- Оценка энергоэффективности пневматического оборудования с использованием как m³(ANR)на 1,000 циклов, так и распределенного kWh на 1,000 ци-клов; мощность компрессора является недостаточной.
- Выберите наименьшую проверенную настройку давления, отвечающую требованиям в отношении нагрузки, срабатывания и времени цикла. Повышение давления сверх этого значения увеличивает утечку и потребление воздуха без повышения эффективности.
- Измеряют утечку в рабочем состоянии, при давлении 0.02 MPa и в устойчивом положении клапана, а затем пересчитывают все объемы воздуха в одну и ту же эталонную атмосферу.
- Оценка годовой стоимости, окупаемости и общей стоимости владения за пять лет только после того, как функции безопасности, время цикла и качество соответствуют установленным критериям.
00Резюме
Пневматические промышленные манипуляторы используют сжатый воздух для балансировки нагрузки, подъема, зажима, поворота, разблокировки тормоза и создания вакуума. Потребление воздуха на устройство, утечка во время остановки производства, потери давления по секции и окупаемость модернизации должны рассчитываться на основе измеренных данных. Мощность компрессора и давление на входе не могут заменить эти результаты. В стандарте ISO 11011:2013 система разделена на подсистемы предложения, передачи и спроса и предусматривается оценка на основе сбора данных, анализа и письменного отчета [1]. Соответственно, этот метод позволяет согласовывать счетчики электроэнергии, данные об общем расходе, расходе в ответвлениях, динамическом давлении и производстве на общей временной основе.
Объем свободного воздуха определяется в соответствии со стандартной эталонной атмосферой ISO 8778:2003: 20 ℃, абсолютное давление 100 kPa и относительная влажность 65%, выраженная в m³(ANR)[8]. Данные счетчика, полученные с использованием других исходных условий, должны преобразовываться до агрегирования.
Средняя одновременная удельная мощность на стороне поставкиSP_sysиспользуется для распределения потребления электроэнергии. Фактическая экономия электроэнергии и финансовые выгоды используют только маргинальную модель мощности-поток с соответствующими нагрузками или измеренные до и после значения, нормализованные для всей компрессорной станции. На стороне спроса интеграция потока отделяет производственный воздух от утечки; на стороне передачи синхронизированные формы давления оцениваются по каждой пробе для действия пикового потока и действия с наименьшим давлением на входе. ISO 1217:2009 определяет применимость данных о расходе и приемлемой мощности компрессора [4], в то время как серия ISO 6358 охватывает характеристики потока в устойчивом состоянии и расчеты пропускной способности системы в пределах установленной сферы применения [5][6][7]. Ни то, ни другое не заменяют одновременные измерения на объекте.
Основные выводы
- Для расчетов потребления энергии используется объем свободного воздуха в общем исходном состоянии. Если данные о манометрическом давлении, абсолютном давлении, фактическом объеме и м³(ANR) смешиваются, то отчет не проходит проверку на качество данных.
- Классифицировать по консервативной верхней границе
R_leak,Uежегодной доли объема утечки в ветвях: ≤5%- класс А; >5%и ≤10%- класс В; оба проходят; >10%не проходят. Проценты утечки в информации министерства энергетики США используют мощность компрессора или подачу воздуха в системе в качестве границы учета [9], которая отличается от знаменателя годового объема ветки для одной машины в этом отчете. Эти два процентных показателя не подлежат прямому пересчету. Этот отчет устанавливает 10%как верхний предел выпуска проекта. - Критерий давления соблюдается только в том случае, если консервативная верхняя граница общего потери давления от компрессорной установки до входа критического привода не превышает 10%, а консервативная нижняя граница минимального динамического давления на входе соответствует расчетному минимуму. Несоблюдение любого из этих условий означает несоблюдение критерия давления [9].
- Для одной машины в качестве показателей энергоэффективности используются m³(ANR) на 1,000 циклов и распределенный кВт·ч на 1,000 ciklus и отдельно указываются данные об использовании производственного воздуха, использовании утечки воздуха и использовании воздуха для поддержания давления на холостом ходу. Распределенное потребление электроэнергии не является свидетельством фактической экономии электроэнергии.
- Общий выпуск использует правило отказа один из шести, охватывающее данные, утечку, давление, энергоэффективность, экономику и функциональную безопасность. Критерии утечки, давления, энергоэффективности и экономические критерии оцениваются на расширенных границах неопределенности в неблагоприятном направлении. Проект проходит только тогда, когда все шесть критериев проходят.
01Область применения, границы системы и терминология
Оценка охватывает манипулятор, конечные инструменты, вакуумные генераторы, локальные накопители воздуха, фильтры-регуляторы, шланги и оборудование. Граница измерения делится на предложение, передачу и спрос. Поставка включает электроэнергию для компрессоров, охлаждения, сушки, фильтрации и вспомогательных устройств. Передача включает в себя магистральные, кольцевые сети, ответвления и терминальные соединения. Спрос распространяется от изолирующего клапана для оборудования до приводов, вакуумных генераторов и технологических отводов воздуха. ISO 4414:2010 и GB/T 7932-2017 определяют общие правила и требования безопасности для пневматических систем и компонентов в машинах [2][3]. Никакая модификация эффективности не должна ослаблять защиту от потери давления, разгрузку остаточной энергии, изоляцию, ограничение давления, сохранение сцепления или предотвращение случайного высвобождения.
| Символ | Определение | Единицы и правила |
|---|---|---|
| V_ANR | Объем свободного воздуха в эталонной атмосфере стандарта ISO 8778 | м3 (АНР) |
| q_ANR | Мгновенный объемный расход при стандартной исходной атмосфере | м3/мин. (ANR) |
| E_sys | Электрическая подача в подсистему питания в течение того же периода измерений, включая вспомогательные устройства, входящие в сферу оценки | кВт·ч |
| SP_sys | Среднесистемная удельная мощность, E_sys/V_supply; используется только для показателей распределения | кВт·ч/м³ (ANR) |
| SP_marg,b | Предельная удельная мощность для всей станции в грузовом отсекеb | кВт·ч/м³ (ANR) |
| V_prod | Объем свободного воздуха, требуемый для соответствующих производственных циклов | м3 (АНР) |
| V_leak | Потеря объема свободного воздуха в результате нефункциональной утечки | м3 (АНР) |
| V_total | Общий объем ветки оборудования во всех состояниях давления; синоним V_device | м3 (АНР) |
| I_prod | Интенсивность использования производственного воздуха, 1000 V_prod / N_cycle | m³(ANR)на 1,000 циклов |
| I_leak | Интенсивность использования воздуха при утечке, 1000 V_leak/N_cycle | m³(ANR)на 1,000 циклов |
| I_air | Общая интенсивность использования воздуха, 1000 V_total/N_cycle | m³(ANR)на 1,000 циклов |
| I_e,alloc | Распределенная интенсивность электроэнергии, 1000 E_device,alloc/N_cycle | кВтч на 1,000 циклов |
| R_leak | Объем утечки в процентах от общего объема воздуха, подаваемого в сектор оборудования | % |
| R_leak,U | Верхняя граница доли утечки, включая расширенную неопределенность в неблагоприятном направлении | % |
| R_Δp,total,U | Верхняя граница общего потери давления от P0 до P3, включая расширенную неопределенность в неблагоприятном направлении | % |
«Цикл» определяется от разрешения на подъем заготовки до завершения высвобождения и возвращения в исходное состояние для следующего подъема. Циклы повторной обработки, циклы без нагрузки и циклы ввода в эксплуатацию учитываются отдельно; они не включаются в циклы соответствующего производства. В тех случаях, когда оборудование остается под давлением в ходе производства, смены рабочих мест, перерывов или в периоды отсутствия рабочих смен, все это время включается в число часов работы под давлением.
