- Évaluer l’efficacité énergétique de l’équipement pneumatique en utilisant à la fois les m³(ANR) par 1,000 cycles et les kWh alloués par 1,000 cycles; la puissance du compresseur seule est insuffisante.
- Sélectionnez le réglage de pression testé le plus bas qui répond aux exigences de charge, de réponse et de temps de cycle. Augmenter la pression au-delà de ce réglage augmente les fuites et l’utilisation d’air sans démontrer de meilleures performances.
- Mesurez la fuite par l’état de fonctionnement, 0.02 MPa plage de pression et combinaison stable de valve-position, puis convertissez tous les volumes d’air à la même atmosphère de référence.
- Évaluez le coût annuel, le retour sur investissement et le coût total de possession sur cinq ans seulement après que les fonctions de sécurité, le temps de cycle et la qualité répondent aux critères spécifiés.
00 Résumé analytique
Les manipulateurs industriels pneumatiques utilisent de l’air comprimé pour l’équilibrage de la charge, le levage, le serrage, la rotation, la libération du frein et la génération de vide. La consommation d’air par appareil, les fuites lors des arrêts de production, les pertes de pression par section et le retour sur investissement doivent être calculés à partir des données mesurées. La puissance et la pression d’entrée indiquées sur la plaque signalétique du compresseur ne peuvent remplacer ces résultats. ISO 11011:2013 divise le système en sous-systèmes d’approvisionnement, de transport et de demande et appelle à une évaluation par la collecte de données, l’analyse et un rapport écrit [ 1 ]. Par conséquent, cette méthode aligne les compteurs d’électricité, le débit total, le débit de branchement, la pression dynamique et les comptes de production sur une base temporelle commune.
Le volume d’air libre utilise l’atmosphère de référence de la norme ISO 8778:2003: 20 ℃, 100 kPa de pression absolue et 65%d’humidité relative, exprimée en m³(ANR)[8]. Les données des compteurs utilisant d’autres conditions de référence doivent être converties avant l’agrégation.
La puissance spécifique moyenne concurrente côté offre SP_sys Il est utilisé pour répartir la consommation d’électricité. Les économies d’électricité réelles et les avantages financiers utilisent uniquement un modèle marginal de puissance-flux avec des plages de charge correspondants, ou des valeurs mesurées avant et après normalisées pour l’ensemble de la station de compression. Du côté de la demande, l’intégration du flux sépare l’air de production des fuites; du côté de la transmission, les formes d’onde de pression synchronisées sont évaluées échantillon par échantillon pour l’action de débit de pointe et l’action avec la pression d’entrée la plus faible. L’ISO 1217:2009 définit l’applicabilité des données de débit et d’acceptation de puissance du compresseur [4], tandis que la série ISO 6358 couvre les caractéristiques de débit à l’état stationnaire et les calculs de débit-capacité du système dans son champ d’application [5][6][7]. Ni l’un ni l’autre ne remplace les mesures simultanées du site.
Principales conclusions
- Les calculs de la consommation d’énergie doivent utiliser le volume d’air libre à un état de référence commun. Si la pression manométrique, la pression absolue, le volume en conditions réelles et le m³(ANR) sont mélangés, le rapport échoue à la porte de qualité des données.
- Classer par la limite supérieure prudente
R_leak,Ude la part annuelle de fuite-volume de la branche: ≤ 5% est la catégorie A; > 5% et ≤ 10% est la catégorie B; les deux réussissent; > 10%. Les pourcentages de fuites aux États-Unis Les renseignements du ministère de l’Énergie utilisent la capacité du compresseur ou l’alimentation en air du système comme limite comptable [ 9 ], qui diffère du dénominateur du volume annuel de branche pour une machine dans ce rapport. Les deux pourcentages ne sont pas convertis directement. Ce rapport corrige 10% comme limite supérieure de projet-release. - Le critère de pression est satisfait uniquement lorsque la limite supérieure conservatrice de la perte de pression totale de la décharge du compresseur-ensemble à l’entrée de l’actionneur critique n’est pas supérieure à 10% et que la limite inférieure conservatrice de la pression d’entrée dynamique minimale satisfait au minimum de conception. Si l’une ou l’autre condition n’est pas remplie, le critère de pression n’est pas satisfait [ 9 ].
- Pour une machine, utilisez les m³(ANR) par 1,000 cycles et les kWh alloués par 1,000 cycles comme mesures d’efficacité énergétique, et déclarez séparément l’utilisation de l’air de production, l’utilisation de l’air fuyant et l’utilisation de l’air au ralenti pour maintenir la pression. La consommation d’électricité allouée n’est pas une preuve des économies d’électricité réelles.
- La libération globale utilise une règle de rejet d’un sur six couvrant les données, les fuites, la pression, l’efficacité énergétique, l’économie et la sécurité fonctionnelle. Les critères de fuite, de pression, d’efficacité énergétique et économique sont évalués à des limites d’incertitude étendues dans la direction défavorable. Le projet est validé uniquement lorsque les six critères sont remplis.
01Portée, limites du système et terminologie
L’évaluation couvre le manipulateur, l’outillage final, les générateurs de vide, le stockage local d’air, les assemblages filtre-régulateur, les tuyaux et la branche d’équipement. La frontière de mesure est divisée en offre, transmission et demande. La fourniture comprend l’électricité pour les compresseurs, le refroidissement, le séchage, la filtration et les auxiliaires. La transmission comprend les réseaux principaux, les réseaux en anneau, les branches et les connexions terminales. La demande s’étend de la vanne d’isolement de branche d’équipement aux actionneurs, aux générateurs de vide et aux sorties de soufflage de processus. ISO 4414:2010 et GB/T 7932-2017 spécifie les règles générales et les exigences de sécurité pour les systèmes pneumatiques et les composants dans les machines [ 2 ][ 3 ]. Aucune amélioration de l’efficacité ne doit affaiblir la protection contre la perte de pression, la décharge d’énergie résiduelle, l’isolation, la limitation de pression, la rétention de l’adhérence ou la prévention du dégagement involontaire.
| Symbole | Définition | Unités et règles |
|---|---|---|
| V_ANR | Volume d’air libre à l’atmosphère de référence standard ISO 8778 | m³(ANR) |
| q_ANR | Débit volumétrique instantané à l’atmosphère de référence standard | m³/min (ANR) |
| E_sys | Entrée électrique dans le sous-système d’alimentation pendant la même période de mesure, y compris les auxiliaires dans le cadre de l’évaluation | kWh |
| SP_sys | Puissance spécifique moyenne du système, E_sys/V_supply; utilisée uniquement pour les mesures d’allocation | kWh/m³ (ANR) |
| SP_marg,b | Puissance spécifique marginale de la station entière dans le plage de charge b | kWh/m³ (ANR) |
| V_prod | Volume d’air libre requis pour des cycles de production conformes | m³(ANR) |
| V_leak | Volume d’air libre perdu par fuite non fonctionnelle | m³(ANR) |
| V_total | Volume total des branches de l’équipement dans tous les états pressurisés; synonyme de V_device | m³(ANR) |
| I_prod | Intensité d’utilisation de l’air de production, 1000 V_prod / N_cycle | m³(ANR) par 1,000 cycles |
| I_leak | Intensité d’utilisation de l’air de fuite, 1000 V_leak / N_cycle | m³(ANR) par 1,000 cycles |
| I_air | Intensité totale d’utilisation de l’air, 1000 V_total / N_cycle | m³(ANR) par 1,000 cycles |
| I_e,alloc | Intensité d’électricité allouée, 1000 E_device,alloc/N_cycle | kWh par 1,000 cycles |
| R_leak | Volume de fuite en pourcentage de l’air total fourni à la branche d’équipement | % |
| R_leak,U | Limite supérieure de la part de fuites, y compris l’incertitude élargie dans la direction défavorable | % |
| R_Δp,total,U | Limite supérieure de la perte de charge totale de P0 à P3, y compris l’incertitude étendue dans la direction défavorable | % |
Un « cycle » est défini à partir de l’autorisation de ramassage de la pièce jusqu'à la libération complète et le retour à l’état de départ pour le ramassage suivant. Comptez séparément les cycles de réusinage, d’arrêt et de mise en service; ne les incluez pas dans les cycles de production conformes. Chaque fois que la branche de l’équipement reste sous pression pendant la production, les changements, les pauses ou les périodes hors quart, inclure tout ce temps dans les heures sous pression.
