- 1,000 사이클당 m³(ANR)과 1,000 사이클당 할당된 kWh를 모두 사용하여 공압 장비의 에너지 효율성을 평가합니다. 압축기 전력만으로는 부족합니다.
- 하중, 응답 및 사이클 시간 요구 사항을 충족하는 테스트된 가장 낮은 압력 설정을 선택합니다. 이 설정을 초과하여 압력을 높이면 누출과 공기 사용이 증가하지만 성능은 향상되지 않습니다.
- 작동 상태, 0.02 MPa 압력 구간 및 안정적인 밸브 위치 조합으로 누출을 측정 한 다음 모든 공기 용량을 동일한 참조 분위기로 변환합니다.
- 안전 기능, 사이클 시간 및 품질이 지정된 기준을 충족한 후에만 연간 비용, 회수 및 5년 총 소유 비용을 평가합니다.
00 이그제큐티브 요약
공압식 매니퓰레이터는 부하 균형, 리프팅, 클램핑, 회전, 브레이크 릴리스 및 진공 발생을 위해 압축 공기를 사용합니다. 장치당 공기 소비량, 생산 중단 시 누출, 섹션별 압력 손실 및 개조 효과는 측정 데이터를 기반으로 계산해야 합니다. 압축기 명판 파워와 입구 압력은 이러한 결과를 대체할 수 없습니다. ISO 11011:2013는 시스템을 공급, 전송 및 수요 하위 시스템으로 나누고 데이터 수집, 분석 및 서면 보고서를 통해 평가를 요청합니다 [ 1 ]. 따라서 이 방법은 전기계, 총 유량, 분기 유량, 동적 압력 및 생산 계수를 공통 시간 기준에 정렬합니다.
자유 공기 용량은 전체적으로 ISO 8778:2003 표준 참조 분위기를 사용합니다: 20 ℃, 100 kPa 절대압 및 65% 상대 습도, m³(ANR) [ 8 ]로 표현됩니다. 다른 참조 조건을 사용하는 미터 데이터는 집계 전에 변환해야 합니다.
동시 평균 공급 측 비전력 SP_sys는 전기 소비를 할당하는 데 사용됩니다. 실제 전기 절약 및 재정적 이익은 일치하는 부하 구간 또는 전체 압축기 스테이션에 대해 정상화된 측정된 전후 값과 함께 한계 전력 흐름 모델만을 사용합니다. 수요 측에서는 유량 통합이 생산 공기와 누출을 분리하며, 전송 측에서는 동기화된 압력 파형이 최대 유량 작용과 가장 낮은 입구 압력 작용에 대해 샘플별로 평가됩니다. ISO 1217:2009는 압축기 유량 및 전력 수용 데이터의 적용 가능성을 정의합니다 [4 ], ISO 6358 시리즈는 정상 유량 특성 및 시스템 유량 용량 계산을 명시된 범위 내에서 커버합니다 [5 ][ 6 ][ 7 ]. 둘 다 동시 사이트 측정을 대체하지 않습니다.
주요 결론
- 에너지 소비 계산은 공통 참조 상태에서 자유 공기 용량을 사용한다. 게이지 압력, 절대 압력, 실제 조건 부피 및 m³(ANR)이 혼합되면 보고서가 데이터 품질 게이트에 실패합니다.
- 연간 지점 누출량 점유율의 보수적인 상한
R_leak,U에 의해 분류: ≤ 5%는 등급 A; > 5% 및 ≤ 10%는 등급 B; 둘 다 통과; > 10% 실패. 미국 에너지부 정보의 누출 비율은 압축기 용량 또는 시스템 공기 공급을 회계 경계 [ 9 ]로 사용하며, 이는 이 보고서의 한 기계에 대한 연간 지점 볼륨 분모와 다릅니다. 두 백분율은 직접 변환되지 않습니다. 이 보고서는 10%를 프로젝트 릴리스 상한으로 수정합니다. - 압력 기준은 압축기 패키지 방전에서 임계 액추에이터 입구까지의 총 압력 손실의 보수적인 상한이 10%보다 크지 않고 최소 동적 입구 압력의 보수적인 하한이 설계 최소치를 충족할 때만 통과됩니다. 어느 조건이든 실패하면 압력 기준이 실패한다는 것을 의미합니다 [ 9 ].
- 하나의 기계의 경우 1,000 사이클당 m³(ANR)과 1,000 사이클당 할당된 kWh를 에너지 효율 측정치로 사용하고 생산 공기 사용량, 누출 공기 사용량, 유휴 압력 유지 공기 사용량을 별도로 보고합니다. 분배된 전기 소비는 실제 전기 절약의 증거가 아닙니다.
- 전반적인 릴리스는 데이터, 누출, 압력, 에너지 효율성, 경제성 및 기능 안전성을 포함하는 6개 중 1개의 거부 규칙을 사용합니다. 누출, 압력, 에너지 효율성 및 경제적 기준은 불리한 방향으로 확장된 불확실성 경계에서 평가됩니다. 프로젝트는 모든 6개의 기준을 통과할 때만 통과됩니다.
01범위, 시스템 경계 및 용어
이 평가는 매니퓰레이터, 말단 지그, 진공 발생기, 로컬 공기 저장소, 필터-레귤레이터 어셈블리, 호스 및 장비 부문을 포함합니다. 측정 경계는 공급, 전송 및 수요로 나뉜다. 공급은 압축기, 냉각, 건조, 여과 및 보조 장치를 위한 전기를 포함합니다. 전송에는 주파수, 링 네트워크, 지점 및 터미널 연결이 포함됩니다. 수요는 장비 분기 절연 밸브에서 액추에이터, 진공 발생기 및 프로세스 블로오프 출구까지 확장됩니다. ISO 4414:2010 및 GB/T 7932-2017은 공압 시스템 및 기계 부품에 대한 일반 규칙 및 안전 요구 사항을 지정합니다 [2][3]. 어떠한 효율성 개선도 압력 손실 보호, 잔여 에너지 방전, 절연, 압력 제한, 그립 유지 또는 의도하지 않은 릴리스 방지를 약화시킬 수 없습니다.
| 기호 | 정의 | 단위와 규칙 |
|---|---|---|
| V_ANR | ISO 8778 표준 참조 분위기에서의 자유 공기량 | m3( 에이커) |
| q_ANR | 표준 기준 분위기에서의 순간 체적 유량 | m³/분(ANR) |
| E_sys | 평가 범위 내의 보조 장치를 포함하여 동일한 측정 기간 동안 공급 하위 시스템에 대한 전기 입력 | 초당 킬로와트 |
| SP_sys | 시스템 평균 비전력, E_sys/V_supply; 할당 메트릭에만 사용 | kWh/m³ (ANR) 에너지 소비량 |
| SP_marg,b | 부하 구간 b에서 전체 스테이션 한계 비전력 | kWh/m³ (ANR) 에너지 소비량 |
| V_prod | 준수 생산 사이클에 필요한 자유 공기 양 | m3( 에이커) |
| V_leak | 비기능적 누출로 인한 자유 공기 손실량 | m3( 에이커) |
| V_total | 모든 가압 상태에서의 총 장비 분기 볼륨; V_device와 동의어 | m3( 에이커) |
| I_prod | 생산 공기 사용 강도, 1000 V_prod / N_cycle | 1,000 사이클 당 m³(ANR) |
| I_leak | 누출 공기 사용 강도, 1000 V_leak / N_cycle | 1,000 사이클 당 m³(ANR) |
| I_air | 총 공기 사용 강도, 1000 V_total / N_cycle | 1,000 사이클 당 m³(ANR) |
| I_e,alloc | 할당된 전기 강도, 1000 E_device,alloc/N_cycle | 1,000 사이클당 kWh |
| R_leak | 장비 지점에 공급된 총 공기의 비율로 누출량 | % |
| R_leak,U | 불리한 방향에서 확장된 불확실성을 포함한 누출 몫 상한 | % |
| R_Δp,total,U | 불리한 방향에서 확장된 불확실성을 포함하여 P0에서 P3까지의 총 압력 손실 상한 | % |
"사이클"은 작업물 픽업 승인에서 완료된 릴리스 및 다음 픽업을 위한 시작 상태로의 복귀를 통해 정의됩니다. 재작업, 무부하 및 시운전 사이클을 별도로 계산하십시오. 준수 생산 사이클에 포함하지 마십시오. 생산, 변경, 휴식 또는 쉬는 기간 동안 장비 지점이 압력을 유지할 때마다 압력 시간에 모든 시간을 포함하십시오.
