Fine Tuning Oliefrie Luftkompressorer og Rensning på et Pharmaceutical Plant
Af Don van Ormer, Air Power USA
En farmaceutisk produktproducent bruger årligt ca. 137.443.443 kr. Elektricitet til at betjene de oliefri luftkompressorer i sit komprimerede luft system. Trykluftsystemet fungerer godt og giver det nødvendige rensningsniveau. Vores team besøgte anlægget og identificerede en gruppe projekter, der kunne reducere efterspørgslen efter trykluft og reducere energikosterne med 42,248 dollar - eller 31% af den nuværende brug.
Formålet med denne artikel er imidlertid at illustrere den gennemgang, vi gjorde af alt udstyrssiden. Dette omfatter oliefri luftkompressorer, tørretumblere, filtre, afløb, olie-vand-separatorer og åndedrætssystemer.
De oliefrie Rotary Screw Air Compressors
Den primære trykluftforsyning består af tre Kobelco, model KNW2-B / H, vandkølet, oliefri, to-trins roterende skruekompressorer med 2-trins (last / ingen belastning) kapacitetsregulering. Alle tre enheder er klassificeret til 215 hestekræfter ved fuld belastning. Deres beregnede fuldbelastede kW (ved 125 psig) er 188 kW.
Sekvensen for driften af de tre Kobelco-enheder er første led, anden lag (eller trim) og tredje standby. På tidspunktet for site review var driftssekvensen for kompressorerne # 8 (nyere Kobelco) i bly, # 7 i trim og # 6 i standby. Med den rette vedligeholdelse har alle tre oliefrie luftkompressorer fungeret pålideligt og opfyldt forventningerne.
Luft systemet opererer 8.760 timer om året. Lastprofilen eller luftbehovet i dette system er forholdsvis stabil under alle skift. Samlet systemstrøm varierer fra 1.210 acfm i mandag til torsdag produktion, 807 acfm i fredag til søndag produktion og 741 acfm i ferie ikke-produktionsperioder.
De nuværende enheder har kapacitetskontroller, der er i stand til at oversætte "mindre luft brugt" til en tilsvarende reduktion i elprisen. Disse kontroller vil fungere effektivt med den nuværende rør- og luftmottagers opbevaringssituation.
Systemvurderingen identificerede sæt af efterspørgselssideneffektivitetsprojekter, der kunne reducere efterspørgslen på luftkompressorerne. Dette betyder mindre energi, der bruges, og vil reducere driftsomkostningerne for trykluftsystemet. I tabellerne "Kompressorbrugsprofil" nedenfor kan du se, hvordan dette gør det muligt for anlægget at slukke for en luftkompressor og understøtte anlægsoperationer under alle tre skiftebelastningsprofiler med kun en luftkompressor.
Her er et hurtigt resumé af effektivitetsprojekterne på efterspørgselssiden, så vi kan slukke for en luftkompressor.
Reparer thirtynine (39) mærket trykluftlækage
Udskift åbne blæseprogrammer med konstruerede venturi-dyser designet til at reducere mængden af trykluft, der anvendes
Reparation af vakuumgeneratorstyringsventilens magnetventil på linie L04 instruktion inserter
Installer niveau aktiverede, elektriske eller pneumatiske aktiverede kondensatafløbsventiler på alle tre luftkompressorer ved intercooler og efterkøler kondensatfælder
Juster fugtindikatorprøveluft på begge Hankison varmeløs tørremiddel i område 35 på 2. og 4. etage
Reparer stor trykluftlækage i en støvopsamler
Tabel 1: Luftkompressor Brug profil - Nuværende system
Tabel 2: Luftkompressor Brug profil - foreslået system
Den komprimerede luft tørretumbler og filtre
Det nuværende trykluft tørringssystem består af flere tryklufttørrere placeret i forskellige bygninger på anlægget. Dette omfatter køletørrer og forskellige typer tørremiddeltørrere. Alle fungerede godt. En enhed var endnu ikke bestilt, og vi observerede indløbsrørene for små i diameter, hvilket vi tror vil føre til fremtidige problemer. De rette før og efter-filtre blev installeret, og vedligeholdelse ændrede dem for at opretholde lave trykfald og luftkvalitet.
Hovedluftkompressorrummet
Det primære luftkompressorrum har to ZKS 2000HSF cykelkøletørrere installeret, der er i stand til et trykdugpunkt på 35 ° F til 38 ° F. På tidspunktet for besøg på stedet var en tørretumbler i drift og i tilfredsstillende stand uden alarm eller advarsler på displayet. Den anden tørretumbler blev slukket og i manuel standby.
Bygning A
En Zander ZEHD150 eksternt opvarmet, opvarmet rensende regenerativ tørremiddel trykluft tørretumbler er installeret, der er i stand til et tryk dugpunkt på -40 ° F. Enheden fungerer godt.