Les états de fonctionnement sont mutuellement exclusifs, chaque échantillon étant assigné à un seul code: P production acceptée, R retravail, S mise en service ou cycle vide, C changement, I ralenti et pressurisé, F défaillance et pressurisé, et D dépressurisé. Si les codes d’état du contrôleur ne sont pas disponibles, reconstruisez l’état en utilisant les quatre sources suivantes : signaux d’autorisation de cycle, alarmes d’équipement, rétroaction de vanne d’isolement de branche et enregistrements de changement. Si une source est manquante, le rapport résolue par l’état échoue le critère de données.
P est l’utilisation de l’air de production; R/S/C/I/F sont déclarés séparément. Le débit non nul dans l’état D est traité comme une anomalie de fuite interne de décalage zéro ou de soupape d’isolement. Cette classification distingue l’air de production, la consommation improductive et l’air utilisé pour le maintien de la pression en toute sécurité. Les fuites hors quart de travail ne doivent pas être incluses dans l’efficacité des actions individuelles.
02Architecture de mesure et critères de qualité des données
Placez les compteurs le long du flux d’énergie: le compteur d’électricité principal enregistre l’entrée d’énergie du système d’alimentation, le compteur de débit total enregistre les m³ (ANR) entrant dans le système de distribution, le compteur de branche d’équipement enregistre l’utilisation totale de l’air manipulateur, et le contrôleur enregistre les cycles, les modèles, les états et les alarmes. Les quatre canaux de pression synchronisés sont fixés comme suit: P0 en aval de la soupape anti-retour de décharge du compresseur et en amont du premier composant de traitement de l’air; P1 à l’entrée principale en aval de tous les équipements de traitement de l’air;P2 à l’extrémité principale et en amont de la soupape d’isolement de branche d’équipement; et P3 à l’entrée de l’actionneur critique. Si plusieurs composants ont des exigences de pression critiques, déplacez P3 et testez chacun indépendamment; chaque emplacement doit passer. La consommation totale d’électricité et le débit total d’air libre pour les compresseurs parallèles doivent être additionnés sur la même fenêtre de temps.
| Élément de données | Exigences minimales d’acquisition | Critères d’acceptation des données |
|---|---|---|
| Approvisionnement en électricité et débit total | 7 jours de production consécutifs couvrant tous les quarts de travail et tous les modèles de produits mis sur le marché, échantillonnés à des intervalles ne dépassant pas 1 s | Couverture des données valides au moins 95% |
| Branch Flow | Couvre la production, les changements, les pauses et les périodes sous pression hors quart de travail | Enregistrements complets de l’état de référence et de la direction de l’écoulement de l’instrument |
| Pression dynamique | 30 exécutions consécutives de chacune des actions de débit maximal et de pression d’entrée la plus basse; quatre canaux de pression échantillonnés à au moins 1 kHz | Acquisition de données et horloge communes; inclinaison du canal n’excédant pas 1 échantillon ; capteur/conditionneur/acquisition de données combinés - 3 dB bande passante au moins 200 Hz ; toutes les formes d’onde 30 complètes. Si les deux sélections identifient la même action, testez un ensemble. |
| Débit de fuite | Enregistrer chaque combinaison d’état de fonctionnement, de réservoir de pression et de position de valve stable pendant 30 minutes sans production, mouvement ou utilisation intentionnelle d’air; intervalle d’échantillonnage ne dépassant pas 1 s | Couverture valide au moins 95% par combinaison; pression dans ± 0.01 MPa du centre de bac |
| Examen de la pression de fuite | Après que toutes les conditions préalables de la section 05.2 soient remplies, enregistrer la pression et la température absolue de l’air | Différence entre les deux résultats ne dépassant pas 10% ; ne pas utiliser la méthode si l’une des conditions préalables échoue |
| Cycle et comptes de produit | Contrôleur ou compteur indépendant avec horodatages synchronisés au flux | Différence de comptage non supérieure à 1% |
| Statut de l’instrument | Enregistrement de l’ID de l’instrument, de la plage, de la précision et de la validité de l’étalonnage | L’étalonnage expiré échoue au critère de données |
Cette méthode limite l’incertitude relative étendue à 5% pour le débit de branche, 2% pour l’énergie électrique, et 2% pour la pression. Le budget doit inclure l’étalonnage, la répétabilité, la conversion de l’état de référence, le timing, la classification de l’état et l’extrapolation annuelle; la précision de la plaque d’identification de l’instrument est insuffisante. Si une limite est dépassée, la comparaison de l’efficacité énergétique ne peut pas passer à l’évaluation économique. Utilisez les mêmes poids de mélange de produits, la même définition de cycle conforme et les mêmes heures annuelles sous pression avant et après la rénovation. Si le mélange de produits change, normalisez les deux périodes en utilisant les poids gelés plutôt que de comparer leurs totaux non ajustés.
Avant l’évaluation, geler les poids des produits w_j en utilisant le plan de production annuel officiellement approuvé de l’entreprise. Si aucun plan annuel n’existe, utiliser les parts des cycles conformes pour chaque modèle pendant 7 jours de référence consécutifs. Chaque modèle pondéré doit effectuer au moins 30 cycles de conformité pendant la période de référence et après le réaménagement; dans le cas contraire, le critère relatif aux données n’est pas rempli. Calculer l’intensité d’utilisation normalisée de l’air au moyen de l’équation suivante, avec les mêmes w_j avant et après et Σw_j=1 :
I_air,norm = Σ[j=1..m] w_j · I_air,jL’erreur d’horloge entre l’écoulement de branche et l’état de cycle sera ≤ 100 ms, et l’erreur d’horloge parmi l’énergie électrique et l’écoulement total d’alimentation sera ≤ 1 s. Les quatre canaux de pression utilisent le même DAQ avec une limite supérieure de 1 d’échantillon de l’oscillation de canal. Ne pas interpoler les échantillons manquants. Le critère de données échoue immédiatement si le taux total manquant dépasse 5%, un segment manquant couvre une action de pointe, ou un échantillon est manquant lors d’un essai d’étanchéité. Déclarer l’incertitude étendue de l’instrument avec le facteur de couverture k=2. Les incertitudes types de l’utilisation annuelle de l’air pendant les deux périodes sont u_base=U_base/2 et u_after=U_after/2, avec un coefficient de corrélation ρ :
U_ΔV = 2·sqrt[u_base^2 + u_after^2 - 2ρ·u_base·u_after]
ΔV_L = (V_base - V_after) - U_ΔVU_base et U_after sont les incertitudes absolues étendues de l’utilisation annuelle de l’air dans les deux périodes. Utiliser le ρ enregistré uniquement lorsque la preuve écrite établit l’indépendance de la chaîne d’étalonnage, des instruments, de l’échantillonnage et des erreurs de conversion. Si des données manquent, utiliser la limite supérieure conservatrice fixe U_ΔV=U_base+U_after. Les économies d’air ne sont établies que lorsque ΔV_L>0 ; l’égalité à zéro échoue également. Toutes les portes rigides dérivées utilisent les limites de direction défavorable suivantes:
η_air,L = [1 - (I_air,after + U_I,after)/(I_air,base - U_I,base)]·100%
V_leak,U = Σ(s,b,k) (q_leak,s,b,k + U_q,s,b,k)·60·(H_s,b,k + U_H,s,b,k)
R_leak,U = V_leak,U/(V_device,year - U_V,device)·100%Un dénominateur non positif échoue au critère de données. L’efficacité énergétique exige à la fois η_air,L≥5% et ΔV_L>0 ; la fuite exige R_leak,U≤10%. Les équations liées à la pression et à l’incertitude économique apparaissent dans les chapitres 06 et 08 respectivement.
03 Paramètres de référence et d’efficacité énergétique de l’air comprimé
Utiliser la puissance spécifique moyenne du système mesurée simultanément uniquement pour calculer la mesure de la consommation d’énergie allouée:
SP_sys = E_sys / V_supply
E_device,alloc = SP_sys · V_total
I_air = 1000 · V_total / N_cycle
I_e,alloc = 1000 · E_device,alloc / N_cycleE_sys doit inclure l’électricité consommée par les moteurs principaux, les ventilateurs de refroidissement, les séchoirs, les drains et les auxiliaires de commande dans la limite d’évaluation. V_supply est le m³(ANR) livré au réseau au cours de la même période. La puissance de plaque signalétique seule omet la charge partielle, l’opération déchargée et les pertes auxiliaires. ISO 1217:2009 Les données d’acceptation de débit et de puissance pour les compresseurs volumétriques peuvent être utilisées pour vérifier le point de fonctionnement nominal, mais ne peuvent remplacer la puissance spécifique annuelle spécifique au site [ 4 ]. Les E_device,alloc et I_e,alloc qui en résultent sont destinés à l’allocation des coûts seulement et ne représentent pas les économies d’électricité réelles de la station de compression.