작동 상태는 서로 배타적이며, 각 샘플은 하나의 코드만 할당됩니다: P 승인 생산, R 재작업, S 시운전 또는 비어있는 사이클, C 변경, I 유휴 및 압력, F 고장 및 압력, D 감압. 컨트롤러 상태 코드를 사용할 수 없는 경우, 사이클 허가 신호, 장비 알람, 분기-절연-밸브 피드백 및 시프트 기록 등 네 가지 소스를 모두 사용하여 상태를 재구성합니다. 어떤 소스가 누락되면 상태 해결 보고서가 데이터 기준을 충족하지 못합니다.
P는 생산 공기 사용량이며, R/S/C/I/F는 별도로 보고됩니다. D 상태에서의 논제로 유량은 미터 제로 오프셋 또는 절연 밸브 내부 누출 이상으로 취급됩니다. 이 분류는 생산 공기, 비생산적 소비 및 안전한 압력 유지에 사용되는 공기를 구분합니다. 즉, 각각의 행동은 개별적인 행동에 포함되지 않는다.
02측정 아키텍처 및 데이터 품질 기준
에너지 흐름을 따라 계측기를 배치합니다. 주 전기 계측기는 공급 시스템 에너지 입력을 기록하고, 총 유량계는 분배 시스템에 들어가는 m³(ANR)을 기록하고, 장비 분기 계측기는 총 매니퓰레이터 공기 사용량을 기록하며, 컨트롤러는 사이클, 모델, 상태 및 알람을 기록합니다. 4 개의 동기화 된 압력 채널은 다음과 같이 고정됩니다. P0 압축기 방전 체크 밸브의 다운스트림과 첫 번째 공기 처리 구성 요소의 업스트림; P1 모든 공기 처리 장비의 주요 입구 다운스트림에서; P2 장비 분기 절연 밸브의 주요 끝과 상류에서; 그리고 P3 중요 액추에이터의 입구에서. 여러 부품이 중요한 압력 요구 사항을 갖는 경우 P3를 재배치하고 각각 독립적으로 테스트하십시오. 모든 위치가 통과해야 합니다. 병렬 압축기의 총 전기 사용량과 총 자유 공기 유량은 동일한 시간 창에서 합산되어야 합니다.
| 데이터 항목 | 최소 취득 요구 사항 | 데이터 수락 기준 |
|---|---|---|
| 공급 전기 및 총 흐름 | 7 연속 생산일, 모든 쉬프트 및 출시 제품 모델을 포함하며, 1 s보다 큰 간격으로 샘플링 | 적어도 95%의 유효 데이터 범위 |
| 브랜치 흐름 | 생산, 변경, 휴식 및 임시 압력 기간을 포함합니다. | 완벽한 계기 참조 상태 및 유량 방향 기록 |
| 동적 압력 | 30 연속으로 최대 유량 및 최저 입구 압력 작업을 각각 실행합니다. 4개의 압력 채널이 1 kHz 이상으로 샘플링됩니다. | 공통 DAQ 및 클럭; 채널 스키우가 1 샘플보다 크지 않음; 결합된 센서/컨디셔너/DAQ - 3 dB 대역폭 최소 200 Hz ; 모든 30 파형 완료. 두 선택 사항이 동일한 작업을 식별하는 경우 한 세트를 테스트합니다. |
| 누출 흐름 | 생산, 움직임 또는 의도된 공기 사용 없이 30 분 동안 각 작동 상태, 압력 구간, 정지 밸브 위치 조합을 기록합니다. 샘플링 간격은 1 s 이하 | 조합당 최소 95%의 유효 범위; 빈 중심의 ± 0.01 MPa 내의 압력 |
| 누출 압력 붕괴 검토 | 모든 섹션 05.2 전제 조건이 충족된 후, 기록 압력 및 절대 공기 온도 | 두 결과 사이의 차이가 10% 보다 크지 않음; 어떤 전제조건이 실패하면 메서드를 사용하지 마십시오. |
| 사이클 및 제품 계수 | 플로우와 동기화된 타임스탬프가 있는 컨트롤러 또는 독립 카운터 | 1%보다 큰 계수 차이 |
| 기기 상태 | 기기 ID, 범위, 정확도 및 보정 유효성 기록 | 만료된 보정이 데이터 기준을 충족하지 않음 |
이 방법은 상대 확장 불확실성을 분기 유량의 경우 5%, 전기 에너지의 경우 2%, 압력의 경우 2%로 제한합니다. 예산에는 보정, 반복성, 참조 상태 변환, 타이밍, 상태 분류 및 연간 추출이 포함되어야 합니다. 한계를 초과하면 에너지 효율 비교는 경제적 평가로 진행할 수 없습니다. 개조 전과 후에 동일한 제품 혼합 중량, 준수 사이클 정의 및 연간 가압 시간을 사용합니다. 제품 믹스가 변경되는 경우 조정되지 않은 총계를 비교하는 대신 고정된 가중치를 사용하여 두 기간을 정상화합니다.
평가 전에, 회사의 공식적으로 승인 된 연간 생산 계획을 사용하여 제품 무게 w_j를 동결합니다. 연간 계획이 존재하지 않는 경우 7 연속 기준일 동안 각 모델에 대한 준수 사이클의 몫을 사용합니다. 각 가중치 모델은 기준선 및 개조 후에 최소한 30 준수 사이클을 완료해야 합니다. 그렇지 않으면 데이터 기준이 실패합니다. 동일한 w_j 전후 및 Σw_j=1 를 사용하여 다음 방정식을 사용하여 정규화된 공기 사용 강도를 계산합니다.
I_air,norm = Σ[j=1..m] w_j · I_air,j분기 흐름과 사이클 상태 사이의 클럭 오류는 ≤ 100 ms이며 전기 에너지와 총 공급 흐름 사이의 클럭 오차는 ≤ 1 s입니다. 4개의 압력 채널은 1 채널 스키우 샘플의 상한을 가진 동일한 DAQ를 사용합니다. 누락된 샘플을 보간하지 마십시오. 총 누락률이 5% 를 초과하거나, 누락된 세그먼트가 피크 액션을 커버하거나, 누수 테스트 중에 샘플이 누락되면 데이터 기준이 즉시 실패합니다. 보고 기기는 범위 계수 k=2 로 확장된 불확실성을 보여줍니다. 두 기간에서 연간 공기 사용량의 표준 불확실성은 u_base=U_base/2 및 u_after=U_after/2 입니다. 상관계수는 ρ 입니다.
U_ΔV = 2·sqrt[u_base^2 + u_after^2 - 2ρ·u_base·u_after]
ΔV_L = (V_base - V_after) - U_ΔVU_base와 U_after는 두 기간에서 연간 공기 사용량의 절대 확장 불확실성입니다. 서면 증거가 보정 체인, 계측기, 샘플링 및 변환 오류의 독립성을 확립할 때만 기록된 ρ를 사용합니다. 증거가 누락된 경우, 고정 보수 상한 U_ΔV=U_base+U_after 를 사용합니다. 공기 저장은 ΔV_L>0 에서만 설정되며, 0과의 평등도 실패한다. 모든 파생된 하드 게이트는 다음과 같은 불리한 방향 경계를 사용한다:
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%양수가 아닌 분모는 데이터 기준을 충족하지 않습니다. 에너지 효율은 η_air,L≥5%와 ΔV_L>0 를 모두 필요로 한다; 누출은 R_leak,U≤10% 를 필요로 한다. 압력과 경제 불확실성-결합 방정식은 각각 장 06와 08에 나타납니다.