Рабочие состояния являются взаимоисключающими, и каждому образцу присваивается только один код:Pпринятое производство,Rпереработки,S- ввод в эксплуатацию или циклический порожний цикл,Cпереход,Iхолостом ходу и под давлением,F- разрушен и подвергнут давлению; иDсбросить давление. Если коды состояния контроллера недоступны, воссоздайте состояние с использованием всех четырех источников: сигналов разрешения цикла, сигналов тревоги оборудования, обратной связи клапана ветки-изоляции и записей смены. Если какой-либо источник отсутствует, отчет с разрешением состояния не удовлетворяет критерию данных.P- производственное использование воздуха;R/S/C/I/Fотражаются отдельно. Ненулевой поток в состоянииDрассматривается в качестве аномалии нулевого смещения счетчика или внутренней утечки изолирующего клапана. Эта классификация проводит различие между производственным воздухом, непродуктивным потреблением и воздухом, используемым для безопасного поддержания давления. Утечка во внесменном режиме не должна включаться в эффективность индивидуальных действий.
02Архитектура измерения и критерии качества данных
Расположите счетчики вдоль энергетического потока: главный счетчик электроэнергии регистрирует энергию, поступающую в систему подачи, счетчик общего расхода регистрирует m³(ANR), поступающих в распределительную систему, счетчик оборудования регистрирует общее использование воздуха манипулятора, а контроллер регистрирует циклы, модели, состояния и сигналы тревоги. Четыре синхронизированных канала давления устанавливаются следующим образом:P0за контрольным клапаном компрессора и перед первым элементом системы обработки воздуха;P1на главном входе в систему после всех установок очистки воздуха;P2на главном конце и перед разъединительным клапаном ветки оборудования; иP3на входе в критический исполнительный механизм. Если несколько компонентов имеют критические требования к давлению, переместитьP3и испытать каждое независимо; каждое местоположение должно пройти. Общее потребление электроэнергии и общий поток свободного воздуха для параллельных компрессоров должны суммироваться за один и тот же промежуток времени.
| Элемент данных | Минимальные требования к приобретению | Критерии приемлемости данных |
|---|---|---|
| Электроснабжение и общий поток | 7 последовательных производственных дней, охватывающих все смены и выпущенные модели продукции, выборка с интервалами не более 1 с | Охват достоверными данными не менее 95% |
| Поток ответвления | Охватывает производство, смену, перерывы и периоды давления вне смены | Полная информация об исходном состоянии прибора и направлении потока |
| Динамическое давление | 30 последовательных прогонов каждого из действий, связанных с пиковым расходом и наименьшим давлением на входе; четыре канала давления с частотой не менее 1 кГц | Общий DAQ и тактовая частота; смещение канала не более 1 пробы; комбинированная полоса пропускания датчика/кондиционера/DAQ -3 дБ, не менее 200 Hz; все 30 сигналов полны. Если оба варианта определяют одно и то же действие, проверьте один набор. |
| Расход утечки | Регистрация каждой комбинации рабочего состояния, резервуара под давлением и устойчивого положения клапана в течение 30 минут без производства, движения или преднамеренного использования воздуха; интервал отбора проб не более 1 с | Допустимый охват не менее 95% на комбинацию; давление в пределах ±0.01 MPa от центра контейнера |
| Обзор уменьшения давления утечки | После выполнения всех предварительных условий раздела 05.2 регистрировать давление и абсолютную температуру воздуха | Разница между двумя результатами не должна превышать 10%; метод не используется, если какое-либо предварительное условие не выполняется |
| Количество циклов и продуктов | Контроллер или независимый счетчик с временными метками, синхронизированными с потоком | Разница в подсчете не более 1% |
| Статус документа | Регистрация идентификатора прибора, диапазона, точности и действительности калибровки | Калибровка с истекшим сроком не соответствует критерию данных |
Этот метод ограничивает относительную расширенную неопределенность до 5% для расхода в ответвлении, 2% для электрической энергии и 2% для давления. Бюджет должен включать калибровку, повторяемость, преобразование исходного состояния, время, классификацию состояния и ежегодную экстраполяцию; одна только точность таблички с названием прибора является недостаточной. В случае превышения предельного значения сопоставление энергоэффективности не может переходить к экономической оценке. Используйте одни и те же веса смеси продуктов, определение соответствующего цикла и годовое количество часов работы под давлением до и после модернизации. Если смесь продуктов меняется, нормализуйте оба периода с использованием зафиксированных весов, а не сравнивайте их нескорректированные общие показатели.
Перед оценкой заморозить вес продуктаw_jс использованием официально утвержденного годового плана производства компании. В случае отсутствия годового плана используются доли соответствующих циклов для каждой модели в течение 7 последовательных базовых дней. Каждая взвешенная модель должна выполнять по меньшей мере 30 циклов соответствия как в исходном режиме, так и после модификации; в противном случае критерий данных не выполняется. Рассчитать нормализованную интенсивность использования воздуха с помощью следующего уравнения с использованием тех жеw_jдо и после иΣw_j=1:
I_air,norm = Σ[j=1..m] w_j · I_air,jПогрешность времени между потоком ответвления и состоянием цикла должна составлять ≤ 100 мс, а погрешность времени между электроэнергией и общим потоком питания должна составлять ≤1 с. В четырех каналах давления используется один и тот же прибор ДКН с верхним пределом 1 образца смещения канала. Не интерполировать отсутствующие пробы. Критерий данных не выполняется немедленно, если общая доля недостающих данных превышает 5%, если недостающий сегмент охватывает пиковое действие или если в ходе испытания на герметичность отсутствует какая-либо проба. Инструмент отчетности с расширенной неопределенностью и коэффициентом охватаk=2. Стандартные неопределенности годового использования воздуха в эти два периода являются следующими:u_base=U_base/2иu_after=U_after/2с коэффициентом корреляцииρ:
U_ΔV = 2·sqrt[u_base^2 + u_after^2 - 2ρ·u_base·u_after]
ΔV_L = (V_base - V_after) - U_ΔVU_baseиU_after- абсолютные расширенные неопределенности годового использования воздуха в эти два периода. Используйте записанныйρтолько в том случае, если письменные доказательства подтверждают независимость калибровочной цепи, приборов, отбора проб и погрешностей пересчета. Если какие-либо данные отсутствуют, то используется фиксированная консервативная верхняя границаU_ΔV=U_base+U_after. Экономия воздушного транспорта устанавливается только тогда, когдаΔV_L>0; равенство нулю также не удаётся. Все производные жесткие ворота используют следующие пределы неблагоприятного направления:
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%Неположительный знаменатель не отвечает критерию данных. Энергоэффективность требует и того, и другогоη_air,L≥5%иΔV_L>0; утечка требуетR_leak,U≤10%. Уравнения давления и экономической неопределенности приводятся соответственно в главах 06 и 08.
03Исходный уровень и показатели энергоэффективности сжатого воздуха
Использование одновременно измеряемой средней удельной мощности системы только для расчета показателя распределенного энергопотребления:
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_sysдолжен включать электроэнергию, потребляемую основными двигателями, охлаждающими вентиляторами, сушилками, дренажными системами и вспомогательным контролирующим оборудованием в пределах границы оценки.V_supply- количество m³(ANR), поставленных в сеть за тот же период. Мощность, указанная на табличке, не учитывает потери при частичной нагрузке, без нагрузки и вспомогательные потери. Для проверки номинальной рабочей точки могут использоваться данные ISO 1217:2009 о расходе и приемлемой мощности для компрессоров объемного действия, но они не могут заменить годовую удельный мощность для конкретного объекта [4]. Полученные результатыE_device,allocиI_e,allocданные предназначены только для распределения расходов и не отражают фактическую экономию электроэнергии на компрессорных станциях.