Les économies d’électricité réelles utilisent un modèle marginal de puissance par rapport au débit dans le même plage de charge. Mettre 1 min moyennes synchronisées du débit total de la station et de la puissance active totale dans le bac de charge b. Chaque cuve utilisée doit contenir au moins 30 échantillons complets à la base et après l’adaptation; sa plage de débit échantillonné doit couvrir les débits avant et après l’adaptations dans cette cuve; et la séquence de démarrage/arrêt du compresseur, le mode de commande, le réglage de la pression d’alimentation et la combinaison de fonctionnement du traitement de l’air doivent être les mêmes. Dans chaque compartiment, ajuster la puissance active mesurée par rapport au débit d’air libre par les moindres carrés comme suit: P_b=α_b+m_bq_b et définir SP_marg,b=m_b/60. Parce que m_b est en kW/[m³/min(ANR)], SP_marg,b est en kWh/m³(ANR). Incertitude étendue U_SP,b comprend les contributions de la pente de régression, du compteur d’électricité et du débitmètre total:
ΔE_actual = Σ(b) ΔV_b · SP_marg,b
ΔV_b,L = max(ΔV_b - U_ΔV,b, 0)
SP_marg,b,L = max(SP_marg,b - U_SP,b, 0)
ΔE_actual,L = Σ(b) ΔV_b,L · SP_marg,b,LLe modèle de chargement est invalide si un bac de chargement ne contient pas suffisamment d’échantillons, si le débit après mise à niveau se situe en dehors de la plage mesurée, si la séquence de compresseurs ou le mode de commande change, m_b≤0 ou U_SP,b/SP_marg,b>10%. Alternativement, normaliser les mesures de l’ensemble de la station par couche de conditions de fonctionnement g, définie par le mélange de produits, la séquence du compresseur, le mode de commande, la température d’entrée du compresseur dans les bandes 5 ℃ et le réglage de la pression d’alimentation dans les bandes 0.02 MPa. Chaque couche nécessite au moins 30 échantillons complets 1 de puissance active minimale avant et après l’adaptation et les mêmes heures annuelles approuvées H_g :
E_sys,norm,x = Σ(g) mean[P_x,g]·H_g, x∈{base,after}
ΔE_full,L = E_sys,norm,base - E_sys,norm,after - U_ΔE,fullUtilisez ΔE_full,L à la place de ΔE_actual,L pour les calculs économiques. Si ni le modèle marginal encadré ni les mesures normalisées de l’ensemble de la station ne satisfont aux exigences de données de cette section, le critère économique échoue.
Noter ensemble l’intensité de l’air de production I_prod, l’intensité de fuite I_leak, l &apos, intensité totale de l’air I_air et l’intensité d’électricité allouée I_e,alloc. Une réduction de l’utilisation totale d’air accompagnée seulement d’un nombre moindre de cycles ne démontre pas une efficacité accrue. Comparer l’intensité totale de l’air avant et après la rénovation, en utilisant le taux de réduction défini ci-dessous:
η_air = (I_air,base - I_air,after) / I_air,base · 100%Le critère d’efficacité énergétique exige l’estimation ponctuelle η_air≥5%, la limite inférieure conservatrice η_air,L≥5%, et, en utilisant le facteur de couverture k=2, une limite inférieure d’économie d’air ΔV_L>0. L’échec d’une condition signifie que le critère échoue. Indiquer la différence brute, l’incertitude élargie et la limite inférieure prudente ainsi que le pourcentage.
04 Consommation d’air efficace du manipulateur industriel pneumatique
L’intégration directe par le débitmètre de branche d’équipement produit le résultat mesuré officiel:
V_total = V_device = ∫[H_pressurized] q_ANR(t) dt
V_leak = Σ(s,b,k) q_leak,s,b,k · 60 · H_s,b,k
V_prod = ∫[P] max[q_ANR(t)-q_leak,P,b(t),k(t), 0] dt
V_s = ∫[s] max[q_ANR(t)-q_leak,s,b(t),k(t), 0] dt, s∈{R,S,C,I,F}
V_total = V_prod + V_R + V_S + V_C + V_I + V_F + V_leakLa variable d’intégration dt est en min. b(t) est le réservoir de pression d’entrée de l’équipement au moment t, avec une largeur de réservoir fixe de 0.02 MPa ; k(t) est la combinaison de position de la vanne à l’état stationnaire mappée à partir des sorties de l’automate programmable. q_leak,s,b,k est la ligne de base de fuite mesurée dans la section 05.1 pour la même combinaison d’état, de réservoir sous pression et de position de soupape. Chaque combinaison s-b-k observée nécessite une ligne de base ; si une ligne de base est manquante, le rapport de composant échoue. V_total est l’intégrale totale branche-débitmètre. V_prod et V_R/V_S/V_C/V_I/V_F sont des composants fonctionnels après avoir soustrait la ligne de base de fuite concomitante. Dans la fenêtre d’évaluation 7 -jour, l’erreur totale de fermeture |V_total-(V_prod+V_R+V_S+V_C+V_I+V_F+V_leak)|/V_total doit être ≤ 2% ; si elle dépasse 2%, le rapport de composant échoue. Si q_ANR<q_leak,s,b,k à n’importe quel échantillon, ne tronquez pas le résultat pour forcer la fermeture. Testez d’abord à nouveau la ligne de base de fuite pour cette combinaison; si la condition persiste, le critère de données échoue. Retravail R et cycles de mise en service ou sans charge S entrent dans l’utilisation totale mais non conforme de l’air de production.
La quantité théorique d’air libre pour un vérin à double effet est utilisée uniquement pour vérifier l’ordre de grandeur du débit mesuré. Soit A_b la zone d’alésage, A_r la zone de tige de piston, et L la course. Avec des pressions d’alimentation absolues p_1,abs et p_2,abs pour l’extension et la rétraction respectivement, et des températures d’alimentation T_1 et T_2, la quantité théorique pour un cycle alternatif complet est la suivante:
V_ANR,theory = A_b·L·(p_1,abs/p_ANR)·(T_ANR/T_1)
+ (A_b-A_r)·L·(p_2,abs/p_ANR)·(T_ANR/T_2)Ici, p_abs = p_gauge + p_atm. Lors de la vérification des volumes théoriques, inclure séparément les volumes morts, les tuyaux de remplissage et d’évacuation, les amortisseurs, les pilotes de collecteur de soupapes, les freins, les outils et les générateurs de vide. Les circuits d’équilibrage pneumatiques ne remplissent pas nécessairement et n’épuisent pas leur plein volume à chaque cycle, de sorte que les calculs formels doivent utiliser le débit intégré. Intégrez la consommation du générateur de vide sur le temps réel. Le soufflage continu, l’échappement laissé ouvert par erreur et le maintien de l’aspiration pendant le temps de ralenti appartiennent tous à V_I et ne doivent pas être comptés comme un travail productif.
Regroupez les données d’équipement de modèle mixte par état de fonctionnement et modèle de produit. La fenêtre d’intégration de chaque cycle commence au bord ascendant de l’autorisation de ramassage et se termine au bord ascendant confirmant l’état de départ pour le cycle suivant. Attribuer le temps pressurisé sans signal de confirmation de cycle à I plutôt qu’aux cycles adjacents. Utiliser le débit moyen dans l’état D sur 60 secondes consécutives comme le contrôle zéro quotidien. Si sa valeur absolue dépasse 0.5% du compteur à pleine échelle, les données de débit de branche de ce jour échouent. Conserver la séquence originale 1 s, les résultats par cycle et les totaux quotidiens; les différences de volume cumulé entre ces niveaux ne doivent pas dépasser 0.5%.
ISO 6358-1:2013 avec ses modifications 2020 et 2026, et ISO 6358-2:2019 avec ses modifications2026, sont utilisés pour tester les caractéristiques d’écoulement des composants à trajectoire d’écoulement fixe ou variable dans leur champ d’application déclaré [ 5 ][ 6 ]. ISO 6358-3:2014 utilise les caractéristiques connues des composants et de la tuyauterie pour calculer la capacité de débit du système à l’état stationnaire [ 7 ]. N’appliquez pas d’équations en dehors du champ d’application de la partie applicable aux bouteilles, aux réservoirs d’air, aux dispositifs de contrôle avec pression de fissuration, aux soupapes d’échappement rapide ou aux régulateurs pilotés en interne. Pour un régulateur, utilisez la courbe pression-débit du fabricant couvrant la pression de réglage de projet et les plages de pression en amont, de pression en aval et de débit réelles. Si cette courbe n’est pas disponible, utilisez des mesures synchronisées de la pression en amont, de la pression en aval et du débit; ne remplacez pas un calcul ISO 6358.