03 압축 공기 기준 및 에너지 효율 메트릭
할당된 에너지 소비 메트릭을 계산하는 데 동시에 측정된 시스템 평균 비전력만 사용합니다.
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 주 모터, 냉각 팬, 건조기, 배수구 및 제어 보조 장치가 평가 경계 내에서 소비하는 전기를 포함해야 합니다. V_supply는 같은 기간 동안 네트워크에 공급된 m³(ANR)입니다. 명판 전력 혼자 부분 부하, 무장 작동 및 보조 손실을 생략합니다. ISO 1217:2009 압축기의 유량 및 전력 수용 데이터는 정격 작동점을 확인하는 데 사용될 수 있지만, 사이트별 연간 비전력을 대체할 수 없습니다 [ 4 ]. 결과적으로 E_device,alloc 및 I_e,alloc는 비용 할당을 위해서만 사용되며 실제 압축기 스테이션 전기 절약을 나타내지 않습니다.
실제 전기 절약은 동일한 부하 구간 내에서 한계 전력 대 흐름 모델을 사용합니다. 1 min 총 역 유량 및 총 활성 전력의 동기화 평균을 부하 구간 b 에 넣습니다. 사용되는 각 빈은 기준선과 개조 후 모두 적어도 30 완전한 시료를 포함해야합니다; 그 샘플 유량 범위는 그 빈에서 사전 및 사후 개조 유량을 커버해야합니다; 그리고 압축기 시작 / 정지 순서, 제어 모드, 공급 압력 설정 및 공기 처리 작동 조합은 동일해야합니다. 각 빈에서 최소 제곱법으로 측정된 활성 전력 대 자유 공기 흐름을 P_b=α_b+m_bq_b 로 맞추고 SP_marg,b=m_b/60 를 정의한다. m_b는 kW/[m³/min(ANR)]이기 때문에, SP_marg,b는 kWh/m³(ANR)이다. 확장된 불확실성 U_SP,b는 회귀 경사, 전력계, 총 유량계의 기여도를 포함합니다.
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,L부하 구간에 충분한 시료가 없거나, 개조 후 유량이 측정 범위 밖에 있거나, 압축기 순서 또는 제어 모드가 변경되거나, m_b≤0, 또는 U_SP,b/SP_marg,b>10% 를 갖는 경우에는 베인드 모델이 유효하지 않습니다. 대안으로, 제품 믹스, 압축기 순서, 제어 모드, 5 ℃ 밴드의 압축기 입구 온도 및 0.02 MPa 밴드의 공급 압력 설정으로 정의된 작동 조건 계층 g 로 전체 스테이션 측정을 정상화합니다. 각 지층은 적어도 30 완료 1 최소 활성 전력 샘플을 필요로하고 후속 조치 및 동일한 승인 연간 시간 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,full경제적 계산을 위해 ΔE_full,L를 ΔE_actual,L 대신 사용한다. 만약 이 섹션의 데이터 요구 사항을 만족시키지 않는 경우에는 경제적 기준이 실패합니다.
보고 생산 공기 강도 I_prod, 누출 공기 강도 I_leak, 총 공기 강도 I_air 및 할당 전기 강도 I_e,alloc 함께. 총 공기 사용량의 감소와 함께 사이클이 줄어들면 효율성이 향상되지 않습니다. 아래에 정의된 감소율을 사용하여 개조 전과 후의 총 공기 강도를 비교합니다.
η_air = (I_air,base - I_air,after) / I_air,base · 100%에너지 효율 기준은 점 추정 η_air≥5%, 보수적인 하한 η_air,L≥5%, 커버리지 계수 k=2, 공기 절약 하한 ΔV_L>0 를 요구한다. 어떤 조건이든 실패하면 기준이 실패한다는 것을 의미합니다. 원시 차이, 확장 불확실성 및 보수적 하위 경계를 보고하고 백분율을 보고합니다.
04 공압식 매니퓰레이터의 효과적인 공기 소비
장비-분기 유량계에 의한 직접 통합은 공식 측정 결과를 생성합니다.
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_leak통합 변수 dt 최소값입니다. b(t) 시간에 장비 입구 압력 구간입니다 t, 0.02 MPa의 고정 빈 폭; k(t) PLC 출력에서 매핑된 정상 상태 밸브-위치 조합입니다. q_leak,s,b,k 동일한 상태, 압력 구간, 밸브 위치 조합에 대해 섹션 05.1에서 측정한 누출 기준선입니다. 관찰된 모든 s-b-k 조합에는 기준선이 필요합니다. 기준선이 없으면 구성 요소 보고서가 실패합니다. V_total 분기 유량계 총 통합입니다. V_prod 그리고 V_R/V_S/V_C/V_I/V_F 동시 누출 기준선을 뺀 후의 기능 구성 요소입니다. 7일 평가 창 내에서 총 폐쇄 오류 |V_total-(V_prod+V_R+V_S+V_C+V_I+V_F+V_leak)|/V_total ≤2%이어야합니다. 2%를 초과하면 구성 요소 보고서가 실패합니다. 만약 q_ANR<q_leak,s,b,k 모든 샘플에서 결과를 잘라 강제 폐쇄하지 마십시오. 먼저 해당 조합에 대한 누출 기준선을 다시 테스트하십시오. 조건이 남아 있으면 데이터 기준이 실패합니다. 재작업 R 시운전 또는 무부하 사이클 S 생산 공기 사용량을 입력하지만 준수하지 않습니다.
이중 작용 실린더의 이론적 자유 공기량은 측정된 유량의 크기 순서를 확인하는 데만 사용됩니다. 레이트 A_b 보어 영역이 될 수 있습니다, A_r 피스톤-로드 영역, 그리고 L 뇌졸중이야 절대 공급 압력 p_1,abs 그리고 p_2,abs 확장 및 수축에 대한 각각, 공급 온도 T_1 그리고 T_2, 하나의 완전한 교행 사이클에 대한 이론적 수량은 :
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)이 경우, p_abs = p_gauge + p_atm 이다. 이론적 볼륨을 확인할 때, 죽은 볼륨, 호스 충전 및 통풍, 쿠션, 밸브 매니폴드 파일럿, 브레이크, 공구 및 진공 발생기를 별도로 포함하십시오. 공압 균형 회로는 반드시 사이클마다 전체 용량을 채우고 배출하지는 않으므로 공식적인 계산은 통합 유량을 사용해야 합니다. 실제 온타임에 진공 발생기 소비량을 통합합니다. 지속적인 블로우오프, 오류로 인해 열린 배기구 및 유휴 시간 동안 진공 유지는 모두 V_I에 속하며 생산적인 작업으로 계산되어서는 안됩니다.
작동 상태 및 제품 모델별로 혼합 모델 장비 데이터를 그룹화합니다. 각 사이클의 통합 창은 픽업 허용 상승 에지에서 시작하여 다음 사이클의 시작 상태를 확인하는 상승 에지에서 끝납니다. 사이클 확인 신호가 없는 압축 시간을 인접한 사이클 대신 I에 할당합니다. D 상태의 평균 흐름을 60 연속 초 동안 매일 제로 체크로 사용합니다. 만약 절대값이 미터 전체 크기의 0.5%를 초과하면, 그 날의 분기 흐름 데이터가 실패합니다. 원래의 1 s 시퀀스, 주기당 결과 및 일일 총계를 유지하십시오. 이 레벨 간의 누적 볼륨 차이는 0.5% 를 초과해서는 안 됩니다.