Фактическая экономия электроэнергии рассчитывается с использованием модели маргинальной мощности по отношению к потоку в пределах одного и того же грузового контейнера. Поместить 1 мин синхронизированные средние значения общего потока станции и общей активной мощности в грузовой ящикb. Каждый используемый резервуар должен содержать по меньшей мере 30 полных проб как на исходной линии, так и после модификации; диапазон расхода, отбираемый в этом резервуаре, должен охватывать расходы в этом резервуаре до и после модификации; и последовательность запуска/остановки компрессора, режим управления, регулировка давления подачи и комбинация функций обработки воздуха должны быть одинаковыми. В каждом контейнере измеренная активная мощность по сравнению с потоком свободного воздуха определяется методом наименьших квадратов следующим образом:P_b=α_b+m_bq_bи определитьSP_marg,b=m_b/60. Потому чтоm_b− в kW/[m³/мин. (ANR)],SP_marg,b- в kWh/m³(ANR). Расширенная неопределенностьU_SP,bвключает вклад регрессионного наклона, электросчетчика и счетчика общего расхода:
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,LМодель с внутренним распределением является недействительной, если в грузовой камере имеется недостаточное количество проб, после модификации расход находится за пределами измеряемого диапазона, изменяется последовательность работы компрессора или режим управления,m_b≤0, илиU_SP,b/SP_marg,b>10%. В качестве альтернативы нормализовать измерения на всей станции по слою эксплуатационных условийg, определяется смесью продуктов, последовательностью компрессора, режимом управления, температурой на входе компрессора в диапазоне 5 ℃ и установкой давления подачи в диапазоне 0.02 MPa. Для каждого слоя требуется не менее 30 полных проб активной мощности в течение 1 минуты до и после модернизации и одинаковая утвержденная годовая продолжительность работы.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,fullИспользованиеΔE_full,LвместоΔE_actual,Lдля экономических расчетов. Если требования к данным, предусмотренные в этом разделе, не удовлетворяются ни в случае маргинальной модели, ни в случае нормированных измерений по всей станции, то экономический критерий не выполняется.
Отчет об интенсивности производственного воздухаI_prod, интенсивность утечки воздухаI_leak, общая интенсивность воздухаI_airи распределенная электроэнергияI_e,allocвместе. Сокращение общего потребления воздуха, сопровождаемое лишь сокращением числа циклов, не свидетельствует о повышении эффективности. Сопоставление общей интенсивности воздуха до и после модернизации с использованием коэффициента сокращения, определенного ниже:
η_air = (I_air,base - I_air,after) / I_air,base · 100%Критерий энергоэффективности требует оценки по пунктамη_air≥5%, консервативная нижняя границаη_air,L≥5%, и с использованием коэффициента охватаk=2, воздухосберегающая нижняя границаΔV_L>0. Невыполнение любого из условий означает невыполнение критерия. Укажите первичную разницу, расширенную неопределенность и консервативную нижнюю границу, а также процентную долю.
04Эффективное потребление воздуха пневматического промышленного манипулятора
Прямая интеграция с помощью расходомера оборудования-отделения дает официальный результат измерения:
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_leakИнтеграционная переменнаяdtв мин.b(t)- резервуар с давлением на входе оборудования в данный момент времениt, с фиксированной шириной кабины 0.02 MPa;k(t)- стабильная комбинация положения клапана, отображаемая на выходах ПЛК.q_leak,s,b,k- исходная линия утечки, измеренная в соответствии с разделом 05.1 для одного и того же состояния, резервуара под давлением и комбинации положения клапана. Каждый наблюдаемыйs-b-kкомбинация требует базового уровня; если какой-либо из них отсутствует, отчет компонента не выполняется.V_total- совокупный интеграл расходомера с ответвлением.V_prodиV_R/V_S/V_C/V_I/V_Fявляются функциональными компонентами после вычета исходного значения одновременной утечки. В течение 7-дневного окна оценки, общая ошибка закрытия|V_total-(V_prod+V_R+V_S+V_C+V_I+V_F+V_leak)|/V_totalдолжен быть ≤2%; если он превышает 2%, отчет компонента не удастся. Еслиq_ANR<q_leak,s,b,kпри любой пробе не обрезать результат для принудительного закрытия. Сначала проводится повторная проверка исходных условий утечки для этой комбинации; если это условие сохраняется, критерий данных не выполняется. ПереработкаRи ввод в эксплуатацию или циклы холостого ходаSввести общее, но не соответствующее требованиям потребление воздуха в производстве.
Теоретическая величина свободного воздуха для баллона двойного действия используется только для проверки порядка величины измеряемого расхода. ЛетA_bдолжна быть площадь бурения,A_r- площадь поршневого стержня, иLинсульт. С абсолютными давлениями подачиp_1,absиp_2,absдля расширения и сжатия, соответственно, и температуры подачиT_1иT_2, то теоретическая величина для одного полного цикла вращения в обратном направлении составляет:
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)Вот,p_abs = p_gauge + p_atm. При проверке теоретических объемов отдельно учитываются мертвые объемы, наполнение и вентиляция шлангов, амортизация, пилоты клапанов-коллекторов, тормоза, инструменты и вакуумные генераторы. Пневматические балансировочные цепи не обязательно заполняют и выкачивают свой полный объем в каждом цикле, поэтому формальные расчеты должны использовать интегрированный поток. Интегрировать потребление вакуум-генератора в реальном времени. Непрерывное выдувание, выхлопная труба, оставленная открытой по ошибке, и удержание вакуума во время холостого хода - все это относится кV_Iи не должны рассматриваться в качестве продуктивной работы.
Группировка данных о смешанных моделях оборудования по эксплуатационному состоянию и модели изделия. Окно интеграции каждого цикла начинается на восходящем крае разрешения на подъем и заканчивается на восходящем крае, подтверждающем начальное состояние для следующего цикла. Назначить время под давлением без сигнала подтверждения циклаIа не смежные циклы. Использовать средний расход в состоянииDболее 60 секунд подряд в качестве ежедневной проверки нулевого состояния. Если его абсолютная величина превышает 0.5% полной шкалы измерения, данные о потоке ветки за этот день не подтверждаются. Сохраняется первоначальная последовательность измерений в течение 1 с, результаты за цикл и суточные совокупные значения; совокупные различия в объеме между этими уровнями не должны превышать 0.5%.
Стандарты ISO 6358-1:2013 с поправками 2020 и 2026 годов и ISO 6358-2:2019 с поправкой 2026 года используются для испытания характеристик потока компонентов с фиксированным или изменяемым путем потока в пределах их установленной сферы применения [5][6]. ISO 6358-3:2014 использует известные характеристики компонентов и трубопроводов для расчета устойчивой пропускной способности системы [7]. Не следует применять уравнения, не относящиеся к сфере применения соответствующей части, к баллонам, воздушным резервуарам, контрольным устройствам с давлением трещин, быстродействующим выпускным клапанам или регуляторам с внутренним управлением. Для регулятора используется изготовителем кривая давления и расхода, охватывающая проектное задаваемое давление и фактические диапазоны давления на выходе, давления в выходе и расхода. Если такая кривая отсутствует, то используются синхронизированные измерения давления на выходе, давления на выходе и расхода; расчеты по стандарту ISO 6358 не заменяются.