05Mesure, conversion et classification des fuites
05.1 Branch Méthode de débitmètre massique
La méthode principale pour la valeur de rejet de fuite de l’équipement utilise un débitmètre massique à branche. Pour chaque état s, 0.02 MPa pressurisé b, et combinaison de position de soupape à l’état stable k se produisant dans le chapitre 04, reproduire cette combinaison en mode d’essai; retirer la pièce et la charge suspendue; verrouiller mécaniquement le mouvement; arrêter le soufflet, le générateur de vide et les commandes de l’actionneur; et enregistrer en continu pour 30 min. Les fonctions de sécurité qui nécessitent une alimentation en air continue pour le contrôle des risques doivent être mesurées sur une branche indépendante et classées comme une utilisation fonctionnelle de l’air, et non comme une fuite. Si l’utilisation d’air de fonction de sécurité ne peut pas être séparée de la fuite, les données pour cette combinaison s-b-k échouent.
Échantillonner chaque combinaison à des intervalles ne dépassant pas 1 s, maintenir la pression d’entrée à ± 0.01 MPa du centre du bac, et atteindre au moins 95% de couverture de données valides. Tout actionneur ou commande d’utilisation intentionnelle de l’air invalide l’essai. Prenez q_leak,s,b,k comme moyenne des échantillons valides pour cette combinaison. Inclure l’étalonnage du débitmètre, la répétabilité, la conversion de l’état de référence, le décalage zéro et la stabilité de la pression dans l’incertitude étendue U_q,s,b,k. Mesurez séparément les fuites de référence et les fuites post-modernisation; ne réutilisez pas la valeur d’une période dans l’autre.
Lorsque le débitmètre massique indique directement l’état de référence ISO 8778, enregistrer sa configuration 20 °C, 100 kPa absolue et 65% humidité relative. Lorsque l’instrument indique un débit volumétrique en conditions réelles q_op, le convertir en utilisant le facteur de compressibilité Z du certificat d’étalonnage:
q_ANR = q_op · (p_op,abs/p_ANR) · (T_ANR/T_op) · (Z_ANR/Z_op)Acquérir p_op,abs et T_op avec le même horodatage que le flux. Si l’enregistrement manque de pression absolue, de température absolue, de facteur de compressibilité ou de configuration d’humidité, les données pour ce bac échouent. Les fuites croisées de soupape, les drains de consommation d’air non nulle et l’air utilisé par les lignes d’impulsion de l’instrument sont inclus dans la limite de fuite.
05.2 Vérification croisée de la pression d’arrêt
Utilisez la méthode de chute de pression uniquement lorsque toutes les conditions suivantes sont remplies : la pièce à usiner et la charge suspendue ont été enlevées ; les pièces mécaniques sont verrouillées ; l’air comprimé est verrouillé et marqué ; le circuit de retenue de sécurité est physiquement isolé de la section d’essai ; le P&ID contrôlé, la liste des segments de tuyau, la liste des récepteurs d’air et la nomenclature des composants fournissent une couverture 100% article par article du volume isolé ; et le permis d’essai est signé par les propriétaires de l’équipement et de la sécurité. Ne pas commencer un essai de chute de pression si une condition est manquante.
Une fois que le système a atteint la pression manométrique de fonctionnement p_1,g enregistrée dans la recette contrôlée, isolez l’alimentation en air. Fixer le point final à p_2,g=0.50p_1,g et interpoler linéairement le temps de passage t à partir de la série temporelle de pression. Le facteur DOE 1.25 ne s’applique qu’à ce point final de demi-pression et corrige la fuite moyenne au cours de la décroissance à la pression initiale du système [ 9 ][ 11 ]. Calculer en utilisant les températures extrêmes absolues:
q_avg,ANR = V_sys · (Z_ANR·T_ANR/p_ANR) · [p_1,abs/(Z_1·T_1) - p_2,abs/(Z_2·T_2)] / t
q_leak,P1,ANR = 1.25 · q_avg,ANRUtilisez m³ pour V_sys; utiliser la même unité de pression pour p_1,abs, p_2,abs, et p_ANR=100 kPa(abs); utiliser K pour T_1, T_2, et T_ANR=293.15 K; take Z_1, Z_2, et Z_ANR des certificats d’étalonnage ou des tableaux de propriétés contrôlées; et utiliser min pour t. Le résultat est invalide si |T_2-T_1|>2 K, tout facteur de compressibilité est manquant, tout élément de volume manque de dimensions contrôlées, la pression terminale minimale atteint la limite inférieure de conception du circuit de sécurité, ou la courbe de pression ne traverse pas le point exact de demi-pression. Calculer la différence relative entre les deux tests comme suit |q_1-q_2|/[(q_1+q_2)/2] et utiliser la moyenne arithmétique uniquement lorsqu ' elle n’est pas supérieure à 10%.
Si le résultat de la chute de pression diffère de plus de 10% du résultat du débitmètre massique dans le même réservoir de pression initiale, les données de fuite sont incorrectes. Cette vérification croisée ne remplace pas les mesures de l’état-pression-seau-position de la vanne dans la section 05.1 ni ne fournit directement le volume annuel de fuite.
05.3 Compresseur Charge/Décharge Méthode de Criblage
Publier la moyenne du temps de chargement T_on et du temps de déchargement T_off seulement lorsqu'un compresseur à vitesse fixe alimente le système de manière indépendante sous contrôle de chargement/déchargement, que toute utilisation d’air sans fuite est isolée, que la sortie de chargement est égale au débit de pleine charge contrôlé et que la sortie de déchargement est nulle. Pour les cycles 10, les pressions de commutation en charge et en décharge doivent chacune demeurer à ± 1% de leurs moyennes respectives 10 -cycle . Calculer la fuite en pourcentage de la capacité du compresseur en utilisant la méthode DOE [ 9 ]:
R_leak,capacity = T_on / (T_on + T_off) · 100%Ne publiez pas le ratio correspondant si l’une des conditions préalables de la méthode de chargement/déchargement n’est pas remplie. Cette méthode évalue la fuite totale du système d’alimentation; les dispositifs individuels sont mesurés selon la section 05.1. Les deux méthodes utilisent des limites de système et des dénominateurs différents, de sorte que leurs pourcentages ne doivent pas être modélisés directement.
05.4 Fuite de branche d’équipement
V_leak,year = Σ(s,b,k) q_leak,s,b,k · 60 · H_s,b,k
R_leak = V_leak,year / V_device,year · 100%
R_leak,U = V_leak,U / (V_device,year - U_V,device) · 100%V_device,year est l’air annuel fourni à la même branche dans tous les états pressurisés, y compris la production, le retravail, la mise en service, le changement, le ralenti, le défaut et les états de fuite. Ne pas ajouter de fuite à nouveau à V_device,year lorsque ce total a déjà été intégré par le débitmètre de branche. Ajouter V_leak,year aux composants fonctionnels uniquement lors de l’estimation du total annuel à partir du modèle de composant. Release utilise R_leak,U tel que défini dans le Chapitre 02 ; l’estimation de point est pour affichage seulement.
| Grade | R_leak,U | Critère de réussite | Action requise |
|---|---|---|---|
| A | ≤5% | Pass, faible fuite | Maintenir les réessais trimestriels |
| B | > 5% et ≤ 10% | Pass, fuite contrôlée | Liste et réparation des fuites dans les jours 30. Un ordre de travail ouvert à la fin de la journée 30th modifie le résultat en échec. |
| C | > 10% et ≤ 20% | Échec | Après la réparation, répéter les mesures pour chaque Section 05.1 combinaison |
| D | >20% | Défaillance — fuite excessive | Décharger et retirer les charges suspendues, sécuriser mécaniquement les pièces mobiles et appliquer le verrouillage/étiquetage avant d’isoler et de réparer les alimentations en air non de production |
Les États-Unis La troisième édition du Sourcebook du ministère de l’Énergie décrit les fuites en dessous de 5% – 10% dans les systèmes bien entretenus et 20% – 30% dans les systèmes mal entretenus [ 9 ]. Sa méthode de charge/décharge se rapporte à la capacité de compresseur ou à l’approvisionnement de tout-système. Ici, le dénominateur de R_leak est le volume d’air total annuel fourni à une branche d’équipement unique, de sorte qu’il ne peut pas être directement converti au ratio DOE. R_leak,U≤10% est une limite de projet définie indépendamment pour cette méthode d’évaluation, pas une spécification universelle d’équipement. La fuite dans un circuit de maintien de pression lié à la sécurité doit d’abord être traitée en vertu des critères de sécurité de l’équipement. Après la réparation, répétez les six évaluations du chapitre 11.
