約17500元人民幣)的額外成本。美國能源部估計(jì),一家維護(hù)不力的普通工廠可能會(huì)因泄漏而浪費(fèi)其壓縮空氣總產(chǎn)能的20%。新西蘭政府在其“目標(biāo)可持續(xù)性”項(xiàng)目中估計(jì),系統(tǒng)泄漏可能占到壓縮空氣系統(tǒng)能力的30%到50%??焖贆z測壓縮空氣、氣體和真空泄漏直接有利于發(fā)現(xiàn)隱藏的利潤。另外,空氣泄漏還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生資本費(fèi)用、返工、停機(jī)或質(zhì)量問題,并增加維護(hù)成本。
為了彌補(bǔ)由于泄漏而造成的壓力損失,用戶通常會(huì)通過購買規(guī)格超過需要的壓縮機(jī)來進(jìn)行過度補(bǔ)償,這需要投入不菲的資金,并會(huì)導(dǎo)致能源成本升高。系統(tǒng)泄漏還會(huì)造成系統(tǒng)壓力過低,進(jìn)而導(dǎo)致依靠壓縮空氣運(yùn)行的設(shè)備發(fā)生故障。這可能引起生產(chǎn)延遲、計(jì)劃外停機(jī)、質(zhì)量問題、使用壽命縮短以及壓縮機(jī)的不必要循環(huán)的維護(hù)成本。
例如,一家美國制造商的維護(hù)經(jīng)理說,如果他們的一個(gè)氣動(dòng)扭力工具遇到壓力不足的問題,則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷。“扭矩不當(dāng)?shù)脑O(shè)備,無論是扭矩不足還是扭矩過大,都可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回。這也會(huì)導(dǎo)致需要將更多的工時(shí)投入到應(yīng)該是一個(gè)非常標(biāo)準(zhǔn)的流程的地方,”他說道,“這是利潤損失和設(shè)備損失的一筆錢。在最壞的情況下,我們還會(huì)遇到由于無法交貨而造成的損失?!?/p>
公用設(shè)施、行業(yè)和政府都認(rèn)為壓縮空氣系統(tǒng)有潛力實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省,這一點(diǎn)毫不奇怪。泄漏會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi),修復(fù)這些泄漏可以讓運(yùn)營商節(jié)約成本,并能防止公用設(shè)施不得不使用容量超過需要的系統(tǒng)。
查找和修復(fù)泄漏并非易事
許多工廠和設(shè)施都沒有泄漏檢測計(jì)劃,這讓查找和修復(fù)泄漏并不容易。量化浪費(fèi)量并確定成本需要由能源專家或顧問來實(shí)施,他們使用能源分析儀和記錄儀來審計(jì)用戶的空氣系統(tǒng)。通過系統(tǒng)性地計(jì)算消除泄漏所能實(shí)現(xiàn)的年度成本節(jié)省數(shù),他們可以制定一個(gè)強(qiáng)有力的商業(yè)計(jì)劃,以執(zhí)行此類項(xiàng)目。
壓縮空氣系統(tǒng)的能源審計(jì)通常需要聯(lián)手行業(yè)、政府和非政府組織進(jìn)行。比如,美國的Compressed Air Challenge(CAC)是其中一種合作關(guān)系,這些類型團(tuán)體自愿協(xié)作,其目標(biāo)是提供產(chǎn)品中立信息和研究資料,以幫助行業(yè)在生產(chǎn)和使用壓縮空氣方面達(dá)到更高的可持續(xù)效率。
當(dāng)前泄漏檢查效率低下
業(yè)界由來已久的一個(gè)通行做法是聽是否有嘶嘶聲(壓縮空氣泄露時(shí)的聲音)并在懷疑發(fā)生泄漏的區(qū)域噴上肥皂水。事實(shí)上,在許多環(huán)境中(壓縮機(jī)本身運(yùn)行的聲音以及其它設(shè)備發(fā)出的聲響導(dǎo)致現(xiàn)場噪聲比較大)都聽不到嘶嘶聲,而且肥皂水會(huì)使現(xiàn)場變得臟亂,并有可能造成人員滑倒危險(xiǎn)。