05Измерение, преобразование и классификация утечки
05.1 Метод, предусматривающий использование ответвительного расходомера по массе
Основной метод определения значения выбросов в результате утечки из оборудования предусматривает использование расходомера массового потока с ответвлением. Для каждого штатаs, 0.02 MPa под давлениемb, и устойчивая комбинация положения клапанаkв главе 04, воспроизводят это сочетание в режиме испытания; снимают заготовки и подвешенный груз; механически блокируют движение; отключают вытяжку, вакуумный генератор и привод; и непрерывно регистрируют в течение 30 минут. Функции безопасности, требующие непрерывного подачи воздуха для контроля за риском, должны измеряться на независимом ответвлении и классифицироваться как функциональное использование воздуха, а не как утечка. Если использование воздуха для функции безопасности нельзя отделить от утечки, то данные по этому показателюs-b-kкомбинация не сработала.
Пробоотбор для каждой комбинации производится с интервалом не более 1 с, при этом давление на входе поддерживается в пределах ±0.01 MPa от центра контейнера и обеспечивается по крайней мере 95%охват действительных данных. Испытание считается недействительным в случае любого привода или преднамеренного использования воздуха. Взятьq_leak,s,b,kв качестве среднего значения действительных выборок для этой комбинации. Включение калибровки расходомера, повторяемости, преобразования в исходное состояние, нулевого смещения и стабильности давления в расширенной неопределенностиU_q,s,b,k. Измеряют утечку в исходных условиях и после модернизации отдельно; не используют значения одного периода в другом.
Если расходомер массового потока непосредственно указывает исходное состояние ISO 8778, то регистрируется его конфигурация при температуре 20 °C, абсолютном давлении 100 kPa и относительной влажности 65%. Когда прибор показывает фактический объемный расход потокаq_op, преобразовать его с использованием коэффициента сжимаемостиZиз сертификата калибровки:
q_ANR = q_op · (p_op,abs/p_ANR) · (T_ANR/T_op) · (Z_ANR/Z_op)Приобретениеp_op,absиT_opс тем же временем, что и поток. Если в записи отсутствуют данные об абсолютном давлении, абсолютной температуре, коэффициенте сжатия или конфигурации влажности, то данные для данного контейнера не сохраняются. В границу утечки включаются утечка через клапаны, отвод воздуха с ненулевой потребляемой мощностью и воздух, используемый импульсными линиями прибора.
05.2 Перекрестная проверка падения давления при остановке
Используйте метод падения давления только тогда, когда выполнены все следующие условия: заготовка и подвешенная нагрузка удалены; механические части заблокированы; сжатый воздух заблокирован и помечен; цепь безопасного удержания физически изолирована от испытательной секции; контролируемый P&ID, список сегментов труб, список воздухоприемников и БОМ компонентов обеспечивают 100% по каждому элементу покрытие изолированного объема; и разрешение на испытание подписано владельцами оборудования и безопасности. Не начинать испытание на падение давления, если какое-либо из условий отсутствует.
После достижения системой рабочего манометрического давленияp_1,gзаписанный в контролируемом рецепте, изолировать подачу воздуха. Зафиксировать конечную точку вp_2,g=0.50p_1,gи линейной интерполяции времени пересеченияtиз временных рядов давления. Коэффициент DOE 1.25 применяется только к этой конечной точке полудавления и корректирует среднюю утечку в процессе перехода к первоначальному давлению в системе [9] [11]. Расчет с использованием абсолютных конечных температур:
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,ANRИспользуйте m³ дляV_sys; использовать одну и ту же единицу измерения давления дляp_1,abs, p_2,abs, иp_ANR=100 kPa(abs); используйте K дляT_1, T_2, иT_ANR=293.15 K; взятьZ_1, Z_2, иZ_ANRиз сертификатов калибровки или таблиц контролируемых свойств; и использовать min дляt. Результат недействителен, если|T_2-T_1|>2 K, отсутствует какой-либо коэффициент сжатия, любой элемент объема не имеет контролируемых размеров, минимальное давление на выходе достигает нижнего предела конструкции цепи безопасности или кривая давления не пересекает точную точку полудавления. Рассчитать относительную разницу между двумя испытаниями следующим образом:|q_1-q_2|/[(q_1+q_2)/2]и использовать среднее арифметическое только в том случае, если оно не превышает 10%.
Если результаты измерения падения давления отличаются более чем на 10% от результатов измерения массовым расходомером в том же первоначальном резервуаре под давлением, то данные об утечке не принимаются. Эта перекрестная проверка не заменяет измерений состояния, давления, резервуара и положения клапана, указанных в разделе 05.1, и не обеспечивает непосредственного определения годового объема утечки.
05.3 Метод проверки нагрузки/разгрузки компрессора
Публикация среднего времени загрузкиT_onи время разгрузкиT_offтолько в том случае, когда один компрессор с постоянной частотой вращения независимо подает воздух в систему под управлением нагрузки/разгрузки, все использование воздуха без утечки изолировано, нагруженная выходная мощность равна контролируемому расходу при полной нагрузке, а разгруженная выходная мощности равна нулю. В течение 10 циклов переключающее давление в нагруженном и разгруженном состоянии должно оставаться в пределах ±1% от их соответствующего среднего значения за 10 циклов. Рассчитать утечку в процентах от мощности компрессора с использованием метода DOE [9]:
R_leak,capacity = T_on / (T_on + T_off) · 100%Не публикуйте соответствующее соотношение, если не выполнено какое-либо предварительное условие метода загрузки/разгрузки. Этот метод позволяет выявлять общую утечку в системе подачи; измерение отдельных устройств производится в соответствии с разделом 05.1. Эти два метода используют различные границы и знаменатели системы, поэтому их процентные показатели не должны усредняться непосредственно.
05.4 Доля утечек из оборудования
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- годовой объем воздуха, поставляемого в одну и ту же ветку во всех состояниях давления, включая состояния производства, переработки, ввода в эксплуатацию, переключения, холостого хода, неисправности и утечки. Не добавляйте утечку вновь кV_device,yearкогда эта общая величина уже была интегрирована расходомером ответвления. ДобавитьV_leak,yearфункциональными компонентами только при оценке годового совокупного показателя на основе модели компонентов. Использование выпускаR_leak,Uв соответствии с определением, содержащимся в главе 02; оценка точки предназначена только для отображения.
| Квалификация | R_leak,U | Критерий прохождения | Требуемые действия |
|---|---|---|---|
| A | ≤5% | Пропуск, низкая утечка | Проведение ежеквартальных повторных проверок |
| B | >5% и ≤10% | Пропуск, контролируемая утечка | Зарегистрируйте и устраните утечки в течение 30 дней. Если к окончанию 30-го дня наряд остаётся открытым, результат меняется на отрицательный. |
| C | >10% и ≤20% | Не удалось | После ремонта повторить измерения для каждой комбинации, указанной в разделе 05.1. |
| D | >20% | Неисправность − чрезмерная утечка | Выгрузка и удаление подвешенных грузов, механическое закрепление движущихся частей и блокировка/маркировка перед изолированием и ремонтом непроизводственных источников подачи воздуха |
Третье издание Sourcebook Министерства энергетики США описывает утечку ниже 5%-10%в хорошо обслуживаемых системах и 20%-30%в плохо обслуживаемых системах [9]. Его метод загрузки / разгрузки связан с мощностью компрессора или полным системным питанием. Здесь знаменательR_leakпредставляет собой годовой общий объем воздуха, подаваемого в отдельную ветку оборудования, и поэтому не может быть непосредственно пересчитан в коэффициент DOE.R_leak,U≤10%является проектным пределом, определяемым независимо для данного метода оценки, а не универсальной спецификацией оборудования. Утечка в системе поддержания давления, связанная с безопасностью, должна в первую очередь рассматриваться в соответствии с критериями безопасности оборудования. После ремонта повторите все шесть оценок, указанных в главе 11.
