Planta canadiense de vidrio optimiza el autoclave de aire comprimido

 

Planta canadiense de vidrio optimiza el autoclave de aire comprimido

Por Alan Brossault

El sistema de aire comprimido actual funciona como dos sistemas. El sistema de autoclave utiliza 190 psi que consta de dos compresores de aire de velocidad fija de 150 HP que se utilizan para presurizar el gran recipiente de autoclave durante el proceso de laminación. El lado de la planta que opera a 110 psi para suministrar varios procesos de fabricación y elevación que utiliza un compresor de velocidad variable de 150 hp. Un PRV está conectado entre los dos sistemas que permite suministrar aire de mayor presión al sistema de la planta a través del PRV a 110 psi en caso de que el compresor de la planta necesite reparaciones, etc. En teoría, esto funciona bien hasta que los índices de autoclave que crea una enorme extracción de aire que drena el sistema cerca de la marca 75-80 PSI antes de recuperarse. Esto a su vez apaga el equipo de producción debido a que el requisito mínimo es de 95 psi para los procesos de la planta. La planta de fabricación de Trulite Glass and Aluminum Solutions en Ontario (Canadá) fabrica productos de vidrio comercial de alta gama en su planta de producción de alta tecnología. La instalación utiliza una gran cantidad de electricidad para fabricar vidrio laminado en el proceso de autoclave. Este proceso es el mayor consumidor de aire comprimido en la instalación, lo que convirtió al aire comprimido en un objetivo importante para reducir los costos de energía de la instalación. Como el volumen de aire comprimido en el autoclave es significativo, el sistema se presuriza constantemente con grandes compresores de aire de 150 HP para reducir los tiempos de producción y los tiempos de llenado del autoclave.

Debido al aumento de los costos de energía y problemas problemáticos de aire comprimido, se realizó un estudio de aire comprimido del sistema identificando algunas deficiencias importantes tanto en el lado del autoclave, el sistema de alta presión de 190 psi [HP] y el sistema de sistema de baja presión de 110 psi de la [LP] planta. Los problemas más obvios con el sistema fueron:

• Falta de almacenamiento que causa grandes oscilaciones de presión.
• No hay control de los compresores causando ralentí excesivo.
• Compresor VSD de planta de gran tamaño en el lado de presión inferior del sistema.

Sistemas de Aire Comprimido de Baja y Alta Presión

El sistema de baja presión no tenía instalado almacenamiento para amortiguar el compresor de velocidad variable de gran tamaño que cuando se combina con la carga es menor que la salida mínima del compresor causó grandes oscilaciones de presión. El compresor funcionaba virtualmente de forma carga/sin carga comenzando y deteniéndose constantemente para tratar de mantener una presión constante.

El sistema de alta presión tenía un receptor de aire que se colocó junto al autoclave para tratar de amortiguar las oscilaciones de presión causadas por el llenado del recipiente durante el proceso de laminación. El tamaño del receptor no era suficiente para evitar que la presión se descomponga más allá de las necesidades de los clientes durante el llenado inicial que causó problemas de calidad y alarmas.

Secundarios a los problemas del proceso hp causados por la falta de almacenamiento, los compresores funcionaban de manera ineficiente, ya que siempre estaban funcionando descargados para estar listos para producir aire y mantener la presión. Los tiempos de inactividad se habían establecido en long y los puntos de consigna de carga/descarga se habían establecido tan cerca que nunca podían detenerse y entrar en reinicio automático. El proveedor de servicios nos explicó que estos ajustes estaban en su lugar para tratar de mantener la presión durante varios eventos de purga y proceso en el autoclave, teniendo las unidades apagadas y reiniciando para proporcionar el requisito de aire tomó mucho tiempo para hacerlo.

 

Sistema de autoclave típico CFM tendencia más de 24 horas mostrando grandes brechas entre los requisitos del ciclo.

 

Gráfico de presión para el ciclo de autoclave que muestra la decaimiento de la presión debido a la gran extracción de aire.

Compresor de aire VSD de lado de la planta

Independientemente de la trayectoria que elegimos para este sistema, el compresor VSD de 150cv que estaba subiendo y bajando para suministrar aire al sistema de la planta tenía que ir. La carga de la planta estaba muy por debajo del mínimo para esta salida de compresores que estaba causando problemas de accionamiento debido a la rampa, así como el consumo de mucha más energía de la necesaria. Nuestro análisis a través del sistema de auditoría Airleader nos proporcionó la información que necesitábamos para elegir un tamaño correcto de la máquina. Un VSD de 60cv fue elegido para la demanda de la planta que permitiría cierto crecimiento mientras proporcionaba la cantidad correcta de aire en la mejor curva de potencia del VSD.

