Feinabstimmung von ölfreien Luftverdichtern und Reinigung in einer pharmazeutischen Anlage

Von Don van Ormer, Air Power USA

Ein pharmazeutischer Produkt-Hersteller verbringt schätzungsweise 137.443 US-Dollar jährlich auf Strom, um die ölfreien Luftkompressoren in seinem Druckluftsystem zu betreiben. Das Druckluftsystem arbeitet gut und liefert das erforderliche Reinigungsniveau. Unser Team besuchte das Werk und identifizierte eine Gruppe von Projekten, die den Druckluftbedarf reduzieren und die Energiekosten um $ 42.248 - oder 31% der laufenden Nutzung senken könnten.

Das Ziel dieses Artikels ist jedoch, die Überprüfung, die wir von allen Angebotsanlagen gemacht haben, zu veranschaulichen. Dazu gehören die ölfreien Luftkompressoren, Trockner, Filter, Abläufe, Öl-Wasser-Abscheider und Atemluft-Systeme.

Die ölfreien Rotationsschrauben-Luftverdichter

Die primäre Druckluftversorgung besteht aus drei Kobelco, Modell KNW2-B / H, wassergekühlten, ölfreien, zweistufigen Drehschrauben-Luftkompressoren mit 2-stufigen (Last- / Leerlauf-) Leistungsregelungen. Alle drei Einheiten sind bei Volllast beladen für 215 PS. Ihre berechnete Volllast kW (bei 125 psig) beträgt 188 kW.

Die Reihenfolge der Bedienung der drei Kobelco-Einheiten ist, erste Leitung, zweite Verzögerung (oder trimmen) und dritte Standby. Zum Zeitpunkt der Standortüberprüfung war der Arbeitsablauf der Kompressoren # 8 (neuere Kobelco) in Blei, # 7 in Ordnung und # 6 im Standby. Mit der entsprechenden Wartung haben alle drei ölfreien Luftkompressoren zuverlässig betrieben und die Erwartungen erfüllt.

Das Luftsystem betreibt 8.760 Stunden pro Jahr. Das Lastprofil bzw. der Luftbedarf dieses Systems ist bei allen Verschiebungen relativ stabil. Gesamt-System-Flow reicht von 1.210 acfm während Montag bis Donnerstag Produktion, 807 acfm während Freitag bis Sonntag Produktion und 741 acfm während der Ferien Nicht-Produktionsperioden.

Die aktuellen Einheiten verfügen über Kapazitätsregelungen, die in der Lage sind, "weniger Luft" in eine vergleichbare Reduzierung der elektrischen Kosten zu übersetzen. Diese Bedienelemente funktionieren effektiv mit der aktuellen Piping- und Luft-Empfänger-Lagerung.

Die Systembewertung identifiziert Sätze von Nachfrageseiteneffizienzprojekten, die die Nachfrage an den Luftkompressoren reduzieren können. Dies führt zu weniger Energie und reduziert die Betriebskosten des Druckluftsystems. In den unten aufgeführten "Kompressor-Gebrauchsprofil" -Tabellen können Sie sehen, wie dies der Anlage ermöglicht, einen Luftkompressor auszuschalten und den Betriebsbetrieb bei allen drei Lastlastprofilen mit nur einem Luftkompressor zu unterstützen.

Hier ist eine kurze Zusammenfassung der nachfrageseitigen Effizienzprojekte, die es uns ermöglichen, einen Luftkompressor auszuschalten.

• Reparatur thirtynine (39) tagged Druckluftlecks

• Ersetzen Sie die offenen Blasanwendungen durch konstruierte Venturi-Düsen, um die eingesetzte Druckluftmenge zu reduzieren

• Reparieren Sie das Vakuumerzeugungs-Steuermagnetventil auf der Linie L04 Anweisungseinsetzer

• Installieren Sie ebene aktivierte, elektrische oder pneumatisch betätigte Kondensatablassventile an allen drei Luftkompressoren am Ladeluftkühler und Nachkühler Kondensatfallen

• Nachjustieren Sie die Feuchtigkeitsanzeige Probenluft auf beiden Hankison Hitzefreie Trockenmittel Trockner in Bereich 35 auf der 2. und 4. Etage