06Потеря давления, расход и минимальное давление
Для оценки давления выберите режим работы с пиковым расходом и режим работы с самым низким давлением на входе. Первая запись синхронизированного потока и давления для 10 прогонов каждого пневматического действия для каждой выпущенной модели продукта. Выбрать в качестве действия, связанного с пиковым расходом, действия с наивысшим максимальным динамическим расходом, а в качестве действия, связанных с наименьшим давлением на входе, действия с наименьшим максимальным динамическим расходом.P3минимум; если они являются одним и тем же действием, сохранить только одно. В ходе официальной оценки регистрируется 30 последовательных запусков каждого выбранного действия. Для динамического потока и всех четырех каналов давления используются одни и те же тактовые частоты пробоотбора 1 кHz и совокупная ширина полосы −3 дБ, составляющая не менее 200 Hz.
Рассчитывается потеря давления на каждом образце каждой формальной формы испытания с применением расширенной неопределенности в неблагоприятном направлении.p_0, p_1, p_2, иp_3- синхронизированные манометрические давления;U_0, U_1, U_2, иU_3- их соответствующие абсолютные расширенные неопределенности:
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)]iохватывает 30 сигналов всех выбранных действий иtохватывает каждую выборку; если какой-либо знаменатель не является положительным, критерий данных не выполняется. В DOE Sourcebook говорится, что потеря давления от компрессора до конечной точки использования должна быть значительно ниже 10% от давления выпуска, с максимальным падением давления в головке 1% - 2% [9]. В настоящем докладе используетсяR_Δp,total,U≤10%в качестве предела проекта иR_Δp,main,U≤2%в качестве предела для нового или восстановленного заголовка. Эти ворота являются выходными воротами для общего падения давления и падения давления в головке, соответственно; в главе 11 определяется основание для приемки. Транспортное средство должно также отвечать следующим требованиям:p_3,min,L≥p_required,min,g. Взятьp_required,min,gтолько от минимального рабочего манометрического давления, указанного в контролируемом проектном документе; без этого документа критерий давления не выполняется.
| Объект проверки | Критерий прохождения | Неудачный триггер |
|---|---|---|
| Падение давления в новом или реконструированном коллекторе | R_Δp,main,U≤2% | Консервативная верхняя граница >2% |
| Общее падение давления | R_Δp,total,U≤10% | Консервативная верхняя граница >10% |
| Минимальное динамическое давление на входе | p_3,min,L≥p_required,min,g | Консервативная нижняя граница ниже расчетного минимума |
| Повторяемость | Включить все 30 сигналов для каждого выбранного действия в консервативные расчеты | Отсутствие формы сигнала или несоответствие любому критерию, связанному с неопределенностью |
При недостаточном расходе в конечной точке сначала найдите ограничение потока. Повышение давления на выходе компрессора не заменяет устранение причины. Проверьте фильтры, быстроразъёмные соединения, шланги, клапанные блоки и глушители по измеренному динамическому пиковому расходу. Для компонентов в области применения стандарта используйте данные ISO 6358, а для сборок — расчёты ISO 6358-3. Для регуляторов используйте кривые «давление–расход» изготовителя или синхронные измерения, указанные в главе 04. После изменения все 30 осциллограmm каждого выбранного движения должны войти в расчёт пределов с защитным запасом. Оценка давления считается положительной только при выполнении всех критериев давления и функциональности.
Сегментация падения давления использует синхронизированные пробы из трех фиксированных сегментовP0-P1, P1-P2, иP2-P3. Если на какой-либо сегмент приходится более 40%совокупного одновременного объемаP0-P3, то этот сегмент должен рассматриваться в качестве первоочередного для принятия мер по исправлению положения; не рассчитывать коэффициент, если общий показатель падения давления не является положительным. Это соотношение определяет только приоритет корректировки и не изменяет пределы падения давления 2%в заголовке или 10%в общем заголовке. Верхний предел диапазона каждого датчика давления не должен в 2 раза превышать регулируемое расчетное рабочее манометрическое давление, а разница в нуле между четырьмя каналами в раздавленном состоянии должна составлять менее 0.5%полной шкалы; в противном случае данные о давлении не будут приниматься.
07Распределение электроэнергии и годовая стоимость
Рассчитать годовое распределенное потребление электроэнергии и распределенную стоимость электроэнергии для одного оборудования с использованием средней удельной мощности системы [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_eэто все в единицу цены электроэнергии от счета компании, в юанях / кВт.ч. Все три вышеупомянутых результата следует обозначить как " распределенные " ; они не должны учитываться в качестве фактической экономии электроэнергии или реализуемых финансовых выгод. Фактическая годовая экономия электроэнергии и расходов на электроэнергию определяется с использованием результатов " load-bin ", приведенных в главе 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,LЕсли применяется система ценообразования с учетом времени использования, то грузовые контейнеры также делятся по тарифным периодам;c_e,b,Lв качестве нижней границы соответствующей фиксированной цены на единицу электроэнергии. Включать расходы на удовлетворение спроса только в том случае, если модернизация снижает максимальный спрос в период выставления счетов и счет предусматривает определенную сумму; в отсутствие таких доказательств использовать нулевой показатель. Используйте только документированные суммы из системы финансирования или технического обслуживания для технического обслуживания, запасных частей и потерь от остановки линии. Используйте нуль для недокументированных позиций; средние показатели по отрасли запрещены.
Рассчитывается средняя удельная мощность системы питания на скользящей месячной основе. Использование общего взвешенного по объему значенияSP_sys,common=(E_sys,base+E_sys,after)/(V_supply,base+V_supply,after)для распределения; не вводите недокументированные правила взвешивания. Фактическая экономия всегда используетсяSP_marg,bдля одного и того же грузового отсека или измеренной нормализованной разницы по всей станции никогда неSP_sys,common.
Экстраполируйте годовой объем отдельно для производства и состояний под давлением; не умножайте одну смену на 365. Производство использует нормализованную интенсивность каждой модели и утвержденное число годовых циклов. Для определения утечки используется расход утечки для каждой комбинации состояния, давления, положения клапана и годового количества часов, проведенных под давлением. В случае переключения, холостого хода и неисправности используется средний функциональный расход для каждого сочетания, измеряемый в течение 7 последовательных дней, и годовое количество часов сочетания, полученное из системы планирования производства. Годовая модель:
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,kВ уравнении,q_s,b,kдля каждого состояния - средний функциональный расход после вычета одновременныхq_leak,s,b,k. Подсчитывать один и тот же объем только один раз. В течение 7-дневного окна оценки сначала рассчитывается модель компонента на основе измеренныхN_jиH_s,b,kи сравнить его с необработанным интегрированным общим показателем счетчика ответвления для этого окна; если разница превышает 2%, годовая экстраполяция запрещается. Только после закрытия 7-дневного баланса замороженные годовыеN_jиH_s,b,kможет использоваться для экстраполяции. Через 12 месяцев после выпуска проекта проверьте годовую модель по интегрированному общему показателю счетчика филиала за полный год. Если разница превышает 5%, экономический вывод утрачивает силу на дату проверки, и все шесть критериев главы 11 подвергаются повторной оценке в течение 5 рабочих дней.