當(dāng)前常見用于查找壓縮機(jī)泄漏的專業(yè)工具是一種超聲波聲音探測器,它是一款便攜式電子設(shè)備,可以識(shí)別與空氣泄漏相關(guān)聯(lián)的高頻聲音。典型的超聲波探測器可幫助發(fā)現(xiàn)泄漏,但使用起來非常耗時(shí),在需要將更多時(shí)間花在維護(hù)其它關(guān)鍵機(jī)器上的情況下,維修人員通常只能在計(jì)劃內(nèi)停機(jī)期間使用它們。這些裝置還要求操作員靠近設(shè)備來查找泄漏,這使得難以在天花板或其它設(shè)備后面等難以觸及的區(qū)域使用。
使用肥皂水或超聲波探測器查找泄漏時(shí),除了耗時(shí)之外,使用這些方法查找高處或設(shè)備下面的泄漏還可能存在安全問題,畢竟在設(shè)備周圍攀爬梯子或鉆到設(shè)備下方可能會(huì)帶來危險(xiǎn)。
目前,業(yè)界推出的新型聲波工業(yè)成像儀可檢測的頻率范圍比傳統(tǒng)超聲波設(shè)備更廣,它最大的亮點(diǎn)是使空氣泄漏可視化掃描,類似于紅外熱像儀檢測熱點(diǎn)的方式。其具體包括一個(gè)由許多微型超靈敏麥克風(fēng)組成的聲陣,可同時(shí)檢測聲波和超聲波,識(shí)別潛在泄漏位置的聲源,然后應(yīng)用專用算法,將聲音解析為泄漏。結(jié)果生成一幅圖像,這是一幅疊加在可見光圖像上的彩色地圖,可準(zhǔn)確地顯示發(fā)生泄漏的位置,最終結(jié)果以靜態(tài)圖像或?qū)崟r(shí)視頻的形式顯示在屏幕上。它可以快速掃描較大的區(qū)域,與其它方法相比,這有助于明顯更快地找到泄漏位置,還能夠過濾強(qiáng)度和頻率范圍。
壓縮空氣浪費(fèi)量計(jì)算
控制壓縮空氣、氣體和真空系統(tǒng)泄漏的第一步是估計(jì)泄漏負(fù)載。有些泄漏(低于10%)是預(yù)期會(huì)出現(xiàn)的。任何超出此范圍的情況都被視為浪費(fèi)。第一步是確定當(dāng)前的泄漏負(fù)載,以便可以將其用作基準(zhǔn)來比較改進(jìn)效果。
評(píng)估泄漏負(fù)載的可靠方法基于控制系統(tǒng)。如果系統(tǒng)配有啟動(dòng)/停止控件,只用在無需使用系統(tǒng)的時(shí)段啟動(dòng)壓縮機(jī)——工作完畢或下班后。進(jìn)而獲取壓縮機(jī)循環(huán)的幾個(gè)讀數(shù),以確定加載系統(tǒng)達(dá)到卸載狀態(tài)的平均時(shí)間。在無設(shè)備運(yùn)行的情況下,系統(tǒng)卸載是由于泄漏引起的。
泄漏(%)=(T×100)÷(T+t),T=裝載時(shí)間(分鐘),t=卸載時(shí)間(分鐘)
要估計(jì)具有更復(fù)雜控制策略的系統(tǒng)中的泄漏負(fù)載,需要將壓力表置于容積的下游(V,以立方英尺為單位),包括所有輔助儲(chǔ)氣罐、主管和支管道。除了泄漏外,在無需使用系統(tǒng)的情況下,使系統(tǒng)達(dá)到正常工作壓力(P1,以psig為單位)。選擇第二個(gè)壓力(P2,約為P1值的一半)并測量系統(tǒng)壓力下降到P2所花的時(shí)間(T,以分鐘為單位)。
泄漏(自由空氣,單位為升/秒)=[(V×(P1–P2)÷(T×101325)]×1.25
1.25乘數(shù)可將泄漏校正至正常系統(tǒng)壓力,因而會(huì)考慮泄漏隨著系統(tǒng)壓力降低而減小的狀況。
有效修復(fù)和維修泄漏可使依賴空氣的企業(yè)顯著降低成本。空壓機(jī)用戶不僅能夠通過修復(fù)泄漏來節(jié)約能源使用,還可以提高生產(chǎn)水平和延長設(shè)備使用壽命。
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