06 Perte de charge, capacité de débit et pression minimale
Pour l’évaluation de la pression, sélectionnez l’action de débit de pointe et l’action avec la pression d’entrée la plus faible. Premier enregistrement du débit et de la pression synchronisés pour 10 exécute chaque action pneumatique pour chaque modèle de produit libéré. Sélectionnez comme action de débit de crête l’action avec le maximum de débit dynamique le plus élevé, et comme action de pression d’entrée la plus faible l’action avec le minimum P3 le plus bas; si elles sont la même action, conservez seulement une. Pendant l’évaluation formelle, enregistrez 30 exécutions consécutives de chaque action sélectionnée. Les quatre canaux d’écoulement dynamique et de pression doivent utiliser la même horloge d’échantillonnage 1 kHz et avoir une bande passante combinée − 3 dB d’au moins 200 Hz.
Calculez la perte de charge à chaque échantillon de chaque forme d’onde de test formel, en appliquant une incertitude étendue dans la direction défavorable. p_0, p_1, p_2, et p_3 sont des pressions manométriques synchronisées; U_0, U_1, U_2, et U_3 sont leurs incertitudes absolues élargies correspondantes:
R_Δp,main,U = max(i,t){1 - [p_2,i(t)-U_2,i(t)]/[p_1,i(t)+U_1,i(t)]}·100%
R_Δp,total,U = max(i,t){1 - [p_3,i(t)-U_3,i(t)]/[p_0,i(t)+U_0,i(t)]}·100%
p_3,min,L = min(i,t)[p_3,i(t)-U_3,i(t)]i couvre les formes d’onde 30 de toutes les actions sélectionnées et t couvre chaque échantillon; si un dénominateur n’est pas positif, le critère de données échoue. Le DOE Sourcebook indique que la perte de pression de la décharge du compresseur au point final d’utilisation devrait être bien inférieure à 10% de la pression de décharge, avec une chute de pression maximale de 1% – 2% [ 9 ]. Ce rapport utilise R_Δp,total,U≤10% comme limite de projet et R_Δp,main,U≤2% comme limite pour un en-tête nouveau ou reconstruit. Ce sont les portes de libération pour la chute de pression totale et de tête, respectivement; Chapitre 11 définit la base d’acceptation. L’équipement satisfaira également p_3,min,L≥p_required,min,g. Prendre p_required,min,g seulement à partir de la pression manométrique minimale d’exploitation dans un document de conception contrôlée; sans ce document, le critère de pression échoue.
| Élément d’inspection | Critère de réussite | Fail Trigger |
|---|---|---|
| Chute de pression de la tête nouvelle ou reconstruite | R_Δp,main,U≤2% | Limite supérieure conservatrice > 2% |
| Chute de pression totale | R_Δp,total,U≤10% | Limite supérieure conservatrice > 10% |
| Pression d’entrée dynamique minimale | p_3,min,L≥p_required,min,g | Limite inférieure prudente inférieure au minimum de conception |
| Répétabilité | Inclure toutes les formes d’onde 30 pour chaque action sélectionnée dans le calcul conservatif | Forme d’onde manquante ou échec de tout critère lié à l’incertitude |
En cas de débit insuffisant au point final, identifiez d’abord la restriction; l’augmentation de la pression de décharge du compresseur ne remplace pas les travaux correctifs. Vérifiez les filtres, les raccords à encliquetage, les tuyaux, les collecteurs de soupapes et les silencieux par rapport au débit de pointe dynamique mesuré. Utilisez les données ISO 6358 pour les composants dans son champ d’application et les calculs ISO 6358-3 pour les assemblages de composants. Pour les régulateurs, utiliser les courbes pression-débit du fabricant ou les mesures synchronisées spécifiées dans le chapitre 04. Après modification, toutes les formes d’onde 30 pour chaque action sélectionnée doivent entrer dans le calcul de la limite protégée. L’évaluation de la pression ne réussit que lorsque tous les critères de pression et de fonction sont remplis.
La segmentation par chute de pression utilise des échantillons synchronisés des trois segments fixes P0-P1, P1-P2, et P2-P3. Si un segment représente plus de 40% de la chute de pression simultanée totale P0-P3, faire de ce segment la première priorité de mesures correctives; ne pas calculer le rapport lorsque la chute de pression totale n’est pas positive. Ce rapport détermine la priorité corrective seulement et ne change pas l’en-tête de 2% ou 10% limites totales de chute de pression. La limite supérieure de chaque gamme de capteurs de pression ne doit pas dépasser 2 fois la pression manométrique de fonctionnement de conception contrôlée, et les différences nulles entre les quatre canaux à l’état dépressurisé doivent être inférieures à 0.5% de pleine échelle; sinon, les données de pression échouent.
07 Allocation d’électricité et coût annuel
Calculer la consommation annuelle d’électricité attribuée et le coût de l’électricité attribué pour une seule machine en utilisant la puissance spécifique moyenne du système contemporain [ 10 ]:
E_device,alloc,year = SP_sys · V_device,year
C_energy,alloc,year = E_device,alloc,year · c_e
C_leak,alloc,year = SP_sys · V_leak,year · c_ec_e est le prix unitaire tout compris de l’électricité de la facture de l’entreprise, en yuans/kWh. Étiquetez les trois résultats ci-dessus comme « alloués »; ils ne doivent pas être comptés comme des économies d’électricité réelles ou des avantages financiers réalisables. Les économies annuelles réelles d’électricité et de coûts de l’électricité sont calculées à partir des résultats de chargement du chapitre 03 :
ΔE_actual,year = Σ(b) ΔV_b · SP_marg,b
ΔC_energy,year = Σ(b) ΔV_b · SP_marg,b · c_e,b
ΔC_energy,L,year = Σ(b) ΔV_b,L · SP_marg,b,L · c_e,b,LLorsque la tarification selon le temps d’utilisation s’applique, divisez également les plages de charge par période tarifaire; prenez c_e,b,L comme limite inférieure du prix unitaire de l’électricité facturé correspondant. Inclure les frais de consommation seulement lorsque la rénovation réduit la consommation maximale dans la fenêtre de facturation et que la facture fournit un montant défini; sans cette preuve, utiliser zéro. Utilisez uniquement les montants documentés provenant du système de finance ou de maintenance pour l’entretien, les pièces de rechange et les pertes liées aux arrêts de ligne. Utilisez zéro pour les éléments non documentés; les moyennes de l’industrie sont interdites.
Calculer la puissance spécifique moyenne du système d’alimentation sur une base mensuelle continue. Utilisez la valeur commune pondérée par volume SP_sys,common=(E_sys,base+E_sys,after)/(V_supply,base+V_supply,after) pour l’allocation ; n’introduisez pas de règles de pondération non documentées. Les économies réelles utilisent toujours SP_marg,b pour le même bac de charge ou la différence normalisée mesurée de station entière, jamais SP_sys,common.
Extrapolez le volume annuel séparément pour la production et les états pressurisés; ne multipliez pas un seul quart de travail par 365. La production utilise l’intensité normalisée et le nombre de cycles annuels approuvés de chaque modèle. La fuite utilise le débit de fuite pour chaque combinaison état-pression-vanne-position et ses heures annuelles sous pression. Les états de commutation, de ralenti et de défaillance utilisent le débit fonctionnel moyen pour chaque combinaison mesuré sur 7 jours consécutifs et les heures de combinaison annuelles du système de planification de la production. Le modèle annuel est:
V_device,year = Σ(j) I_prod,j·N_j/1000
+ Σ(s,b,k) q_leak,s,b,k·60·H_s,b,k
+ Σ(s=R,S,C,I,F; b,k) q_s,b,k·60·H_s,b,kDans l’équation, q_s,b,k pour chaque état est le débit moyen fonctionnel après déduction du concurrent q_leak,s,b,k. Comptez le même volume une seule fois. Dans la fenêtre d’évaluation 7 -jour, calculer d’abord le modèle composant à partir des mesures N_j et H_s,b,k et le comparer avec le total brut intégré du compteur de branche pour cette fenêtre; si la différence dépasse 2%, l’extrapolation annuelle est interdite. Ce n’est qu’après la clôture du solde journalier 7 que les N_j et H_s,b,k annuels gelés peuvent être utilisés pour l’extrapolation. À 12 mois après la publication du projet, vérifiez le modèle annuel par rapport au total intégré de l’année complète du compteur de branche. Si la différence dépasse 5%, la conclusion économique expire à la date de vérification et les six critères du chapitre 11 sont réévalués dans les 5 jours ouvrables.