ISO 6358-1:2013와 2020 및 2026 수정, ISO 6358-2:2019와 2026 수정은 고정 또는 가변 유량 경로 구성 요소의 흐름 특성을 테스트하는 데 사용됩니다 [ 5 ][ 6 ]. ISO 6358-3:2014는 알려진 구성품 및 배관 특성을 사용하여 정상 상태 시스템 유량을 계산합니다 [ 7 ]. 실린더, 공기 수신기, 균열 압력을 가진 체크 장치, 빠른 배기 밸브 또는 내부 조종 레귤레이터에 적용 가능한 부품의 범위 밖의 방정식을 적용하지 마십시오. 레귤레이터의 경우, 프로젝트 설정 압력과 실제 상류 압력, 하류 압력, 유량 범위를 포함하는 제조업체의 압력-유량 커브를 사용합니다. 이 커브를 사용할 수 없는 경우, 상류 압력, 하류 압력 및 유량의 동기화된 측정을 사용합니다. ISO 6358 계산을 대체하지 마십시오.
05 누출 측정, 변환 및 분류
05.1 지점 질량 유량계 방법
장비 누출 릴리스 값에 대한 기본 방법은 분기 질량 유량계를 사용합니다. 모든 상태에 대해 s, 0.02 MPa 압력 구간 b, 그리고 정상 상태 밸브 위치 조합 k 가 04장에 나타나는 경우, 시험 모드에서 해당 조합을 재현하십시오. 작업물과 매달린 하중을 제거하고, 운동을 기계적으로 잠근 뒤, 블로오프·진공 발생기·액추에이터 명령을 끄고 30 min 동안 연속 기록하십시오. 위험 제어를 위해 지속적으로 공기가 필요한 안전 기능은 독립 분기에서 계측하고 누출이 아닌 기능성 공기 사용으로 분류해야 합니다. 안전 기능의 공기 사용을 누출과 분리할 수 없으면 해당 조합의 데이터는 불합격입니다. s-b-k 조합 실패.
1 s보다 큰 간격으로 각 조합을 시료로 채취하고, 빈 중심의 ± 0.01 MPa 내에서 입구 압력을 유지하고, 적어도 95% 유효 데이터 커버리지를 달성합니다. 모든 액추에이터 또는 의도적인 공기 사용 명령은 시험을 무효화합니다. q_leak,s,b,k 를 해당 조합에 대한 유효한 샘플의 평균으로 취합니다. 유량계 교정, 반복성, 기준 상태 변환, 제로 오프셋, 확장 불확실성에서의 압력 안정성을 포함합니다. U_q,s,b,k. 기본값과 개조 후 누수를 별도로 측정하십시오. 한 기간의 값을 다른 기간에 재사용하지 마십시오.
질량 유량계가 ISO 8778 참조 상태를 직접 보고할 때, 20 °C, 절대압력 100 kPa, 상대습도 65%의 구성을 기록합니다. 계측기가 실제 조건의 체적 유량을 보고할 때 q_op, 압축성 계수를 사용하여 변환 Z 보정 인증서에서:
q_ANR = q_op · (p_op,abs/p_ANR) · (T_ANR/T_op) · (Z_ANR/Z_op)획득 p_op,abs 그리고 T_op flow와 동일한 타임스탬프를 가지고 있습니다. 기록에 절대압력, 절대온도, 압축률 또는 습도 구성이 없으면 해당 빈에 대한 데이터가 실패합니다. 밸브 크로스 포트 누출, 0이 아닌 공기 소비 드레인 및 계측기 임펄스 라인에서 사용되는 공기는 누출 경계 내에 포함됩니다.
05.2 종료 압력 붕괴 크로스 체크
다음 조건이 모두 충족된 경우에만 압력 붕괴 방법을 사용합니다. 작업물과 연결된 하중이 제거되었고, 기계 부품이 잠겨 있으며, 압축 공기가 잠겨 있고 태그가 표시되어 있으며, 안전 홀딩 회로가 테스트 섹션에서 물리적으로 격리되어 있으며, 제어된 P&ID, 파이프 세그먼트 목록, 공기 수신기 목록 및 부품 BOM은 격리된 볼륨의 100% 항목별 범위를 제공하며, 시험 허가는 장비 및 안전 소유자에 의해 서명됩니다. 어떤 조건이 누락된 경우 압력 감소 시험을 시작하지 마십시오.
시스템이 제어 레시피에 기록 된 작동 게이지 압력 p_1,g에 도달 한 후 공기 공급을 분리합니다. 끝점을 p_2,g=0.50p_1,g로 고정하고 압력 시간 시리즈에서 교차 시간 t를 선형 보간합니다. DOE 인자 1.25는 이 반압 엔드포인트에만 적용되며 초기 시스템 압력으로 붕괴하는 동안의 평균 누출을 보정합니다 [ 9 ][ 11 ]. 절대 엔드포인트 온도를 사용하여 계산:
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,ANRm³ 를 사용하여 V_sys; 같은 압력 단위를 사용하여 p_1,abs, p_2,abs, 그리고 p_ANR=100 kPa(abs); K를 사용하여 T_1, T_2, 그리고 T_ANR=293.15 K; 취하라 Z_1, Z_2, 그리고 Z_ANR 보정 인증서 또는 제어된 속성 테이블에서; t. 결과는 다음과 같이 유효하지 않습니다 |T_2-T_1|>2 K, 압축성 계수가 누락되어 있거나, 볼륨 항목이 제어 치수가 부족하거나, 최소 단자 압력이 안전 회로 설계 하한에 도달하거나, 압력 곡선이 정확한 반압력 지점을 통과하지 않습니다. 두 테스트 사이의 상대적 차이를 계산합니다. |q_1-q_2|/[(q_1+q_2)/2] 그리고 산술 평균이 10%보다 큰 경우에만 사용합니다.
압력 감소 결과가 동일한 초기 압력 구간에서의 질량 유량계 결과와 10% 이상 차이가 나면 누출 데이터가 실패합니다. 이 교차 검사는 섹션 05.1의 상태-압력 구간-밸브-위치 측정을 대체하거나 연간 누출량을 직접 제공하지 않습니다.
05.3 압축기 로드/언로드 스크리닝 방법
한 개의 고정 속도 압축기가 부하/부하 제어 하에 시스템에 독립적으로 공급되고, 모든 비누출 공기 사용이 분리되고, 부하 출력이 제어된 완전 부하 유량과 같고, 부하 출력이 0인 경우에만 평균 부하 시간 T_on 및 무하 시간 T_off를 게시합니다. 10 사이클의 경우, 부하 및 무하 스위칭 압력은 각각 각각의 10 -사이클 평균의 ± 1% 내에 있어야 합니다. DOE 방법 [ 9 ]을 사용하여 압축기 용량의 비율로 누수를 계산합니다.
R_leak,capacity = T_on / (T_on + T_off) · 100%로드/언로드 방법의 전제조건이 충족되지 않는 경우 해당 비율을 게시하지 마십시오. 이 방법은 총 공급 시스템 누수를 스크린합니다. 개별 장치는 섹션 05.1 에서 측정됩니다. 두 방법은 서로 다른 시스템 경계와 분모를 사용하므로 백분율은 직접 평균되어서는 안됩니다.
05.4 장비-지점 누출 몫
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,year는 생산, 재작업, 시운전, 변경, 유휴, 고장 및 누출 상태를 포함한 모든 압력 상태에서 동일한 지점에 공급되는 연간 공기량입니다. 총량이 이미 분기 유량계에 의해 통합되었을 때 V_device,year에 누출을 다시 추가하지 마십시오. 구성 요소 모델에서 연간 총액을 추정할 때만 기능 구성 요소에 V_leak,year 를 추가합니다. Release는 Chapter 02 에 정의된 R_leak,U 를 사용합니다. 포인트 추정치는 표시용으로만 사용됩니다.
| 등급 | R_leak,U | 통과 기준 | 필요한 동작 |
|---|---|---|---|
| A | ≤5% | 통과, 낮은 누출 | 분기별 재테스트 유지 |
| B | > 5% 그리고 ≤ 10% | 통과, 제어된 누출 | 30 일 이내에 리스트 및 수리 누수. 30th 일의 끝에 열린 작업 주문은 결과를 실패로 변경합니다. |
| C | > 10% 그리고 ≤ 20% | 실패하다 | 수리 후, 모든 섹션 05.1 조합에 대한 측정을 반복 |
| D | >20% | 실패 — 과도한 누출 | 비생산 공기 공급 장치를 분리 및 수리하기 전에 매달린 하중을 언로드 및 제거하고, 움직이는 부품을 기계적으로 안전하게 고정하고, 락/태그를 적용합니다. |
미국 에너지부의 3판 소스북은 잘 유지보수된 시스템에서 5%~10%이하의 누출과 잘 유지보수되지 않은 시스템에서 20%~30%이하의 누설을 설명한다. 로드/언로드 방법은 압축기 용량 또는 전체 시스템 공급과 관련됩니다. 여기서, 분모는 [9] R_leak 단일 장비 지점에 공급되는 연간 총 공기량이므로 DOE 비율로 직접 변환할 수 없습니다. R_leak,U≤10% 이 평가 방법에 대해 독립적으로 정의된 프로젝트 한계이며, 보편적인 장비 사양이 아닙니다. 안전 관련 압력 유지 회로의 누출은 먼저 장비 안전 기준에 따라 해결되어야 합니다. 수리 후, 11장의 여섯 가지 평가를 모두 반복합니다.