 

Los gráficos de potencia específicos de las hojas de datos de CAGI son muy útiles.

Almacenamiento de aire comprimido

 

El sistema lateral de la planta [LP] se dio almacenamiento para permitir 5 galones / cfm de aire requerido y proporcionar un sistema suave para el VSD para recortar. En el lado del autoclave del [HP] sistema recomendamos triplicar el almacenamiento de 2560 a 7680 USG. Esto dio tiempo a que los compresores respondieran cuando el autoclave comenzó su gran requisito de llenado. En segundo lugar, el nuevo almacenamiento ahora permite que el sistema HP respalde el sistema de la planta de LP sin problemas de presión que se realiza a través de un regulador controlado desde el controlador maestro Airleader que regula el aire hacia el lado de la planta si el compresor de la planta falla y la presión de la planta llega a 95PSI. Esto también proporcionó ahorros al cliente al no tener que traer alquileres para un problema de compresor en la planta, así como eliminar el costo de la compra de una unidad de respaldo. Con el sistema anterior, el almacenamiento no era suficiente en el sistema HP, lo que provocaba que la presión decaye a 75-80 psi antes de comenzar a recuperarse durante un ciclo de autoclave. Ahora que el sistema tiene más almacenamiento, la presión nunca decae por debajo de 100 psi, lo que permite que este aire se regule al lado de la planta a 95psi eliminando la necesidad de la compra de un compresor de respaldo.

Sistema antiguo

Nuevo sistema

Sistema de Autoclave

El sistema de autoclave tenía muchas variables, incluyendo el sobretensión inicial para llenar el recipiente de autoclave grande, algo de aire de purga adicional, así como diversos requisitos de varianza en el producto. Diferentes productos tenían requisitos de presión y flujo muy diferentes para el aire comprimido. Conociendo esta información que conocíamos de inmediato se requería un controlador maestro si queríamos detener los compresores y elegir los compresores adecuados para completar el proceso.

Después de analizar las varianzas en los requisitos del producto a través del software Airleader, junto con la información proporcionada por la planta, decidimos un VFD de 60cv para recortar las purgas de ciclo y trabajar dentro de los requisitos de cada receta del producto. Los dos compresores existentes de 150cv se utilizarían simplemente para la sobretensión inicial y una unidad para un producto en particular que requiere un relleno secundario. Aunque un recorte VFD de 60cv contra una velocidad fija de 150cv normalmente pondría el sistema en una gran «brecha de control», este proceso es único en el que un pequeño VFD cubre el proceso completo correctamente para fugas y purgas cortas que requieren pequeñas cantidades de aire. Un gran VFD estaría por debajo de su mínimo al igual que el antiguo sistema de planta VFD. El cliente adquirió los compresores y tanques junto con un controlador maestro Airleader que luego se implementó.

Una vez completada la instalación, Compressor Management Inc. se hizo cargo de la puesta en marcha y configuración del sistema para funcionar según lo simulado por el software Airleader. El nuevo sistema ya no ejecuta el 150cv en reposo constante para recortar la purga en el autoclave y se han eliminado los problemas de presión. De hecho, más del 90% del tiempo las dos unidades de 150cv ahora se detienen y se apagan a la espera de que el controlador maestro del líder aéreo dé un comando de inicio cuando se requieren beneficios de ahorro de mantenimiento secundario. El cliente ahora observa su sistema desde su escritorio a través del servidor web Airleader y pide ayuda mucho antes de que un problema de compresor interrumpa una avería o producción.

 

Resumen del sistema

Ahora que los revisores técnicos han completado el análisis posterior, el cliente ha recibido el cheque de incentivos CND de $147,428 para el proyecto del proveedor de servicios públicos local. El sistema ahora funciona sin problemas con la visualización en línea de todo el sistema, lo que garantiza fiabilidad y tranquilidad, al tiempo que proporciona una reducción total de la energía del 83%, lo que redujo los kWh en 2,3 millones anuales.

KWH anual Caso base antes del proyecto 2.824.522 kWh Nuevos costes energéticos tras proyecto 481.122 kWh Ahorro anual total para el cliente 2.343.400. Kwh

 

Para obtener más información, póngase en contacto con Alan Brossault por correo electrónico: abrossault@compressormanagement.com. Para obtener más información sobre los controladores maestros de Airleader, visite www.airleader.us.

 

 

 

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