08Критерии стоимости жизненного цикла и инвестиций
В настоящем докладе используется фиксированный 5-летний период оценки. Используйте только утвержденную компанией ставку дисконтирования проектаr; без утвержденной стоимости экономический критерий оказывается неэффективным. В расчетах по главе 09 дисконтная ставка устанавливается на уровне 5%; в других случаях расчеты производятся с использованием утвержденной компанией величины. Рассчитать точечную оценку стоимости жизненного цикла и чистую текущую стоимость следующим образом:
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_investВ расчетах с консервативными пределами используется верхний предел инвестицийC_invest,Uи ежегодные чистые сбереженияS_y,L=C_base,y-C_after,y-U_S,yв качестве вводимых ресурсов:
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_nnявляется первым годом, в котором совокупные недисконтированные чистые сбережения достигают верхнего предела инвестиций; предполагается, что сбережения накапливаются равномерно в течение каждого года. Если нетnсуществует в течение 5 лет, еслиS_y,L≤0в любом году или, если знаменатель является неположительным, определитьPB_Uкак бесконечность. Для равных годовых сбережений,PB_U=C_invest,U/S_1,L. Включать остаточную стоимость, налоговые льготы и финансовые издержки только в тех случаях, когда они документально отражены в контракте или финансовой системе. Экономическое освобождение требуетNPV_save,L>0иPB_U≤3.0 years, используя пределы неопределенности, а не точечные оценки. Несоблюдение любого из этих условий означает несоблюдение экономического критерия. Недостатки, связанные с давлением, функциональными характеристиками или безопасностью, по-прежнему препятствуют общему освобождению, даже если экономический критерий удовлетворяется.
Используйте одни и те же показатели годового цикла, ряды цен на электроэнергию и ставку дисконтирования для исходного сценария и сценария модернизации. В отсутствие утвержденных компанией темпов роста цен использовать 0%за пятилетний период; в отсутствие договорной остаточной стоимости использовать 0%. Нижние пределы фактической экономии выводятся только на основе маргинальной модели, предусмотренной в главах 03 и 07, или нормированных измерений на всей станции. Исключить распределенную экономию, основанную на средней удельной мощности, изS_y,L. Сохранение неокругленных расчетов; отображение денег до 0.01 юаня, объем до 0.1 m³ и соотношения до 0.01%ных пунктов. Принятие решений на основе неокругленных значений, чтобы округление отображения не могло изменить пороговый результат.
09Работающий пример для одной отрасли оборудования
Следующие условные исходные данные показывают полный расчёт:180,000 годных циклов/год,3,000 производственных часов и 4,000 часов нахождения ветви под давлением. Модернизация включает устранение утечек, сокращение окна команды подачи вакуума и уменьшение сопротивления потоку в конечной точке. Примем верхнюю границу инвестиций 4,000.00 юаней; цену электроэнергии и её нижнюю границу 0.80 юаня/kWh; ставку дисконтирования 5%на 5 лет. Рост цены электроэнергии, разницы затрат на обслуживание, запасные части, простои и плату за мощность, а также остаточная стоимость равны 0. Средняя удельная мощность системы 0.115 kWh/m³(ANR)используется только для распределения затрат. Выводы относятся к этим условным данным; для реальных проектов необходимы синхронные измерения и официальные протоколы испытаний.
09.1 Данные, утечка и неопределенность
Предположить следующие вводимые данные о качестве данных: семидневный охват 98.6%; относительная расширенная неопределенность годового использования воздуха в размере 4.0%в обоих периодах, включая поток, исходное состояние, время, классификацию состояния и годовую экстраполяцию; и абсолютные расширенные неопределенности в размере33,960×4%=1,358.4 m³и12,720×4%=508.8 m³соответственно. В разделе 09.3 приводится неопределенность модели маргинальной мощности и потока. Предполагается относительная расширенная неопределенность 1.2%для каждого канала давления, действительная калибровка прибора, смещение канала ≤1 мс и совокупная ширина полосы 250 Hz. Этот предполагаемый набор данных отвечает критериям данных главы 02.
В рабочем примере используется резервуар под давлением 0.70 MPa. Для каждой комбинации устойчивого положения клапана вP/R/S/C/I/F, предполагается 30-минутное окно измерения в соответствии с разделом 05.1, причем привод и команды преднамеренного использования воздуха устанавливаются на 0. Настройте расход каждой комбинации на 0.080 m³/мин (ANR) до и 0.002 m³/мин (ANR), после модернизации. Относительная расширенная неопределенность составляет 4.0%в обоих периодах:U_q,base=0.0032 m³/minиU_q,after=0.00008 m³/min. ежегодные часы работы под давлением рассматриваются в качестве точных входных данных;U_H=0:
V_leak,base = 0.080 × 60 × 4000 = 19,200 m³(ANR)
V_leak,after = 0.002 × 60 × 4000 = 480 m³(ANR)Для определения количества утечки используется метод ветвления потока. Разница в входных данных между 7-дневным интегралом ветки и моделью состояния-компонента составляет 0%, что соответствует 2% критерию закрытия. Переработка, ввод в эксплуатацию, переход, использование функционального воздуха на холостом ходу и использование функционального воздуха в неисправном состоянии устанавливаются на 0; общее использование воздуха филиала состоит только из использования производственного воздуха и использования воздуха утечки.
09.2 Использование воздуха, утечка и предельные значения энергоэффективности
Интенсивность потребления производственного воздуха снижается с 82 до 68 m³(ANR) на 1,000 циклов, что соответствует годовому потреблению производственного воздуха 14,760 и 12,240 m³(ANR), соответственно.
| Метрика | Перед модернизацией | После модернизации | Результат оценки |
|---|---|---|---|
| Ежегодное производство Использование воздуха | 14,760 m³ (ANR) | 12,240 m³ (ANR) | Сокращение на 2,520 |
| Ежегодная утечка воздуха | 19,200 m³ (ANR) | 480 m³ (ANR) | Сокращение на 18,720 |
| Общее годовое потребление воздуха | 33,960 m³ (ANR) | 12,720 m³ (ANR) | Оценка точки уменьшена на 62.54% |
| Оценка точки утечки-распределения | 56.54%, класс D | 3.77%, класс А | Оценка точек для отображения |
| Верхний предел доли утечки | 61.25%, класс D | 4.09%, класс А | После модернизации: ≤5%, пропуск |
| Общая интенсивность использования воздушного транспорта | 188.67 m³ на 1,000 циклов | 70.67 m³ на 1,000 циклов | Оценка точки уменьшена на 62.54% |
| Метрика выделенной электроэнергии | 3,905.4 kWh | 1,462.8 kWh | Только выделение средств; не доказательство фактической экономии электроэнергии |
Рассчитать верхний предел доли утечки в неблагоприятном направлении:
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%Точечная оценка годовой экономии воздуха составляет 21,240 m³ (ANR). При отсутствии документальных свидетельств корреляции между периодами используется консервативная линейная граница:U_ΔV=1,358.4+508.8=1,867.2 m³иΔV_L=21,240-1,867.2=19,372.8 m³. Расширенные неопределенности интенсивности7.5467и2.8267 m³ per 1,000 cyclesсоответственно:
η_air,L = [1-(70.6667+2.8267)/(188.6667-7.5467)]×100% = 59.4229%Потому чтоη_air,L≥5%иΔV_L>0, энергоэффективность проходит. После модернизацииR_leak,U=4.0881%≤5%, так что утечка является классом А и проходит.