06 압력손실, 유량, 최소 압력
압력 평가를 위해, 피크 유량 액션과 가장 낮은 입구 압력을 가진 액션을 선택합니다. 출시된 모든 제품 모델의 모든 공압 작동의 10 실행에 대한 동기화 유량 및 압력을 처음으로 기록합니다. 피크 유량 액션으로 가장 높은 동적 유량 최대치를 가진 액션을 선택하고, 가장 낮은 입구 압력 액션으로 가장 낮은 P3 최소치를 가진 액션 을 선택합니다. 이 두 액션이 동일한 경우, 하나만 유지합니다. 공식적인 평가 중에, 선택된 각 액션의 30 연속 실행을 기록합니다. 동적 유량 및 모든 4개의 압력 채널은 동일한 1 kHz 샘플링 클럭을 사용하고 최소한 200 Hz 의 합계 − 3 dB 대역폭을 가집니다.
불리한 방향으로 확장된 불확실성을 적용하여 모든 공식적인 테스트 파형의 모든 샘플에서 압력 손실을 계산합니다. p_0, p_1, p_2, p_3는 동기화된 게이지 압력이며, U_0, U_1, U_2, U_3는 해당하는 절대 확장 불확실성입니다.
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)]i는 모든 선택된 액션의 30 파형을 범위로 하고 t는 모든 샘플을 범위로 합니다. DOE Sourcebook은 압축기 방전에서 사용의 최종 지점까지의 압력 손실이 방전 압력의 10%보다 훨씬 낮아야한다고 명시하며, 1% – 2% [ 9 ]의 최대 설계 헤더 압력 하락과 함께해야한다고 명시합니다. 이 보고서는 R_Δp,total,U≤10% 를 프로젝트 한계로, R_Δp,main,U≤2% 를 새 헤더 또는 재구성된 헤더의 한계로 사용합니다. 이들은 각각 총 및 헤더 압력 하락에 대한 릴리스 게이트입니다. Chapter 11는 수락 기준을 정의합니다. 장비는 또한 p_3,min,L≥p_required,min,g를 만족시켜야합니다. p_required,min,g는 제어 설계 문서의 최소 작동 게이지 압력에서만 취할 수 있습니다. 이 문서가 없으면 압력 기준이 실패합니다.
| 검사항목 | 통과 기준 | 트리거 파일 |
|---|---|---|
| 신규 또는 재구성된 헤더 압력 하락 | R_Δp,main,U≤2% | 보수적 상한선 > 2% |
| 총 압력 하락 | R_Δp,total,U≤10% | 보수적인 상한선 > 10% |
| 최소 동적 입구 압력 | p_3,min,L≥p_required,min,g | 설계 최소값 아래의 보수적 하한 |
| 반복성 | 보수적 한계 계산에서 선택한 각 작업에 대한 모든 30 파형 포함 | 파형이 누락되거나 불확실성 제한 기준이 실패함 |
불충분한 엔드 포인트 유량의 경우, 먼저 제약을 식별하십시오. 압축기 배출 압력을 증가시키는 것은 보정 작업을 대체하는 것이 아닙니다. 필터, 푸시-인 피팅, 호스, 밸브 매니폴드 및 소음기를 측정된 동적 최대 유량에 비교하여 검사합니다. ISO 6358 데이터를 범위 내의 구성요소에 사용하고 ISO 6358-3 계산을 구성요소 어셈블리에 사용합니다. 레귤레이터의 경우 제조업체의 압력-유량 곡선 또는 Chapter 04 에 지정된 동기화 측정을 사용합니다. 수정 후, 각 선택된 액션에 대한 모든 30 파형은 보호 한계 계산에 들어가야 합니다. 모든 압력 및 기능 기준이 충족되면 압력 평가가 통과됩니다.
압력 감소 세그먼트화는 세 개의 고정 세그먼트 P0-P1, P1-P2, 그리고 P2-P3 에서 동기화된 샘플을 사용합니다. 어떤 세그먼트가 동시 총 P0-P3 압력 하락의 40% 이상을 차지하는 경우, 해당 세그먼트를 첫 번째 수정 조치 우선순위로 만들고, 총 압력 하락이 양수가 아닌 경우 비율을 계산하지 마십시오. 이 비율은 수정 우선 순위만 결정하고 2% 헤더 또는 10% 총 압력 감소 한계를 변경하지 않습니다. 각 압력 센서 범위의 상한은 제어 된 설계 작동 게이지 압력의 2를 초과해서는 안되며, 감압 상태에서 네 개의 채널 사이의 제로 차이는 전체 스케일의 0.5%보다 작아야합니다. 그렇지 않으면 압력 데이터가 실패합니다.
07 전기 할당 및 연간 비용
동시 시스템 평균 비전력 [ 10 ]을 사용하여 단일 기계의 연간 할당 전기 소비량 및 할당 전기 비용을 계산합니다.
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_e는 회사의 청구서에서 유안/kWh로 올인원 단위 전기 가격입니다. 위의 세 가지 결과를 모두 "할당"으로 표시하십시오. 실제 전기 절약 또는 실현 가능한 재정적 이익으로 계산되어서는 안됩니다. 실제 연간 전기 및 전기 비용 절감은 Chapter 03 의 부하 구간 결과를 사용합니다.
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,L사용 시간 가격이 적용되는 경우, 또한 요금 기간에 의해 부하 구간을 나누고; c_e,b,L를 해당 청구 전기 단위 가격의 하단 경계로 취합니다. 개조가 청구 창 내에서 최대 수요를 줄이고 청구서가 정해진 금액을 제공할 때만 수요 요금을 포함하십시오. 그 증거가 없으면 0을 사용합니다. 유지보수, 예비 부품 및 라인 정지 손실에 대해 재무 또는 유지보수 시스템에서 문서화된 금액만 사용합니다. 문서화되지 않은 항목에 대해 0을 사용하십시오. 산업 평균은 금지됩니다.
월간 기준으로 공급 시스템 평균 비전력을 계산합니다. 공통 볼륨 가중치 값 SP_sys,common=(E_sys,base+E_sys,after)/(V_supply,base+V_supply,after)를 할당에 사용합니다. 문서화되지 않은 가중치 규칙을 도입하지 마십시오. 실제 절약은 항상 동일한 부하 구간 또는 측정된 정상화된 전체 스테이션 차이에 대해 SP_marg,b 를 사용하며, 절대 SP_sys,common 를 사용하지 않습니다.
생산 및 가압 상태에 대한 연간 볼륨을 별도로 추정하십시오. 단일 시프트를 365 로 곱하지 마십시오. 생산은 각 모델의 표준화된 강도와 승인된 연간 주기 계수를 사용합니다. 누출은 각 상태-압력-밸브-위치 조합 및 연간 가압 시간에 대한 누출 유량을 사용합니다. 변경, 유휴 및 고장 상태는 7 연속 일에 걸쳐 측정된 각 조합에 대한 기능 평균 유량과 생산 스케줄링 시스템의 연간 조합 시간을 사용합니다. 연간 모델은 다음과 같습니다.