08 Coût du cycle de vie et critères d’investissement
Ce rapport utilise une période d’évaluation fixe de 5 années. Utiliser uniquement le taux d’actualisation du projet approuvé par l’entreprise r ; sans valeur approuvée, le critère économique échoue. L’entrée de calcul du chapitre 09 fixe le taux d’actualisation à 5% ; calculer les autres cas en utilisant la valeur approuvée par l’entreprise. Calculer le coût du cycle de vie et la valeur actualisée nette de l’estimation ponctuelle comme suit:
LCC_5 = C_invest + Σ[y=1..5] (C_energy,y + C_maint,y + C_parts,y + C_stop,y)/(1+r)^y
NPV_save = Σ[y=1..5] (C_base,y - C_after,y)/(1+r)^y - C_investLe calcul conservateur utilise comme entrées la limite supérieure de l’investissement C_invest,U et la limite inférieure de l’épargne nette annuelle S_y,L=C_base,y-C_after,y-U_S,y:
NPV_save,L = Σ[y=1..5] S_y,L/(1+r)^y - C_invest,U
K_n = Σ[y=1..n] S_y,L
PB_U = (n-1) + (C_invest,U-K_(n-1))/S_n,L, K_(n-1)<C_invest,U≤K_nn est la première année au cours de laquelle l’épargne nette cumulative non actualisée atteint la limite supérieure de l’investissement; supposons que l’épargne s’accumule uniformément au cours de chaque année. Si aucun tel n n’existe dans 5 années, si S_y,L≤0 dans n’importe quelle année, ou si un dénominateur est non positif, définissez PB_U comme infini. Pour des économies annuelles égales, PB_U=C_invest,U/S_1,L. Inclure la valeur résiduelle, les avantages fiscaux et les coûts de financement uniquement lorsqu'ils sont documentés dans un contrat ou un système financier. La libération économique nécessite NPV_save,L>0 et PB_U≤3.0 years, en utilisant des limites d’incertitude plutôt que des estimations ponctuelles. L’échec de l’une ou l’autre condition échoue au critère économique. Une défaillance de pression, fonctionnelle ou de sécurité empêche toujours la libération globale même lorsque le critère économique est satisfait.
Utilisez les mêmes comptes de cycle annuel, séries de prix de l’électricité et taux d’actualisation pour les scénarios de référence et de modernisation. En l’absence d’un taux de croissance des prix approuvé par l’entreprise, utilisez 0% sur la période de cinq ans; en l’absence d’une valeur résiduelle contractuelle, utilisez 0%. Dériver les limites inférieures d’économie réelle uniquement à partir du modèle marginal encadré dans les chapitres 03 et 07 ou des mesures normalisées de l’ensemble de la station. Exclure les économies attribuées en fonction de la puissance spécifique moyenne de S_y,L. Conserver les calculs non arrondis; afficher l’argent à 0.01 yuan, volume à 0.1 m³, et les ratios à 0.01 points de pourcentage. Prenez des décisions à partir de valeurs non arrondies afin que l’arrondi d’affichage ne puisse pas modifier un résultat de seuil.
09 Exemple de travail pour une branche d’équipement
Les entrées supposées suivantes démontrent le calcul complet: 180,000 cycles conformes/an, 3,000 production h, et 4,000 branche pressurisée h. La rénovation comprend la réparation des fuites, une fenêtre de commande d’alimentation en vide plus courte et une résistance d’écoulement terminale réduite. Supposez une limite supérieure d’investissement de 4,000.00 yuan; prix de l’électricité et sa limite inférieure de 0.80 yuan/kWh; un taux d’actualisation 5 -year de 5% ; et la croissance du prix de l’électricité, l’entretien, les pièces de rechange, l’arrêt et les différentiels de charge de la demande, et la valeur résiduelle de 0. La puissance spécifique moyenne du système de 0.115 kWh/m³(ANR) est utilisée uniquement pour l’allocation. Les conclusions s’appliquent à ces intrants supposés; les projets réels nécessitent des mesures simultanées et des registres d’essais officiels.
09.1 Données, fuites et incertitudes
Supposer les données de qualité suivantes: couverture sur sept jours 98.6%; incertitude relative élargie annuelle de l’utilisation de l’air de 4.0% pour les deux périodes, y compris le débit, l’état de référence, le calendrier, la classification de l’état et l’extrapolation annuelle; et incertitudes élargies absolues de 33,960×4%=1,358.4 m³ et 12,720×4%=508.8 m³ respectivement. La section 09.3 donne l’incertitude du modèle marginal puissance-débit. Supposez une incertitude relative étendue de 1.2% pour chaque canal de pression, un étalonnage d’instrument valide, un biais de canal ≤ 1 ms et une bande passante combinée 250 Hz. Cet ensemble de données supposé satisfait aux critères de données du chapitre 02.
Utilisez un réservoir sous pression 0.70 MPa pour l’exemple de travail. Pour chaque combinaison de positions de soupapes fixes dans P/R/S/C/I/F, supposer une fenêtre de mesure de 30 -minutes dans la section 05.1 avec actionneur et commandes d’utilisation intentionnelle de l’air à 0. Réglez le débit de chaque combinaison sur 0.080 m³/min(ANR) avant et 0.002 m³/min (ANR) après la rénovation. L’incertitude relative étendue est 4.0% dans les deux périodes: U_q,base=0.0032 m³/min et U_q,after=0.00008 m³/min. Traiter les heures annuelles sous pression comme une entrée exacte, U_H=0 :
V_leak,base = 0.080 × 60 × 4000 = 19,200 m³(ANR)
V_leak,after = 0.002 × 60 × 4000 = 480 m³(ANR)La quantité de fuite utilise la méthode de branche-écoulement. La différence d’entrée entre le 7 -day branch total integral et le modèle de composante d’état est 0%, répondant au critère de fermeture 2%. La révision, la mise en service, le changement, l’utilisation de l’air fonctionnel au ralenti et l’utilisation de l’air fonctionnant en cas de défaillance sont fixés à 0 ; l’utilisation totale de l’air de la branche se compose uniquement de l’utilisation de l’air de production et de l’utilisation d’air de fuite.
09.2 Utilisation de l’air, fuite et limites d’efficacité énergétique
L’intensité de la consommation d’air de production diminue de 82 à 68 m³(ANR) par 1,000 cycles, correspondant à une consommation annuelle d’air de production de 14,760 et 12,240 m³(ANER), respectivement.
| Métrique | Avant le Retrofit | Après le Retrofit | Résultat de l’évaluation |
|---|---|---|---|
| Production annuelle Utilisation de l’air | 14,760 m³ ANR) | 12,240 m³ ANR) | Réduit de 2,520 |
| Utilisation annuelle de l’air de fuite | 19,200 m³ ANR) | 480 m³ ANR) | Réduit de 18,720 |
| Utilisation annuelle totale d’air | 33,960 m³ ANR) | 12,720 m³ ANR) | Estimation des points réduite de 62.54% |
| Estimation du point de partage des fuites | 56.54% , Grade D | 3.77% , Grade A | Estimation des points pour l’affichage |
| Upper Bound | 61.25% , Grade D | 4.09% , Grade A | Après mise à niveau: ≤ 5%, passe |
| Intensité totale d’utilisation de l’air | 188.67 m³ par 1,000 cycles | 70.67 m³ par 1,000 cycles | Estimation des points réduite de 62.54% |
| Mesure de l’électricité allouée | 3,905.4 kWh | 1,462.8 kWh | Allocation seulement; pas de preuve des économies d’électricité réelles |
Calculer la limite supérieure de la part de fuite dans la direction défavorable:
R_leak,U,base = (0.080+0.0032)×60 × 4000/(33,960-1,358.4) = 61.2485%
R_leak,U,after = (0.002+0.00008)×60 × 4000/(12,720-508.8) = 4.0881%L’estimation ponctuelle des économies annuelles d’air est 21,240 m³ (ANR). Sans preuve documentée de corrélation entre les périodes, utilisez la limite linéaire conservatrice: U_ΔV=1,358.4+508.8=1,867.2 m³ et ΔV_L=21,240-1,867.2=19,372.8 m³. Les incertitudes étendues d’intensité sont 7.5467 et 2.8267 m³ per 1,000 cycles respectivement:
η_air,L = [1-(70.6667+2.8267)/(188.6667-7.5467)]×100% = 59.4229%Parce que η_air,L≥5% et ΔV_L>0, l’efficacité énergétique passe. Post-retrofit R_leak,U=4.0881%≤5%, donc la fuite est Grade A et passe.