• Reparieren Sie großes Druckluftleck in einem Staubabscheider

Tabelle 1: Luftverdichter Gebrauch Profil - aktuelles System

Tabelle 2: Luftverdichter Gebrauch Profil - Vorgeschlagenes System

Die Drucklufttrockner und Filter

Das aktuelle Drucklufttrocknungssystem besteht aus mehreren Drucklufttrocknern, die sich in verschiedenen Gebäuden befinden. Dazu gehören gekühlte Trockner und verschiedene Arten von Trockenmittel Trockner. Alle funktionierten gut Eine Einheit war noch nicht in Betrieb genommen worden und wir beobachteten die Einlassrohre zu klein im Durchmesser, von denen wir glauben, dass sie zu zukünftigen Problemen führen werden. Die entsprechenden Vor- und Nachfilter wurden installiert und die Wartung wurde geändert, um niedrige Druckverluste und Luftqualität aufrechtzuerhalten.

Der Hauptluftverdichterraum

Der Haupt-Kompressor-Raum hat zwei Zeks 2000HSF Radfahren Kühl-Trockner installiert, in der Lage, ein 35 ° F bis 38 ° F Druck Taupunkt. Zum Zeitpunkt des Aufstellungsortes war ein Trockner in Betrieb und in befriedigendem Zustand ohne Alarme oder Warnungen auf dem Bildschirm vorhanden. Der andere Trockner wurde ausgeschaltet und im manuellen Standby.

Gebäude A

Ein Zander ZEHD150 extern beheizter, beheizter, regenerativer Trockenmittel-Drucklufttrockner ist eingebaut, der einen Taupunkt von -40 ° F ermöglicht. Das Gerät funktioniert gut.

Für die Regeneration des Off-Line-Turms ist die beheizte Spülluft erforderlich, dh die trockene Druckluft aus dem Auslaß des Trockners wird durch ein Heizelement geführt, das außerhalb der beiden Trockner enthaltenden Türe angebracht ist, die die Luft auf 350 ° F erwärmt Bis 375 ° F, bevor man den Off-Line-Turm betritt. Die beheizte Spülluft wird dann verwendet, um die Feuchtigkeit aus dem Trockenmittelbett zu streifen. Der normale Schaltzyklus für diese Art von Trockner beträgt 4 Stunden Trocknung der Druckluft im On-line-Turm und 3 Stunden, 15 Minuten beheizte Spülluft mit einer 45-minütigen Abkühlzeit. Während des Abkühlens wird das Heizelement ausgeschaltet, aber die Spülluft oder die Spülluft strömt während des Regenerationszyklus immer noch durch den Off-Line-Turm. Die Abkühlphase wird benötigt, um zu versuchen, Temperatur- und Taupunktspitzen bei Umschaltung zu beseitigen, die üblicherweise mit erhitzten Trockenmitteltrocknern verbunden sind.

Gebäude Obergeschoss

Zwei Hankison HHS40 Hitzefreie Trockenmittel Trockner sind installiert und in einwandfreiem Zustand. Sie sind in der Lage, die Druckluft von -40 ° F bis -100 ° F Druck Taupunkt zu trocknen, abhängig von der Zyklusoption, die der Kunde gewählt hat. In diesem Fall wurde der Taupunkt von -40 ° F gewählt. Die Zykluszeit zwischen dem Trocknen und dem Regenerieren des Off-Line-Turms sind kürzer als die Zeiten der beheizten Spültrockner. Ähnliche hitzelose Trockenmittel-Trockenzykluszeiten betragen typischerweise 4 Minuten und 10 Minuten zwischen Schaltzeiten und dem gewählten Drucktaupunkt.

Während des Aufstellungsortes sind die Hankison HHS40 Trockner, die sich in den oberen Stockwerken befinden, beide in zufriedenstellender Bedienung ohne Alarme vorhanden oder auf dem Bildschirm angezeigt. Beide Trockner haben Feuchtigkeitsanzeiger, die auf Einheiten montiert sind, die die Farbe bei Anwesenheit von Feuchtigkeit in der Druckluft am Austritt des Trockners verändern. Der Feuchtigkeitsindikator muss die Druckluft abtropfen lassen, die den Trockner durch ein einstellbares Nadelventil verlässt, oder in diesem Fall wurde ein Hahn verwendet. Die Hähne war zu weit geöffnet, nur eine sehr leichte Entlüftung ist notwendig, damit die Feuchtigkeitsanzeige die Luft abtastet. Noch mehr als eine leichte blutung ist eine verschwendung von luft. Wir empfehlen, die Hähne entsprechend anzupassen.