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,k방정식에서 각 상태에 대한 q_s,b,k 는 동시 q_leak,s,b,k 를 감소시킨 후의 함수 평균 흐름입니다. 동일한 볼륨을 한 번만 계산합니다. 7 -day 평가 창 내에서 먼저 측정된 N_j 및 H_s,b,k에서 구성 요소 모델을 계산하고 그 창에 대한 분기계의 원시 통합 총계와 비교합니다. 차이가 2% 를 초과하면 연간 추출이 금지됩니다. 7 -일 균형이 닫힌 후에만 냉동 연간 N_j 및 H_s,b,k를 추정에 사용할 수 있습니다. 프로젝트 릴리스 후 12 개월이 지나면 연간 모델을 분기계의 연간 통합 총량과 비교하여 검증합니다. 차이가 5% 를 초과하는 경우, 경제적 결론은 검증일에 만료되며 모든 6 장 11 기준은 5 근무일 내에 재평가됩니다.
08 수명 주기 비용 및 투자 기준
이 보고서는 5 년의 고정 평가 기간을 사용합니다. 회사가 승인한 프로젝트 할인율 r 를 사용합니다. 승인된 값이 없으면 경제적 기준이 실패합니다. Chapter 09 계산 입력은 할인율을 5% 로 고정하고 회사 승인 값을 사용하여 다른 경우를 계산합니다. 다음과 같이 포인트 추정 수명 주기 비용과 순 현금 가치를 계산한다:
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_invest보수적 한계 계산은 투자 상한 C_invest,U와 연간 순저축 하한 S_y,L=C_base,y-C_after,y-U_S,y를 입력으로 사용합니다.
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_nn는 누적된 할인되지 않은 순 저축이 투자 상한에 도달하는 첫 해입니다. 저축이 각 연도 내에 균일하게 적립된다고 가정합니다. 만약 n가 5 년 내에 존재하지 않는다면, 만약 S_y,L≤0이 어떤 년에도 존재한다면, 또는 분모가 양수가 아니라면, PB_U를 무한으로 정의한다. 같은 연간 저축을 위해, PB_U=C_invest,U/S_1,L. 계약 또는 재무 시스템에 문서화된 경우에만 잔여 가치, 세금 혜택 및 금융 비용을 포함합니다. 경제적 릴리스는 NPV_save,L>0 및 PB_U≤3.0 years, 포인트 추정치 대신 불확실성 경계를 사용하여 필요합니다. 둘 중 하나의 조건이 충족되지 않으면 경제적 기준을 충족하지 못한다. 압력, 기능 또는 안전 실패는 경제적 기준이 통과되더라도 전반적인 릴리스를 방지합니다.
기본선 및 개조 사례에 대해 동일한 연간 주기 카운트, 전기 가격 시리즈 및 할인율을 사용합니다. 회사가 승인한 가격 성장률이 없으면 5년 기간에 0% 를 사용하고, 계약상 잔여가치가 없으면 0% 를 사용한다. 챕터 03 및 07의 내장 한계 모델 또는 정규화된 전체 역 측정에서만 실제 저장 하한을 파생합니다. S_y,L 에서 평균 비전력을 기반으로 할당된 절감을 제외합니다. 원형이 아닌 계산을 유지; 0.01 위안으로 돈을 표시, 0.1 m³ 볼륨, 0.01 백분율 포인트로 비율. 디스플레이 라운딩이 임계값 결과를 변경할 수 없도록 원형되지 않은 값을 기반으로 결정을 내립니다.
09 하나의 장비 지점을위한 작동 예제
다음과 같은 가정 입력은 완전한 계산을 보여줍니다: 180,000 준수 사이클/년, 3,000 생산 시간, 4,000 압력 분지 시간. 이후 개조는 누출 수리, 짧은 진공 공급 명령 창 및 터미널 유량 저항 감소로 구성됩니다. 의 투자 상한을 가정 4,000.00 위안; 전기 가격과 의 0.80 위안 / kWh의 낮은 경계; 5 - 의 년 할인율 5% ; 전기 가격 성장, 유지 보수, 예비 부품, 정지 및 수요 요금 차이, 의 잔여 가치 0 . 의 시스템 평균 비전력 0.115 kWh/m³(ANR)은 할당에만 사용됩니다. 결론은 이러한 가정된 입력에 적용되며, 실제 프로젝트는 동시 측정과 공식적인 테스트 기록이 필요합니다.
09.1 데이터, 누출 및 불확실성
다음 데이터 품질 입력을 가정합니다. 7일 커버리지 98.6% ; 흐름, 기준 상태, 타이밍, 상태 분류 및 연간 추출을 포함한 두 기간의 연간 공기 사용 상대 확장 불확실성 4.0% ; 각각 33,960×4%=1,358.4 m³ 및 12,720×4%=508.8 m³의 절대 확장 불확실성. 섹션 09.3는 한계 전력-흐름 모델의 불확실성을 제공한다. 각 압력 채널에 대한 1.2% 의 상대 확장 불확도, 유효한 계측기 보정, 채널 스키우 ≤ 1 ms, 합성 대역폭 250 Hz 를 가정합니다. 이 가정된 데이터 집합은 Chapter 02 데이터 기준을 통과합니다.
작업 예제에서 0.70 MPa 압력 구간을 사용합니다. P/R/S/C/I/F 의 모든 정상 밸브 위치 조합에 대해, 0 의 액추에이터 및 의도 공기 사용 명령을 가진 섹션 05.1 에서 30 -분 측정 창을 가정합니다. 각 조합의 유량을 개조 전에는 0.080 m³/min(ANR), 개조 후에는 0.002 m³/min (ANR)로 설정합니다. 상대 확장 불확실성은 두 기간 모두 4.0%이다: U_q,base=0.0032 m³/min 및 U_q,after=0.00008 m³/min. 연간 가압 시간을 정확한 입력으로 취급, U_H=0 :
V_leak,base = 0.080 × 60 × 4000 = 19,200 m³(ANR)
V_leak,after = 0.002 × 60 × 4000 = 480 m³(ANR)누출량은 분기 흐름 방법을 사용합니다. 7 -day 분지 총적분과 상태-성분 모형 사이의 입력 차이는 2% 폐쇄 기준을 만족하는 0% 이다. 재작업, 시운전, 변경, 유휴 기능 공기 사용량, 고장 상태 기능 공기 사용량은 0 로 고정되며, 총 지점 공기 사용량은 생산 공기 사용량과 누출 공기 사용량으로 구성됩니다.
09.2 공기 사용, 누출 및 에너지 효율 경계
생산 공기 소비 집중도는 82에서 68 m³(ANR)으로 감소하며, 1,000 사이클당 14,760 및 12,240 m³ (ANR)의 연간 생산 공기 사용에 해당합니다.
| 미터법 | 업그레이드 전 | 업그레이드 후 | 평가 결과 |
|---|---|---|---|
| 연간 생산 공기 사용량 | 14,760 m³ (아르메니아어) | 12,240 m³ (아르메니아어) | 감소됨 2,520 |
| 연간 누출 공기 사용량 | 19,200 m³ (아르메니아어) | 480 m³ (아르메니아어) | 로 감소 18,720 |
| 연간 총 공기 사용량 | 33,960 m³ (아르메니아어) | 12,720 m³ (아르메니아어) | 포인트 추정치가 62.54% 감소됨 |
| 누출-공유 포인트 추정 | 56.54% , 등급 D | 3.77% , 등급 A | 디스플레이를 위한 포인트 추정 |
| 누출 몫 상한 | 61.25% , 등급 D | 4.09% , 등급 A | 개조 후: ≤ 5%, 통과 |
| 총 공기 사용 강도 | 188.67 m³ 다음으로 1,000 사이클 | 70.67 m³ 다음으로 1,000 사이클 | 포인트 추정치가 62.54% 감소됨 |
| 할당된 전기 메트릭 | 3,905.4 초당 킬로와트 | 1,462.8 초당 킬로와트 | 할당만; 실제 전기 절약의 증거가 아닙니다 |
불리한 방향의 누출 몫 상한을 계산합니다.