09.3 Économies réelles d’électricité et limites économiques conservatrices
La matrice d’entrée de charge-bin utilise 60 complète 1 min échantillons avant et après la rénovation. La séquence de démarrage / arrêt du compresseur, le mode de contrôle, le réglage d’alimentation 0.70 MPa et la combinaison de fonctionnement de traitement de l’air sont les mêmes. Trois bacs de chargement couvrent tous les flux avant et après la rénovation. La somme des incertitudes élargies des économies d’air dans les bacs est fixée à 1,867.2 m³, et l’incertitude élargie de la puissance spécifique marginale pour chaque bac est 0.005 kWh/m³(ANR) :
| Compresseur-station plage de charge en débit | ΔV_b | U_ΔV,b | SP_marg,b | U_SP,b | Estimation du point d’économie d’électricité | Économie d’électricité Lower Bound |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [ 0,10 ] m³/min | 5,520 m³ | 500 m³ | 0.100 | 0.005 | 552.00 kWh | 476.90 kWh |
| ( 10,20 ] m³/min | 10,080 m³ | 880 m³ | 0.112 | 0.005 | 1,128.96 kWh | 984.40 kWh |
| ( 20,30 ] m³/min | 5,640 m³ | 487.2 m³ | 0.124 | 0.005 | 699.36 kWh | 613.18 kWh |
| Totale | 21,240 m³ | 1,867.2 m³ | — | — | 2,380.32 kWh | 2,074.48 kWh |
L’estimation du point d’économies d’électricité réelles est 2,380.32 kWh/an; la valeur prudente est (5,520-500)×(0.100-0.005)+(10,080-880)×(0.112-0.005)+(5,640-487.2)×(0.124-0.005)=2,074.4832 kWh/year. L’estimation de l’économie annuelle d’électricité est 2,380.32×0.80=1,904.256 yuan, et sa limite inférieure est 2,074.4832×0.80=1,659.58656 yuan.
Le facteur de valeur actualisée des flux de trésorerie annuels équivalents 5 -year est 4.32947667. L’épargne nette est estimée à 1,904.256×4.32947667-4,000=4,244.43 yuan ; la limite inférieure est 1,659.58656×4.32947667-4,000=3,185.14 yuan. Le point-estimation payback est 4,000/1,904.256=2.10 years. Avec des limites inférieures d’épargne annuelle égales, le retour sur investissement à la limite supérieure est 4,000/1,659.58656=2.41 years. NPV_save,L=3,185.14>0 et PB_U=2.41≤3.0 years, donc le critère économique passe.
09.4 Pression, sécurité fonctionnelle et décision globale
Pour le calcul de la pression, supposer une pression manométrique minimale de fonctionnement de l’actionneur critique de 0.60 MPa. Les actions de débit de pointe et de pression d’entrée la plus basse sont les mêmes, avec 30 formes d’onde. Utilisez les valeurs d’entrée les moins favorables: P0=0.70 MPa et U_0=0.0084 MPaminimum de référence P3=0.61 MPa et U_3=0.00732 MPa; post-retrofit minimum P3=0.65 MPa et U_3=0.0078 MPa:
R_Δp,total,U,base = 1-(0.61-0.00732)/(0.70+0.0084) = 14.9238%
R_Δp,total,U,after = 1-(0.65-0.0078)/(0.70+0.0084) = 9.3450%
p_3,min,L,after = 0.65-0.0078 = 0.6422 MPaLa limite supérieure de la perte de pression totale de référence dépasse 10%, de sorte que la pression échoue. Après le réaménagement, il n’est pas supérieur à 10%, et la limite inférieure de pression minimale dépasse 0.60 MPa, de sorte que la pression passe. Cet exemple ne comprend pas d’en-tête nouveau ou reconstruit. Le critère d’en-tête 2% supplémentaire ne s’applique pas.
La matrice de sécurité fonctionnelle couvre le maintien de la charge après une perte d’alimentation, l’arrêt d’urgence, le freinage, la confirmation de l’adhérence, la prévention du déclenchement involontaire et la gestion de l’énergie résiduelle. Chaque test nécessite sa charge, son état initial, sa commande, sa durée de maintien et ses critères d’acceptation binaires. Pour ce calcul, supposons que tous les six états de test passent et que le nombre de dérivations de sécurité est 0. En combinaison avec les entrées précédentes, les données, les fuites, la pression, l’efficacité énergétique, l’économie et la sécurité fonctionnelle sont toutes validées, ce qui donne une validation globale calculée. La libération réelle nécessite un dossier de test correspondant pour chaque article.
10Priorités de modernisation et réessais
Effectuez le réaménagement dans l’ordre fixe suivant. Tout d’abord, après avoir retiré la pièce et la charge suspendue et terminé le verrouillage mécanique et le verrouillage/étiquetage, isolez les branches abandonnées, l’équipement inactif et les drains avec une consommation d’air non nulle. Deuxièmement, réparer les fuites sur les raccords, les tuyaux, les vannes et les joints. Troisièmement, en fonction des résultats segmentés de la chute de pression, nettoyer ou remplacer les filtres, les raccords rapides, les tuyaux, les collecteurs de soupapes et les silencieux; adresser les régulateurs en utilisant les courbes du fabricant ou les mesures synchronisées. Quatrièmement, réduire le réglage de la pression locale dans 0.02 MPa incréments. À chaque réglage, effectuer tous les essais de pression et de sécurité fonctionnelle du chapitre 06. Le réglage libéré est le réglage le plus bas testé satisfaisant R_Δp,total,U≤10%, p_3,min,L≥p_required,min,g, et 100% acceptation de sécurité fonctionnelle. Cinquièmement, établissez une fenêtre de liste blanche PLC pour chaque commande de soufflage et de générateur de vide; enregistrez le signal de démarrage de la fenêtre, le signal de fin et la durée dans la recette contrôlée. La condition échoue si une commande est égale à 1 en dehors de sa fenêtre dans n’importe quel cycle. Sixièmement, complétez tous les tests de sécurité fonctionnelle. Septièmement, répétez la mesure d’efficacité énergétique 7 -day. Augmenter la pression du compresseur ou ajouter un compresseur ne fait pas partie des six premières étapes.
Réessayer en utilisant les poids du mélange de produits figés et la définition du cycle inchangée. Sous Section 05.1, enregistrer à nouveau chaque combinaison état-pressure-bin-valve-position pendant 30 minutes. Les essais de pression comprennent toutes les formes d’onde des deux types d’action définis au chapitre 06. Les tests de sécurité couvrent la rétention de la perte d’alimentation, l’arrêt d’urgence, le freinage, la confirmation de l’adhérence, la prévention du déclenchement involontaire, la gestion de l’énergie résiduelle et toutes les autres fonctions requises par l’évaluation des risques du projet. La défaillance d’un élément empêche la production en mode économie d’énergie.
Après la libération, calculer I_air,norm mensuellement à partir du dernier mois complet et tester à nouveau la fuite tous les trimestres sous la section 05.1. Répétez les six critères du chapitre 11 après tout changement apporté aux tuyaux, collecteurs de vannes, régulateurs, générateurs de vide, réglages de pression ou logique de commande. Si la limite inférieure de l’intensité mensuelle normalisée de l’utilisation de l’air dépasse la valeur de rejet de plus de 10% ou de R_leak,U>10% trimestriellement, localiser la fuite dans les 5 jours ouvrables et procéder aux six réessais. Si p_3,min,L tombe en dessous du minimum de conception ou une fonction de sécurité échoue, retirez immédiatement le mode d’économie d’énergie. Avant de reprendre la production, obtenir le dossier des causes profondes, l’ordre d’entretien complété, les résultats de réussite pour les six critères et les signatures de l’équipement/du propriétaire de la sécurité. Les enregistrements manquants empêchent la restauration. Conserver les données originales, les révisions des formules et les tableaux de décision pendant au moins 5 ans, couvrant la période complète du CCL et soutenant l’amélioration continue de la performance énergétique [ 12 ].