Gebäude B im Bau

Das HCO-Gebäude verfügt über einen dedizierten VanAir HI400 intern beheizten, regenerativen Trockenmittel-Drucklufttrockner, der einen Taupunkt von -40 ° F ermöglicht. Die Heizelemente sind im Inneren der Türme installiert. Zum Zeitpunkt der Überprüfung der Website war dieser Trockner nicht in Betrieb, weil der Bau des neuen Gebäudes B noch nicht abgeschlossen war. Wir haben jedoch beobachtet, dass wir uns vorstellen, dass es darum geht, künftige Druckluftqualitätsprobleme für diesen Trockner zu schaffen.

Die Stromleitung für den Trockner ist 1-1 / 2 "Typ L Kupfer. Bei 1-1 / 2 "Typ L Kupferpaspeln überschreiten die Pipeline-Geschwindigkeiten die empfohlenen Pipeline-Geschwindigkeiten von 20-30 fps. Dies führt zu einem Druckabfall, der übertrieben werden könnte, und mit den hohen Druckluftgeschwindigkeiten durch den Trockner könnte dies eine schlechte Taupunktleistung und eine Verflüssigung des Trockenmittelbettes verursachen. Die Fluidisierung des Trockenmittelbettes kann zu Staubbildung führen - das ist, wenn Trockenmittel Perlen reiben zusammen und brechen. Dies führt dazu, dass die Trockner-Kontrollluft und die Nachfilter die vorzeitige Beeinträchtigung der Lebensdauer verstopfen und die Schalldämpfer mit dem Trockenmittelstaub verstopfen, der die Regeneration des off-line-Trockenmittelbettes bewirken wird.

Abbildung 1: Gebäude "B" Trockner Piping - Strom System

Abbildung 2: Gebäude "B" Trockner Piping - Vorgeschlagenes System

Die Rohrleitung vom Header zum Filter und Trockner ist 1-1 / 2 "Typ L Kupfer mit einer Querschnittsfläche von 0.0123. Unten ist die Berechnung, die auf der Geschwindigkeit der Druckluft zu und von Trocknern und Filtern zeigen wird:

400 scfm Nenndurchfluss für den Trockner

0,013 Querschnittsfläche von Typ L, 1-1 / 2 "Kupferrohrleitungen

8.2 Kompressionsverhältnis

60 Sekunden

Formel: (400 scfm / 0.0123 / 8.2) / 60 = 66 fps (Füße pro Sekunde)

Bei 66 fps Druckluftgeschwindigkeit, die zu und von der Trockner- und Filterpackung geht, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines signifikanten Druckabfalls, der zur Verflüssigung des Trockenmittelbettes und des Trockenmittelabstaubens führen kann.

Verringerung der Durchfluss durch den Trockner auf die Hälfte seiner Nennleistung:

200 scfm (halbe Trockner Nennkapazität)

0,013 Querschnittsfläche Typ L, 1-1 / 2 "Kupferrohrleitung

8,2 Verdichtungsverhältnis [(14,5 + 105 Systemdruck) (14,5)]

60 Sekunden

Formel: (200 / 0,0123 / 8,2) / 60 Sekunden = 33 fps

Sogar bei der Hälfte seiner Nennkapazität werden die Geschwindigkeiten, die der Trockner und die Filter sehen, 33 fps; Noch höher als die empfohlenen 20-30 fps Pipeline Geschwindigkeiten.

Durch die Erhöhung der Rohrleitungsgrößen von 1 ½ "bis 3" erwarten wir, dass die Pipeline-Geschwindigkeit von 100 fps auf 17 fps (Fuß pro Sekunde) bei 100% des Nenndurchflusses (400 scfm) sinkt. Bei 50% des Nennflusses (200 scfm) erwarten wir, dass die Pipeline-Geschwindigkeiten von 33 fps auf 9 fps sinken.

Zusammenfassend empfiehlt es sich, den neuen B-Trockner mit 3 "Typ L Kupfer zu vervielfältigen, um das Potenzial für einen übermäßigen Druckabfall durch den Trockner und Filterpaket zu beseitigen und die mögliche Chance zu eliminieren, das Trockenmittelbett zu verflüssigen, was zu Trockenmittelstaub und schlechter Leistung führen kann Des Trockners.