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%연간 공기 절약의 지점 추정치는 21,240 m³(ANR)입니다. 기간들 사이의 상관관계에 대한 문서화된 증거가 없다면, 보수적인 선형 경계를 사용한다: U_ΔV=1,358.4+508.8=1,867.2 m³ and ΔV_L=21,240-1,867.2=19,372.8 m³. 강도 확장 불확실성은 각각 7.5467 및 2.8267 m³ per 1,000 cycles입니다.
η_air,L = [1-(70.6667+2.8267)/(188.6667-7.5467)]×100% = 59.4229%η_air,L≥5%와 ΔV_L>0 로 인해, 에너지 효율은 통과한다. 리포트 후 R_leak,U=4.0881%≤5%, 그래서 누출은 등급 A이며 통과합니다.
09.3 실제 전기 절약과 보수적 경제 경계
로드-빈 입력 매트릭스는 60 완전 1 min 샘플을 사용합니다. 압축기 시작/정지 시퀀스, 제어 모드, 0.70 MPa 공급 설정 및 공기 처리 작동 조합은 동일하게 유지됩니다. 세 개의 부하 구간이 모든 사전 및 사후 개조 흐름을 커버합니다. 빈에 대한 공기 절약의 확장 불확실성의 합은 1,867.2 m³로 고정되며, 각 빈에 대한 한계 비전력의 확장 불확실성은 0.005 kWh/m³(ANR)입니다.
| 압축기 스테이션 유량 부하 구간 | ΔV_b | U_ΔV,b | SP_marg,b | U_SP,b | 전기 절약 포인트 추정 | 전기 절약 로어 보운드 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [ 0,10 ] m³/분 | 5,520 m³ | 500 m³ | 0.100 | 0.005 | 552.00 초당 킬로와트 | 476.90 초당 킬로와트 |
| ( 10,20 ] m³/분 | 10,080 m³ | 880 m³ | 0.112 | 0.005 | 1,128.96 초당 킬로와트 | 984.40 초당 킬로와트 |
| ( 20,30 ] m³/분 | 5,640 m³ | 487.2 m³ | 0.124 | 0.005 | 699.36 초당 킬로와트 | 613.18 초당 킬로와트 |
| 총계 | 21,240 m³ | 1,867.2 m³ | — | — | 2,380.32 초당 킬로와트 | 2,074.48 초당 킬로와트 |
실제 전기 절약 지점 추정치는 2,380.32 kWh/년이며, 보수적 한계값은 (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 입니다. 연간 전기 비용 절감 지점 추정치는 2,380.32×0.80=1,904.256 yuan 이며, 하한은 2,074.4832×0.80=1,659.58656 yuan 입니다.
5 -year equal-annual-cash-flow 현재가치 요인은 4.32947667 이다. 포인트 추정 순 저축은 1,904.256×4.32947667-4,000=4,244.43 yuan 이며, 하위 한계는 1,659.58656×4.32947667-4,000=3,185.14 yuan 입니다. 포인트 추정 회수는 4,000/1,904.256=2.10 years 입니다. 동일한 연간 저축 하위 경계를 가진 상위 경계 회수는 4,000/1,659.58656=2.41 years 이다. NPV_save,L=3,185.14>0와 PB_U=2.41≤3.0 years, 그래서 경제적 기준이 통과.
09.4 압력, 기능 안전 및 전반적인 결정
압력 계산을 위해 임계 액추에이터의 최소 작동 게이지 압력이 0.60 MPa라고 가정합니다. 피크 유량 및 최저 입구 압력 동작은 30개의 파형과 동일합니다. 가장 불리한 입력값을 사용합니다. P0=0.70 MPa 및 U_0=0.0084 MPa; 기준선 최소 P3=0.61 MPa 및 U_3=0.00732 MPa; 최소한의 후속 개조 P3=0.65 MPa 및 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 MPa기준선 총 압력 손실 상한이 10% 를 초과하면 압력이 실패합니다. 개조 후에는 10% 보다 크지 않으며 최소 압력 하단 경계는 0.60 MPa 를 초과하므로 압력이 통과됩니다. 이 예제는 새롭거나 재구성된 헤더를 포함하지 않으며, 추가적인 2% 헤더 기준은 적용되지 않습니다.
기능 안전 매트릭스는 공급 장애 후 부하 유지, 비상 정지, 브레이크, 그립 확인, 의도하지 않은 탈출 방지 및 잔여 에너지 관리를 포함합니다. 각 테스트는 부하, 초기 상태, 명령, 보유 기간, 바이너리 수락 기준을 필요로 합니다. 이 계산을 위해, 모든 6개의 테스트 상태가 통과되고 안전 바이패스 계수가 0 라고 가정합니다. 이전 입력과 결합하여 데이터, 누출, 압력, 에너지 효율성, 경제성, 기능 안전성이 모두 통과되어 전반적인 계산 패스를 제공합니다. 실제 릴리스는 각 항목에 대한 해당 테스트 기록이 필요합니다.
10 리트로피트 우선순위 및 재테스트
다음과 같은 고정된 순서로 개조를 수행하십시오. 먼저 작업물과 매달린 하중을 제거하고 기계적 잠금 및 잠금/태그아웃을 완료한 후, 버려진 지점, 유휴 장비 및 공기 소비가 0이 아닌 배수구를 분리합니다. 둘째, 피팅, 호스, 밸브 및 씰의 누출을 수리합니다. 세 번째로, 세그먼트화된 압력 하락 결과를 기반으로 필터, 퀵 커넥트, 호스, 밸브 매니폴드, 소음기를 청소하거나 교체하고, 제조업체 커브 또는 동기화 측정을 사용하여 레귤레이터를 해결합니다. 넷째, 0.02 MPa 증가로 지역 압력 설정을 감소시킵니다. 각 설정에서 06장의 모든 압력 파형 및 기능 안전 테스트를 수행합니다. 해제된 설정은 만족하는 가장 낮은 테스트된 설정입니다 R_Δp,total,U≤10%, p_3,min,L≥p_required,min,g, 그리고 100%기능 안전 수락. 다섯째, 모든 블로우 오프 및 진공 발생기 명령에 대한 PLC 화이트리스트 창을 설정하십시오. 창 시작 신호, 종료 신호 및 제어 레시피의 지속 시간을 기록하십시오. 만약 명령이 어떤 순환에서도 창 밖에서 1과 같다면 조건은 실패한다. 여섯째, 모든 기능 안전 테스트를 완료합니다. 일곱째, 7 일 에너지 효율 측정을 반복합니다. 압축기 압력을 증가시키거나 압축기를 추가하는 것은 첫 6 단계 중 하나가 아닙니다.
고정된 제품 혼합 중량과 변경되지 않은 사이클 정의를 사용하여 다시 테스트합니다. 섹션 05.1 에서 각 상태-압력 구간-밸브-위치 조합을 30 분 동안 다시 기록합니다. 압력 테스트는 Chapter 06 에서 정의된 두 가지 작동 유형의 모든 파형을 포함합니다. 안전 테스트는 공급 손실 유지, 비상 정지, 브레이크, 그립 확인, 의도하지 않은 릴리스 방지, 잔여 에너지 관리 및 프로젝트 위험 평가에 필요한 모든 기타 기능을 포함합니다. 어떤 항목의 실패는 에너지 절약 모드에서 생산을 방지합니다.