Den opvarmede udluftningsluft er nødvendig til regenerering af off-line-tårnet, hvilket betyder, at tør trykluft fra tørretumblerens udløb passerer gennem et varmeelement monteret uden for de to tårne indeholdende tørremiddel, der opvarmer luften til 350 ° F Til 375 ° F, før du kommer ind i off-line tårnet. Den opvarmede rensluft bruges derefter til at fjerne fugtigheden fra tørremidlet. Den normale koblingscyklus for denne type tørretumbler er 4 timer tørring af komprimeret luft i onlinetårnet og 3 timer, 15 minutter opvarmet udluftningsluft med en 45 minutters afkølingstid. Under afkøling er varmeelementet slukket, men udluftningsluften eller sweep air passerer stadig gennem off-line tårnet under regenereringscyklussen. Afkølingsperioden er nødvendig for at forsøge at eliminere temperatur- og dugpunktspikes ved omskiftning, der normalt er forbundet med opvarmede rensemidler.
Bygning af en øverste etage
To Hankison HHS40 varmefri tørremiddel tørretumbler er installeret og i god stand. De er i stand til at tørre trykluften fra -40 ° F til -100 ° F trykdugpunkt afhængigt af den cyklusmulighed, kunden har valgt. I dette tilfælde er trykdugpunktet -40 ° F valgt. Cyclustiden mellem tørring og regenerering af off-line tårnet er kortere end de tidspunkter af de opvarmede renseapparater. Tilsvarende varmefri tørremiddel tørretumbler cyklus gange er typisk 4 minutter og 10 minutter mellem koblingstider og tryk dugpunkt valgt.
Under besøg på stedet synes Hankison HHS40 tørretumblerne placeret på de øverste etager at være i tilfredsstillende drift uden alarmsituationer, der er til stede eller vises på skærmen. Begge tørrere har fugtindikatorer monteret på enheder, der ændrer farve ved tilstedeværelsen af fugt i trykluften ved tørretumblerens udløb. Fugtindikatoren skal prøve den trykluft, der forlader tørretumbleren gennem en justerbar nåleventil, eller i dette tilfælde blev der anvendt en petcock. Petcocks var åbne for langt, kun en meget let blødning er nødvendig for fugtindikatoren at prøve luften. Mere end en let blødning er spild af luft. Vi anbefaler, at petcocks justeres i overensstemmelse hermed.
Bygning B Under Byggeri
HCO-bygningen har en dedikeret VanAir HI400 internt opvarmet rensning, regenererende tørremiddel-tryklufttørrer med et trykdugpunkt på -40 ° F. Varmeelementerne installeres inde i tårnene. På tidspunktet for site review var denne tørretumbler ikke i drift på grund af opførelsen af den nye bygning B, der endnu ikke er afsluttet. Vi observerede imidlertid rørproblemer, som vi mener vil skabe fremtidige komprimerede luftkvalitetsproblemer for denne tørretumbler.
Den nuværende rørledning til tørretumbleren er 1-1 / 2 "Type L kobber. Med 1-1 / 2 "Type L kobberrørledninger vil rørledningshastighederne overskride de anbefalede rørledningshastigheder på 20-30 fps. Dette vil føre til et trykfald, som kan være for stort, og med de høje trykluftshastigheder gennem tørretumbleren kan dette medføre dårlig dugpunktsydelse og fluidisering af tørremiddellejet. Fluidisering af tørremiddelsengen kan forårsage støvning - hvilket er når tørremidler gnider sammen og nedbrydes. Dette vil resultere i tørrebetjeningsluft og efterfiltrering, der for tidligt påvirker levetiden, og rensemufferne bliver tilsluttet med tørremiddelstøvet, som vil påvirke regenerering af afløbsfortrækssengen.
Figur 1: Opbygning af "B" Tørrørrør - Nuværende System
Figur 2: Opbygning af "B" Tørrørrør - Foreslået system
Røret fra hovedet til filtre og tørretumbler er 1-1 / 2 "Type L kobber med et tværsnitsareal på 0,0123. Nedenfor er beregningen, der viser på hastigheden af trykluften, der går til og fra tørretumbler og filtre:
400 scfm rated flow for tørretumbleren
0,0123 tværsnitsareal af type L, 1-1 / 2 "kobberrør
8.2 kompressionsforhold
60 sekunder
Formel: (400 scfm / 0,0123 / 8,2) / 60 = 66 fps (fod per sekund)
Ved 66 fps tryklufthastighed, der går til og fra tørre- og filterpakken, er der stor sandsynlighed for et signifikant trykfald, som kan føre til fluidisering af tørremiddellejet og tørremiddelstøvning.