Kondensatabläufe und Öl- / Wasserabscheider

Die Kondensatabläufe an den Trocknern und Filtern sind pneumatische, pegelbetätigte Kondensatabläufe und müssen nicht modifiziert werden. Der Luftkompressor-Kondensat entleert sich jedoch, spült oder klappt alle 1 Sekunde und muss ersetzt werden. Wir empfehlen, die Kondensatabläufe an den Luftverdichtern durch niveauregelte Abläufe zu ersetzen - elektronisch oder pneumatisch betätigt. Achten Sie beim Einbau der Kondensatabläufe an den Ladeluftkühler, dass die Feuchtigkeitsfalle auch ein Rückschlagventil installiert hat, um zu verhindern, dass Kondenswasser in den Ladeluftkühler gezogen wird. Wenn der Luftkompressor entladen ist, zieht der Ladeluftkühler während dieser Zeit einen Unterdruck.

Wir schätzen die Abflüsse der Luftkompressoren mit 3 cfm (pro Jahr). Das Ersetzen der sechs Abflüsse spart 18 cfm, was $ 2.219 bei jährlichen Einsparungen entspricht. Wir schätzen die Kosten für den Erwerb und die Installation neuer Abflüsse auf $ 4.800 zu sein.

Wir empfehlen immer Kondensat Niveaus betätigte elektronische und pneumatische Abläufe. Drains kommen in einer Reihe von Sorten, darunter diejenigen, die das Signal zu öffnen, von einem Kondensat hohen Niveau und das Signal zu schließen, aus einem Kondensat niedrigen Niveau. Diese Abwässer verschwenden keine Druckluft und sind die beste Auswahl aus Sicht der Energiekosten. Ihre Zuverlässigkeit ist in der Regel vielfach größer als die eben betriebenen mechanischen Abflüsse.

Das Betriebspersonal stellte fest, dass das Kondensat in eine zentrale Wasseraufbereitungsanlage nach den örtlichen Vorschriften übergeht. Wenn dies wahr ist und wenn Entladung Kondensat erfüllt die Anforderungen der lokalen Wasseraufbereitungsanlage, gibt es kein Problem. Die Verwendung von ölfreien Luftkompressoren minimiert auch die Wahrscheinlichkeit von öligem Kondensat (es sei denn, es gibt Umgebungs-Kohlenwasserstoffe, die von den Luftkompressoren aufgenommen werden). Das Bundes-EPA-Minimum beträgt 10 ppm, aber lokale Abwasser-Anlagen können niedrigere ppm-Anforderungen haben, um Umwelt-Compliance zu erreichen und Umwelt-Sanktionen zu vermeiden. Der Druckluftkondensatprozess bei allen Anlagen sollte überprüft werden, um die Einhaltung der Umwelt zu gewährleisten.

Luft geeignet zum Atmen

Ein wichtiges Problem ist, dass das Deltech Del-Monox Atemluft-System sowohl die Katalysator-Patrone als auch die Endfilter ersetzt haben muss. Sowohl Katalysatorpatrone als auch Filter liegen hinter dem empfohlenen Wartungsintervall vor. Der CO2-Monitor in der Nähe des Del-Monox-Atemluftsystems zeigt 0,0 ppm CO und wurde neu kalibriert.

Druckluft, die direkt von Luftkompressoren und von Standard-Drucklufttrocknern kommt, entspricht nicht den OSHA-Atemluftstandards wie den neuesten Versionen von OSHA 1910.134 - oder mit den entsprechenden kanadischen CSA-Standards. Man sollte sich auch bei den örtlichen Behörden um örtliche Vorschriften informieren.

Atem-Luftsysteme, wie die Del-Monox-Reinigungssysteme sind entworfen, um übermäßige Feuchtigkeit, feste Partikel (Staub / Schmutz), Öl und Öldampf, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffdämpfe, die üblicherweise in gewöhnlicher Druckluft gefunden werden, zu entfernen.

Schlussfolgerung

Der Großteil unserer Arbeit, in dieser pharmazeutischen Anlage, drehte sich um die Druckluftverbrauchsprojekte. Die Druckluftreinheit, wenn sie überblickt ist, kann zu geschäftsauswirkenden Produktrückständen, Produktionsausfallzeiten und sogar Verbindlichkeiten führen. Es ist daher äußerst wichtig, alle Aspekte eines Druckluftreinigungssystems regelmäßig zu untersuchen und zu untersuchen, vom kleinsten Kondensatablauf bis hin zu lebenserhaltenden Atemluftanlagen!

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