릴리스 후, 최근 완전한 달에서 월간 I_air,norm를 계산하고 섹션 05.1 에서 분기별로 누출을 재테스트합니다. 호스, 밸브 매니폴드, 레귤레이터, 진공 발생기, 압력 설정 또는 제어 로직의 변경 후에 Chapter 11 기준을 반복합니다. 월간 정상화된 공기 사용 강도의 하단 경계가 10%, 또는 분기별 R_leak,U>10% 보다 방출 값을 초과하는 경우, 5 근무일 이내에 누출을 찾고 6회의 재테스트를 모두 시작합니다. p_3,min,L가 설계 최소치 이하로 떨어지거나 안전 기능이 실패하면 즉시 에너지 절약 모드를 철회하십시오. 생산을 재개하기 전에 근본 원인 기록, 완료된 유지 보수 주문, 모든 6개 기준에 대한 통과 결과 및 장비/안전 소유자 서명을 얻으십시오. 누락된 레코드는 복원을 방지합니다. 최소한 5년 동안 원본 데이터, 공식 수정 및 결정 테이블을 보존하여 전체 LCC 기간을 포함하고 지속적인 에너지 성능 개선을 지원합니다 [ 12 ].
11 FMEA, 위험 관리 및 전반적인 릴리스 기준
| 실패 모드 | 결과 | 감지 및 제어 | 실패 트리거 |
|---|---|---|---|
| 가스 방정식에서 절대 압력 대신 사용되는 게이지 압력 | 공기 사용량 측정에서의 체계적인 편향 | p_g, p_abs, p_atm을 별도의 필드에 기록 | 알 수 없는 압력 참조 |
| m³(ANR)와 m³ 또는 Nm³ 혼합 | 비교 불가능한 유량 데이터 | 모든 결과를 ISO 8778 참조 대기로 변환 | 기준 온도, 압력 또는 습도가 누락됨 |
| 생산 공기 사용량이 누출 시험 중 분리되지 않음 | 과장된 누출 | 모든 생산 점포 잠금 및 태그 제거 | 테스트 중 액추에이터가 움직임 |
| 평균 압력만 사용하는 압력 손실 테스트 | 일시적 저압이 누락됨 | 동일한 1 kHz DAQ는 4개의 채널을 기록하고 샘플별로 모든 파형을 범위화합니다. | 파형이 누락되거나, 압력 손실 상한이 과도하거나, 하한 압력이 부족한 경우 |
| 실제 절감의 증거로 사용되는 평균 비전력 | 과장된 절감 | 동일 부하 한계 전력 흐름 모델 또는 정상화된 전체 스테이션 측정 | 두 실제 저장 증거 방법은 유효하지 않습니다 |
| 압력 감소로 그립 또는 브레이크가 저하됨 | 부하 드리프트 또는 의도하지 않은 릴리스 | 통제된 위험 평가에 의해 지정된 모든 기능 테스트 및 압력 손실 테스트 수행 | 기능 또는 안전 테스트 실패 |
| 누출 수리 중 안전 배기가 차단됨 | 잔여 에너지를 방출할 수 없음 | 공압 회로도에 대한 각 포인트 확인 | 절연 후 잔류 압력을 방출할 수 없음 |
| 전기 절약 및 누출 절약이 두 배로 증가 | 과장된 절감 | 총 공기 사용량의 차이로부터 혜택을 한 번에 계산 | 동일한 공기량이 두 혜택 항목에 나타납니다. |
| 확인된 절감으로 보고된 예상 정지 손실 | 과장된 LCC 결과 | 재무 기록에 의해 지원되는 금액만 사용 | 지원되지 않는 금액이 모델에 입력됨 |
전체 릴리스는 6개의 조건에 대한 별도의 결정을 필요로 한다. 프로젝트 패스는 다음 조건이 모두 충족될 때만 발급될 수 있습니다.
- 데이터: 범위, 기기, 동기화, 대역폭, 반복성, 7 -일 조정, 불확실성 예산을 만족하는 장 02.
- 누출 :
R_leak,U≤10%. - 압력:
R_Δp,total,U≤10%및p_3,min,L≥p_required,min,g; 새로운 또는 재건된 헤더는 또한R_Δp,main,U≤2%를 만족시켜야 한다. - 에너지 효율:
η_air,L≥5%연간 공기 절약 낮은 한계ΔV_L>0. - 경제학:
NPV_save,L>0와PB_U≤3.0 years. - 기능적 안전성: 제로 안전 바이패스로 제어된 위험 평가 패스에서 기능 및 안전 테스트의 100%. 위험 평가, 바이너리 수락 기준 또는 테스트 기록이 누락되면 실패가 발생합니다.
어떤 조건이 실패하면 전체 프로젝트가 실패합니다. 수정 조치 후, 모든 6 평가는 전체 반복되어야합니다; 부분적인 재테스트는 대체되지 않습니다.
12 결론
압축 공기 경제성을 평가하기 위해서는 일관된 참조 조건, 통합 장비-분기 유량, 상태-압력-밸브-위치 누수 측정, 4채널 동적 압력, 사이클 계수, 일치하는 부하 한계 전력-유량 모델 및 재무 기록이 필요합니다. 입구 압력, 명판 전력 또는 고립 된 스크린 샷은 그 자체로 결론을 지원하는 데 충분하지 않습니다. 이 방법의 프로젝트 기준은 10% 의 상부 누수율 한계, 10% 의 상부 총 압력 하락 비율 한계, 5% 의 하부 공기 사용 개선 한계, 긍정적 하부 순 현재 가치 한계 및 3 년의 상부 회수 한계와 다른 모든 릴리스 요구 사항입니다.
이 방법은 효율성 기준선, 개조 검토, 수명 주기 비용의 조달 비교 및 운영 유지 보수 재테스트를 지원합니다. 공식적인 프로젝트 측정 기록, 위험 평가, 설계 문서 및 시험 보고서는 "이 평가 방법을 통과"의 결론이 발행 될 수 있기 전에 챕터 11의 모든 6 개의 임계값을 공동으로 충족해야합니다. 어떤 조건의 실패는 전반적인 "실패"를 생성합니다.
표준 상태 확인 기준일은 2026-08-15입니다. ISO 11011:2013, ISO 4414:2010, ISO 8778:2003, ISO 6358-1:2013, ISO 6358-2:2019, ISO 6358-3:2014 및 ISO 50001:2018은 모두 ISO의 발행 상태입니다. ISO 1217:2009는 여전히 발행된 판이며 개정 단계에 있습니다. GB/T 7932-2017은 국가표준 정보 공공서비스 플랫폼에서 현행으로 표시됩니다. 05장과 12장에는 기준일까지 발행된 ISO 6358 및 ISO 50001의 수정 사항이 반영되어 있습니다. 기준일 이후에 프로젝트를 시작하는 경우에는 프로젝트 착수일에 표준 목록을 다시 대조해야 하며, 대조를 완료하지 않으면 데이터 항목은 합격으로 판정할 수 없습니다.
참고문헌
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- GB/T 7932-2017 "공압 시스템 및 그 구성 요소에 대한 일반 규칙 및 안전 요구 사항". https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=8F5EDDC1CD00C550340316DBCEC789DD
- ISO 1217:2009. 배출량 압축기 — 수용 시험; 수정 1 : 2016. https://www.iso.org/standard/44769.html
- ISO 6358-1:2013 , 수정안 1 : 2020 법률 및 개정 2 : 2026 . 공압 유체 동력 — 압축 유체를 사용하는 구성품의 유량 특성 결정 — Part 1 : 정상 유량에 대한 일반 규칙 및 시험 방법. https://www.iso.org/standard/56612.html
- ISO 6358-2:2019 , 수정안 1 : 2026 . 공압 유체 동력 — 압축 유체를 사용한 부품의 유량 특성 결정 — 제 2 : 대체 시험 방법. https://www.iso.org/standard/71270.html
- ISO 6358-3:2014. 공압 유체 동력 — 압축 유체를 이용한 구성품의 유량 특성 결정 — 부분 3 : 시스템의 정상 유량 특성 계산 방법. https://www.iso.org/standard/56616.html
- ISO 8778:2003. 공압 유체 파워 — 표준 참조 분위기. https://www.iso.org/standard/26559.html
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- ISO 50001:2018 , 수정안 1 : 2024 . 에너지 관리 시스템 — 사용 지침과 요구 사항. https://www.iso.org/standard/69426.html