09.3 Фактическая экономия электроэнергии и консервативные экономические пределы
В матрице ввода данных из контейнера для нагрузки используются 60 полных проб, взятых в течение 1 минуты как до, так и после модернизации. Последовательность запуска/остановки компрессора, режим управления, настройка давления подачи 0.70 MPa и комбинация функций обработки воздуха остаются неизменными. Три грузовых контейнера покрывают весь поток до и после модернизации. Сумма расширенных значений неопределенности в отношении экономии воздуха в различных камерах устанавливается на уровне 1,867.2 m³, а расширенная неопределенность в отношении предельного значения удельной мощности для каждой камеры составляет 0.005 kWh/m³(ANR):
| Компрессорная станция Flow Load Bin | ΔV_b | U_ΔV,b | SP_marg,b | U_SP,b | Оценка точки экономии электроэнергии | Электроэффективный нижний предел |
|---|---|---|---|---|---|---|
| [0,10] m³/мин. | 5,520 m³ | 500 m³ | 0.100 | 0.005 | 552.00 kWh | 476.90 kWh |
| (10,20) m³/мин. | 10,080 m³ | 880 m³ | 0.112 | 0.005 | 1,128.96 kWh | 984.40 kWh |
| (20,30) m³/мин. | 5,640 m³ | 487.2 m³ | 0.124 | 0.005 | 699.36 kWh | 613.18 kWh |
| Итого | 21,240 m³ | 1,867.2 m³ | — | — | 2,380.32 kWh | 2,074.48 kWh |
Фактическая оценка точки экономии электроэнергии составляет 2,380.32 kWh/год; консервативное значение составляет(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. Оценка годовой экономии электроэнергии в пунктах составляет2,380.32×0.80=1,904.256 yuan, и его нижняя граница составляет2,074.4832×0.80=1,659.58656 yuan.
Коэффициент текущей стоимости на основе 5-летнего периода равного годового движения денежных средств составляет 4.32947667. Оценка чистой экономии в пунктах1,904.256×4.32947667-4,000=4,244.43 yuan; нижний предел составляет1,659.58656×4.32947667-4,000=3,185.14 yuan. Оценка точки окупаемости составляет4,000/1,904.256=2.10 years. При равных нижних границах годовых сбережений верхняя граница окупаемости составляет4,000/1,659.58656=2.41 years. NPV_save,L=3,185.14>0иPB_U=2.41≤3.0 years, так что экономический критерий проходит.
09.4 Давление, функциональная безопасность и общее решение
Для расчета давления предполагается, что минимальное рабочее манометрическое давление критического привода составляет 0.60 MPa. Действия пикового расхода и самого низкого входного давления одинаковы, с 30 сигналами. Использовать наименее благоприятные входные значения:P0=0.70 MPa иU_0=0.0084 MPa; базовый минимумP3=0.61 MPa иU_3=0.00732 MPa; минимальный послемодифицированныйP3=0.65 MPa иU_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 MPaВерхний предел базового общего потери давления превышает 10%, так что давление выходит из строя. После модернизации он не превышает 10%, а нижняя граница минимального давления превышает 0.60 MPa, поэтому давление проходит. Этот пример не включает новый или реконструированный заголовок; критерий дополнительного 2% заголовка не применяется.
Матрица функциональной безопасности охватывает удержание нагрузки при прекращении подачи, аварийную остановку, торможение, подтверждение захвата, предотвращение непреднамеренного освобождения и управление остаточной энергией. Для каждого испытания задают нагрузку, исходное состояние, команду, продолжительность удержания и двоичный критерий приёмки. В этом расчёте предполагается, что все 6 состояний испытаний проходят проверку, а число обходов защитных функций равно 0. Вместе с предыдущими исходными данными критерии качества данных, утечек, давления, энергоэффективности, экономики и функциональной безопасности выполнены, что даёт общий положительный расчётный результат. Фактический допуск требует отдельного протокола испытания для каждого пункта.
10Приоритеты модернизации и повторное тестирование
Модернизация производится в следующей фиксированной последовательности. Во-первых, после удаления заготовки и подвешенной нагрузки и завершения механической блокировки и блокировки/маркировки изолировать оставленные ветки, простояющее оборудование и дренаж с ненулевым потреблением воздуха. Во-вторых, ремонт утечки на фитинги, шланги, клапаны и уплотнения. В-третьих, на основе сегментированных результатов падения давления очищают или заменяют фильтры, быстросоединительные соединения, шланги, коллекторы клапанов и глушители; адресные регуляторы с использованием кривых производителя или синхронизированных измерений. В-четвертых, уменьшить локальную настройку давления с шагом 0.02 MPa. При каждой регулировке проводят все испытания на форму волны давления и функциональную безопасность, предусмотренные в главе 06. Освобожденная регулировка представляет собой самую низкую проверенную регулировку, удовлетворяющую требованиям.R_Δp,total,U≤10%, p_3,min,L≥p_required,min,g, и 100% приемки функциональной безопасности. В-пятых, создать окно белого списка PLC для каждой команды выдувки и вакуумного генератора; записать сигнал начала окна, сигнал окончания и продолжительность в управляемом рецепте. Условие не выполняется, если команда равна 1 за пределами своего окна в любом цикле. В-шестых, завершить все испытания на функциональную безопасность. В-седьмых, повторите 7-дневное измерение энергоэффективности. Увеличение давления в компрессоре или добавление компрессора не входит в число первых шести шагов.
Повторное испытание с использованием весов замороженной смеси продуктов и неизменного определения цикла. В соответствии с разделом 05.1 в течение 30 минут вновь регистрируется каждая комбинация состояния, давления, резервуара и положения клапана. Испытания под давлением охватывают все формы волн двух типов воздействия, определенных в главе 06. Тесты безопасности охватывают такие функции, как удержание при потере питания, аварийная остановка, торможение, подтверждение сцепления, предотвращение случайного высвобождения, управление остаточной энергией и все другие функции, требуемые для оценки рисков проекта. Неисправность любого элемента препятствует производству в энергосберегающем режиме.
После освобождения, рассчитатьI_air,normежемесячно начиная с последнего полного месяца и ежеквартально проводить повторные испытания на утечку в соответствии с разделом 05.1. Повторите все шесть критериев главы 11 после любого изменения шлангов, коллекторов клапанов, регуляторов, вакуумных генераторов, настроек давления или логики управления. Если нижняя граница месячной нормализованной интенсивности использования воздуха превышает значение выбросов более чем на 10%или квартальноR_leak,U>10%, обнаружить утечку в течение 5 рабочих дней и провести все шесть повторных испытаний. Еслиp_3,min,Lпадает ниже расчетного минимума или функции безопасности не срабатывает, немедленно отключить энергосберегающий режим. Прежде чем возобновить производство, получить отчет о коренной причине, заполненный заказ на техническое обслуживание, положительные результаты по всем шести критериям и подписи владельца оборудования/безопасности. Отсутствующие записи препятствуют восстановлению. с) сохранять первоначальные данные, пересмотренные формулы и таблицы решений по крайней мере в течение 5 лет, охватывая полный период КЖЦ и поддерживая непрерывное повышение энергоэффективности [12].