11 FMEA, contrôle des risques et critères généraux de libération
| Mode de défaillance | Conséquences | Détection et contrôle | Failure Trigger |
|---|---|---|---|
| Pression manométrique utilisée à la place de la pression absolue dans une équation de gaz | Biais systématique dans la mesure de l’utilisation de l’air | Enregistrer p_g, p_abs et p_atm dans des champs séparés | Référence de pression inconnue |
| Mélange de m³ ou Nm³ avec m³(ANR) | Données de débit non comparables | Convertir tous les résultats en atmosphère de référence ISO 8778 | Température, pression ou humidité de référence manquantes |
| Utilisation de l’air de production non isolée pendant l’essai d’étanchéité | Fuite surévaluée | Verrouiller et étiqueter toutes les sorties de production | Tout actionneur se déplace pendant l’essai |
| Test de perte de pression utilise la pression moyenne seulement | La basse pression transitoire est manquée | Le même 1 kHz DAQ enregistre quatre canaux et limite toutes les formes d’onde sur une base échantillon par échantillon | Forme d’onde manquante, limite supérieure de perte de charge excessive ou limite inférieure de pression insuffisante |
| Puissance spécifique moyenne utilisée comme preuve des économies réelles | Surestimation des économies | Modèle de puissance-débit marginal à charge égale ou mesure normalisée de la station entière | Aucune des deux méthodes de preuve d’économie réelle n’est valide |
| La réduction de la pression nuit à l’adhérence ou au freinage | Dérive de la charge ou relâchement involontaire | Effectuer tous les essais fonctionnels et les essais de perte de pression spécifiés par l’évaluation contrôlée des risques | Tout test fonctionnel ou de sécurité échoue |
| Échappement de sécurité bloqué pendant la réparation de fuite | L’énergie résiduelle ne peut pas être libérée | Vérifier chaque point par rapport au schéma pneumatique | La pression résiduelle ne peut pas être libérée après l’isolement |
| Les économies d’électricité et les économies de fuites sont comptées deux fois | Surestimation des économies | Calculer les avantages une fois à partir de la différence dans l’utilisation totale de l’air | Le même volume d’air apparaît dans les deux entrées de bénéfice |
| Estimation des pertes d’arrêt déclarées comme économies confirmées | Résultat LCC surestimé | Utiliser uniquement les montants étayés par les documents financiers | Un montant non pris en charge entre dans le modèle |
La libération globale nécessite des décisions distinctes sur les six conditions. Un laissez-passer de projet peut être délivré seulement lorsque toutes les conditions suivantes sont remplies:
- Données: Couverture, instruments, synchronisation, bande passante, répétabilité, rapprochement 7 -jour, et le budget d’incertitude satisfaire Chapitre 02.
- Fuite:
R_leak,U≤10%. - Pression:
R_Δp,total,U≤10%etp_3,min,L≥p_required,min,g; les têtes nouvelles ou reconstruites doivent également satisfaire àR_Δp,main,U≤2%. - Efficacité énergétique:
η_air,L≥5%et limite inférieure annuelle des économies d’airΔV_L>0. - Économie:
NPV_save,L>0etPB_U≤3.0 years. - Sécurité fonctionnelle: 100% des tests fonctionnels et de sécurité dans le passage contrôlé d’évaluation des risques, avec zéro contournement de sécurité. L’absence d’évaluation des risques, de critères d’acceptation binaires ou d’enregistrements d’essais entraîne un échec.
Si une condition échoue, le projet global échoue. Après l’adoption de mesures correctives, les six évaluations doivent être répétées intégralement; un réexamen partiel ne remplace pas les évaluations.
12 Conclusions
L’évaluation de l’économie de l’air comprimé nécessite des conditions de référence cohérentes, un débit intégré de branche d’équipement, des mesures de fuite d’état-pression-position de vanne, une pression dynamique à quatre canaux, des nombres de cycles, un modèle de puissance-débit marginal à charges assorties et des dossiers financiers. La pression d’admission, la puissance de la plaque signalétique ou une capture d’écran isolée ne suffisent pas à soutenir une conclusion à elle seule. Les critères de projet de cette méthode sont une limite supérieure de taux de fuite de 10%, une limite supérieure de rapport de chute de pression totale de 10%, une limite inférieure d’amélioration de l’utilisation de l’air de 5%, une limite positive inférieure de valeur actuelle nette et une limite supérieure de retour sur investissement de 3 ans, ainsi que toutes les autres exigences de libération.
Cette méthode prend en charge les niveaux de référence d’efficacité, les examens de rénovation, les comparaisons d’approvisionnement du coût du cycle de vie et les réessais de maintenance opérationnelle. Les dossiers officiels de mesure du projet, les évaluations des risques, les documents de conception et les rapports d’essai doivent satisfaire conjointement aux six seuils du chapitre 11 avant qu’une conclusion « satisfait à cette méthode d’évaluation » puisse être émise. L’échec de n’importe quelle condition produit un « échec » global.
La date de base de la vérification de l’état de la norme est 2026-08 - 15 : ISO 11011:2013, ISO 4414:2010, ISO 8778:2003, ISO 6358-1:2013, ISO 6358-2:2019, ISO 6358-3:2014 et ISO 50001:2018 sont tous dans le statut ISO publié; ISO 1217:2009 est encore une version publiée et en cours de révision; GB/T 7932-2017 est marqué comme actuel sur la plate-forme du service public d’information nationale normalisée. Les chapitres 05 et 12 sont inclus dans les modifications ISO 6358 et ISO 50001 publiées à cette date. Lorsqu'un projet est commencé après la date de référence de vérification, la liste des normes doit être comparée à nouveau à la date d’établissement du projet; si la comparaison n’est pas terminée, les éléments de données ne seront pas acceptés.
Références
- ISO 11011:2013. Air comprimé — Efficacité énergétique — Évaluation. https://www.iso.org/standard/46580.html
- ISO 4414:2010. Énergie hydraulique pneumatique — Règles générales et exigences de sécurité pour les systèmes et leurs composants. https://www.iso.org/standard/44790.html
- GB/T 7932-2017 Règles générales et exigences de sécurité pour les systèmes pneumatiques et leurs composants. https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=8F5EDDC1CD00C550340316DBCEC789DD
- ISO 1217:2009. Compresseurs cylindriques — Essais de réception; Amendement 1 : 2016. https://www.iso.org/standard/44769.html
- ISO 6358-1:2013 , Amendement 1 : 2020 et amendement 2 : 2026 . Puissance des fluides pneumatiques — Détermination des caractéristiques de débit des composants utilisant des fluides compressibles — Partie 1 : Règles générales et méthodes d’essai pour l’écoulement à l’état stationnaire. https://www.iso.org/standard/56612.html
- ISO 6358-2:2019 , Amendement 1 : 2026 . Puissance des fluides pneumatiques — Détermination des caractéristiques de débit des composants utilisant des fluides compressibles — Partie 2 : Autres méthodes d’essai. https://www.iso.org/standard/71270.html
- ISO 6358-3:2014. Puissance des fluides pneumatiques — Détermination des caractéristiques de débit des composants utilisant des fluides compressibles — Partie 3 : Méthode de calcul des caractéristiques de débit à l’état stationnaire des systèmes. https://www.iso.org/standard/56616.html
- ISO 8778:2003. Puissance des fluides pneumatiques — Atmosphère de référence standard. https://www.iso.org/standard/26559.html
- U.S. Ministère de l’Énergie. Amélioration de la performance des systèmes d’air comprimé: un livre de référence pour l’industrie, troisième édition. https://www.energy.gov/sites/default/files/2016/03/f30/Improving%20Compressed%20Air%20Sourcebook%20version%203.pdf
- U.S. Ministère de l’Énergie. Déterminez le coût de l’air comprimé pour votre usine, Fiche d’astuces sur l’air comprimé #1. https://www.energy.gov/sites/default/files/2014/05/f16/compressed_air1.pdf
- Département américain de l’énergie / Laboratoire national des énergies renouvelables. Projet de méthodes uniformes, chapitre 22 : Protocole d’évaluation de l’air comprimé. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/01/f19/UMPChapter22-compressed-air-evaluation.pdf
- ISO 50001:2018 , Amendement 1 : 2024 . Systèmes de gestion de l’énergie — Exigences et conseils d’utilisation. https://www.iso.org/standard/69426.html