Faldning af strømmen gennem tørretumbler til halvdelen af den nominelle SCFM kapacitet:
200 scfm (halv tørretabel kapacitet)
0,0123 tværsnitsareal Type L, 1-1 / 2 "kobberrør
8,2 kompressionsforhold [(14,5 + 105 systemtryk) (14,5)]
60 sekunder
Formel: (200 / 0,0123 / 8,2) / 60 sekunder = 33 fps
Selv ved halvdelen af den nominelle kapacitet er hastighederne, som tørretumbler og filtre vil se, 33 fps; Stadig højere end de anbefalede 20-30 fps rørledningshastigheder.
Ved at øge rørstørrelserne fra 1 ½ "til 3" forventer vi, at rørledningshastigheden falder fra 66 fps til 17 fps (fod per sekund) ved 100% af den nominelle strømning (400 scfm). Ved 50% af den nominelle strømning (200 scfm) forventer vi rørledningshastigheder at falde fra 33 fps til 9 fps.
Sammenfattende anbefalede vi at afsætte den nye Building B tørretumbler med 3 "Type L kobber for at eliminere potentialet for overdreven trykfald gennem tørretumbleren og filterpakken og eliminere den potentielle chance for fluidisering af tørremidlet, hvilket kan føre til tørremiddelstøvning og dårlige præstationer Af tørretumbleren.
Kondensatafløb og olie / vand separatorer
Kondensatafløbene på tørretumblerne og filtre er pneumatiske, niveauaktiverede type kondensatafløb og behøver ikke ændres. Luftkompressorkondensatafløbene renser imidlertid eller poper hvert 1. sekund og skal udskiftes. Vi anbefaler at udskifte kondensatafløbene på luftkompressorerne med niveauaktiverede afløb - elektronisk eller pneumatisk aktiveret type. Sørg for, at når kondensvandsløbet installeres ved mellemkøleren, at fugtfældningen også har en reguleringsventil installeret for at forhindre kondensat i at blive trukket ind i intercooleren. Når luftkompressoren aflastes, trækker intercooleren et negativt tryk i denne periode.
Vi vurderer afløbene på luftkompressorerne at bruge 3 cfm (pr. År). Udskiftning af de seks afløb vil spare 18 cfm svarende til $ 2.219 i årlige besparelser. Vi estimerer omkostningerne til at erhverve og installere nye afløb for at være $ 4.800.
Vi anbefaler altid kondensatniveauaktiverede elektroniske og pneumatiske afløb. Afløb kommer i en række sorter, herunder dem der modtager signalet til at åbne fra et kondensat højt niveau og signalet lukker fra et kondensat lavt niveau. Disse afløb spilder ikke komprimeret luft og er det bedste valg ud fra et strømudgiftssynspunkt. Deres pålidelighed er normalt mange gange større end det niveau, der drives mekaniske afløb.
Plantepersonalet udtalte at kondensatet går til et centralt vandbehandlingsanlæg i overensstemmelse med lokale bestemmelser. Hvis dette er sandt, og hvis kondensatet opfylder kravene til det lokale vandrensningsanlæg, er der ikke noget problem. Brugen af oliefri luftkompressorer minimerer også sandsynligheden for olieagtigt kondensat (medmindre der er omgivende kulbrinter, der indtages af luftkompressorerne). Det føderale EPA-minimum er 10 ppm, men lokale spildevandsanlæg kan have lavere ppm krav for at opnå overholdelse af miljøet og undgå miljømæssige sanktioner. Kompressionsluftkondensatbehandlingsprocessen på alle anlæg skal revideres for at sikre miljøoverensstemmelse.
Luft egnet til vejrtrækning
Et vigtigt spørgsmål at bemærke er, at Deltech Del-Monox vejrtrækningssystem skal have både katalysatorpatronen og de endelige filtre udskiftet. Både katalysatorpatronen og filtre er forbi det anbefalede serviceinterval. CO2-monitoren monteret i nærheden af Del-Monox-åndedrætssystemet viser 0,0 ppm CO og er blevet omkalibreret.
Trykluft, der kommer direkte fra luftkompressorer og fra standard tryklufttørrere, overholder ikke OSHA-luftvejstandarder som de seneste versioner af OSHA 1910.134 - eller med de relevante canadiske CSA-standarder. Man bør også rådføre sig med lokale myndigheder om eventuelle lokale bestemmelser.
Åndedrætssystemer, som Del-Monox rensningssystemer, er designet til at fjerne for høj fugt, faste partikler (støv / snavs), olie og olie damp, carbonmonoxid og kulbrinte dampe, der almindeligvis findes i almindelig trykluft.
Konklusion
Hovedparten af vores arbejde, på dette farmaceutiske anlæg, drejede sig om komprimerede luftanvendelsesreduktionsprojekter. Komprimeret luft renhed, hvis over-looked, kan forårsage business-påvirker produkt-afviser, produktion down-time og endda forpligtelser. Det er derfor ekstremt vigtigt at regelmæssigt inspicere og undersøge alle aspekter af et komprimeret luftrensningssystem, fra det mindste kondensatdræn til livreddende åndedrætssystemer!
----- http: //www.hqcompressor.com