11FMEA, контроль рисков и общие критерии выпуска
| Режим отказа | Последствия | Обнаружение и контроль | Триггер отказа |
|---|---|---|---|
| Манометрическое давление, используемое вместо абсолютного давления в газовом уравнении | Систематическая ошибка при измерении потребления воздуха | Запись p_g, p_abs и p_atm в отдельных полях | Неизвестное исходное давление |
| Смешивание м3 или Нм3 с м3 (ANR) | Несопоставимые данные о потоках | Перевести все результаты в эталонную атмосферу ISO 8778 | Отсутствие исходной температуры, давления или влажности |
| Использование производственного воздуха не изолировано в ходе испытания на герметичность | Завышенная утечка | Блокировка и маркировка всех производственных точек | Любое движение привода в ходе испытания |
| Испытание потери давления использует только среднее давление | Переходное низкое давление отсутствует | Одно и то же устройство сбора данных на 1 кГц записывает четыре канала и ограничивает все формы волн по образцам | Отсутствие формы сигнала, чрезмерная верхняя граница потерь давления или недостаточная нижняя граница давления |
| Средняя удельная мощность, используемая в качестве доказательства фактической экономии | Завышенная экономия | Модель предельного расхода мощности при одинаковой нагрузке или нормализованное измерение на всей станции | Ни один из методов доказательства фактической экономии не является действительным |
| Снижение давления ухудшает сцепление или торможение | Дрейф или непреднамеренное высвобождение груза | Провести все функциональные испытания и испытания на потерю давления, указанные в оценке контролируемых рисков | Неудача в любом испытании на функциональность или безопасность |
| Безопасность Выхлоп блокирован во время ремонта утечки | Остаточная энергия не может быть высвобождена | Проверить каждую точку на схеме пневматического оборудования | Остаточное давление не может быть освобождено после изоляции |
| Экономия электроэнергии и экономия от утечек учитываются дважды | Завышенная экономия | Рассчитать выгоды один раз из разницы в общем использовании воздуха | Один и тот же объем воздуха приводится в обеих записях о выгодах |
| Сметные убытки в результате простоя, отраженные в отчетности в качестве подтвержденной экономии | Завышенный показатель результатов по СКК | Используйте только суммы, подтвержденные финансовой отчетностью | Неподдерживаемая сумма входит в модель |
Общее освобождение требует отдельных решений по всем шести условиям. Разрешение на осуществление проекта может быть выдано только в том случае, если выполнены все условия:
- Данные: Охват, приборы, синхронизация, пропускная способность, повторяемость, 7-дневная сверка и бюджет неопределенности соответствуют главе 02.
- Утечка:
R_leak,U≤10%. - Давление:
R_Δp,total,U≤10%иp_3,min,L≥p_required,min,g; новые или реконструированные заголовки должны также отвечатьR_Δp,main,U≤2%. - Энергоэффективность:
η_air,L≥5%и нижний предел годовой экономии воздухаΔV_L>0. - Экономика:
NPV_save,L>0иPB_U≤3.0 years. - Функциональная безопасность: прохождение 100% функциональных испытаний и испытаний на безопасность в рамках контролируемой оценки рисков без каких-либо обходных путей безопасности. Отсутствие оценки риска, двоичных критериев приемлемости или записей тестов приводит к отказу.
Если какое-либо условие не выполняется, то проект в целом не выполняется. После принятия мер по исправлению положения все шесть оценок должны быть полностью повторены; частичное повторное тестирование не является заменой.
12Выводы
Оценка экономичности сжатого воздуха требует последовательных исходных условий, интегрированного расхода оборудования-ответвления, измерений утечки состояния-давления-положение клапана, четырехканального динамического давления, подсчета циклов, модели предельного расхода мощности-нагрузки и финансовой отчетности. Давление на входе, мощность на табличке или изолированный скриншот недостаточны для того, чтобы самостоятельно сделать вывод. Критериями проекта по этому методу являются верхний предел утечки в размере 10%, верхний предел общего коэффициента падения давления в размере 10%, нижний предел улучшения использования воздуха в размере 5%, положительный нижний предел чистой текущей стоимости и верхний предел окупаемости в течение 3 лет вместе со всеми другими требованиями в отношении высвобождения.
Этот метод поддерживает базовые показатели эффективности, обзоры модернизации, сопоставления закупочной стоимости в течение жизненного цикла и повторное тестирование эксплуатационного обслуживания. Официальные отчеты об измерениях по проекту, оценки рисков, проектные документы и протоколы испытаний должны в совокупности отвечать всем шести пороговым значениям, указанным в главе 11, прежде чем может быть сделан вывод о том, что " данный метод оценки успешно применяется ". Несоблюдение любого из этих условий приводит к общей «неудаче».
Базовая дата проверки статуса стандарта - 2026-08-15: ISO 11011:2013, ISO 4414:2010, ISO 8778:2003, ISO 6358-1:2013,ISO 6358-2:2019, ISO 6358-3:2014 и ISO 50001:2018 имеют статус ISO Published; ISO 1217:2009 все еще является опубликованной версией и находится на стадии пересмотра; GB/T 7932-2017 отмечен как текущий на платформе Национальной стандартной информационной публичной службы. Главы 05 и 12 включены в поправки к стандартам ISO 6358 и ISO 50001, опубликованные на эту дату. Если проект начинается после базовой даты проверки, то стандартный перечень должен быть вновь сопоставлен на дату учреждения проекта; если сопоставление не завершено, то элементы данных не будут приняты.
Ссылки
- ISO 11011:2013.Сжатый воздух - энергоэффективность - оценка.https://www.iso.org/standard/46580.html
- ISO 4414:2010. Пневматическая гидравлическая мощность - Общие правила и требования безопасности к системам и их компонентам.https://www.iso.org/standard/44790.html
- GB/T 7932-2017 «Общие правила и требования безопасности к пневматическим системам и их компонентам».https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=8F5EDDC1CD00C550340316DBCEC789DD
- ISO 1217:2009. Компрессоры объемного действия - Испытания на приемку; Поправка 1:2016.https://www.iso.org/standard/44769.html
- ISO 6358-1:2013, поправка 1:2020 и поправка 2:2026. Мощность пневматических жидкостей - Определение характеристик расхода компонентов с использованием сжимаемых жидкостей - Часть 1: Общие правила и методы испытания на устойчивый поток.https://www.iso.org/standard/56612.html
- ISO 6358-2:2019, поправка 1:2026. Мощность пневматических жидкостей - Определение характеристик расхода компонентов с использованием сжимаемых жидкостей - Часть 2: Альтернативные методы испытания.https://www.iso.org/standard/71270.html
- ISO 6358-3:2014. Мощность пневматических жидкостей - Определение характеристик расхода компонентов с использованием сжимаемых жидкостей - Часть 3: Метод расчета характеристик расхода систем в устойчивом состоянии.https://www.iso.org/standard/56616.html
- ISO 8778:2003. Мощность пневматической жидкости - стандартная эталонная атмосфера.https://www.iso.org/standard/26559.html
- Министерство энергетики США. Улучшение эффективности системы сжатого воздуха: справочник для промышленности, третье издание.https://www.energy.gov/sites/default/files/2016/03/f30/Improving%20Compressed%20Air%20Sourcebook%20version%203.pdf
- Министерство энергетики США. Определить стоимость сжатого воздуха для вашего завода, сжатого воздуха Tip Sheet #1.https://www.energy.gov/sites/default/files/2014/05/f16/compressed_air1.pdf
- Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Проект единообразных методов, глава 22: Протокол оценки сжатого воздуха.https://www.energy.gov/sites/prod/files/2015/01/f19/UMPChapter22-compressed-air-evaluation.pdf
- ISO 50001:2018, поправка 1:2024. Системы управления энергопотреблением - Требования с указаниями по использованию.https://www.iso.org/standard/69426.html
