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如果你知道运行那些设备要花多少钱

能源效率

作者:兰迪·巴奈特

必须做出决定——节约能源,节约资金。拥有坚实的数据作为决策基础,可以消除“猜测因素”,并最终对底线产生积极影响。记录数据,分析结果,然后做出明智的决定,真的有那么大的金钱效应吗?答案是“绝对可以!”

比较200马力的空气压缩机

考虑这个制造工厂的例子。该工厂拥有两台200马力的空气压缩机,用于供应工厂空气。由于一号压缩机的额定容量比二号压缩机的每分钟立方英尺(cfm)略高,因此几个月前就决定将一号压缩机作为主压缩机,而将二号压缩机作为“配用”压缩机。因此,只有当一号压缩机无法维持系统压力时,整流压缩机才会运行。这听起来很合乎逻辑,特别是因为它们都是相同的马力——在电力运行成本上应该很少或没有差异。

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数据记录仪软件自动绘制出一台200马力空气压缩机的能源使用情况。这个快速概述显示,压缩机在三天的运行期间平均消耗超过50千瓦的能量。知道了$/kWh的电费,就很容易估计在这段时间内运行这台压缩机的成本。

电力记录器安装在每个机组上数天,以确定实际的电能运行成本。每个单元都独立运行,以确保其运行不受其他单元的影响。2号压缩机被发现明显更节能,也很有能力满足工厂的空气需求。二号压缩机是一种更新、更节能的设计。

该设施的收费为每千瓦时0.07美元。从记录的数据中提取运行时间和千瓦时能耗,并确定实际运行成本。这样的计算相对简单,可以很容易地构建到一个电子表格中,供整个工厂使用。底线:将2号压缩机作为主要的工厂空气压缩机,每年估计可节省29,510美元。显然,记录数据被证明比仅基于铭牌数据的“最佳猜测”要准确得多。安装电源记录器,然后将数据下载到PC中进行分析只需要几分钟。在这种情况下,小的投资会获得大的回报。

在午休时间运行50台磨床需要多少钱?

在另一家制造厂,有人问这样一个问题:“让这50台磨床在午休时间运转需要多少成本?”允许磨床在不使用时运行的逻辑是,与大得多的设备相比,磨床的负载相对较小,并且切割油将在磨床中保持循环。而且,由于磨床在没有负载的情况下有效地“空转”,因此不值得在如此短的时间内关闭磨床。

为了验证这一决定,使用带交流钳的记录数字万用表来确定午休期间一台磨床的实际运行成本。有趣的是,一台研磨机只节省了0.55美元。然而,把55美分乘以50个磨床,就可以节省27.5美元的午餐时间。考虑到轮班工作和假期等变量,在午餐时间关闭磨床每年估计可以节省近8000美元。再一次,30分钟的检查显示,每台磨粉机只需按两个按钮就可以节省大量资金:一个是午餐前的“停止”按钮,一个是午餐后的“开始”按钮。

大型电机的运营成本

用于各种应用的大型电机应始终知道其运行成本。在一个设施中,一台100马力(HP)的马达将水从几百英尺的蓄水池中抽到用于工艺冷却的地方。在工厂运转期间,电动机连续运转。正在探讨冷却水的其他选择办法。在做出决定之前,需要回答的问题是,“运行我们现有的抽水系统需要多少成本?”通过记录电机消耗的千瓦和它在工厂周期中运行的小时数,确定100马力电机几乎总是在其100马力的最大容量下运行。该公司每年为此花费33241美元。随后,公司做出业务决策,用更高效的电机和泵设计取代现有系统。

但是,为什么不只是依靠铭牌数据来确定操作电机的成本呢?毕竟,NEMA电机标有所需的等级,包括它们的马力和效率等级。答案是,电机很少运行在其铭牌规格。预计实际运营成本会有所不同。

例如,一台460伏、三相、标准效率100马力的电机,在满载情况下每年运行8760小时,以每千瓦时0.10美元的电价运行,每年的成本可能略高于48,000美元。但是,如果电机不是一直在满载下运行呢?然后,总运营成本可以显著下降。唯一确定的方法是测量和记录数据。然后,分析数据,确定真正的美元价值,电机是贡献的公用事业账单。根据应用的不同,这种电机可能是使用变频驱动器(VFD)节省大量能源的候选者。

在一分钟的时间内,读数平均每10秒一次
电机在前10秒内消耗的平均瓦数

时间 总最小有功功率(瓦) 总平均有功功率(瓦) 总最大有功功率(瓦)
08:10:07 0女士 32110.238 32097.152 32031.729
08:10:17 0女士 32064.441 32090.611 32142.949
08:10:27 0女士 32097.152 32103.695 32129.865
08:10:37 0女士 32097.152 32103.695 32149.492
08:10:47 0女士 32090.611 32123.322 32123.322
08:10:57 0女士 32084.068 32110.238 32136.408

数据记录器信息导入电子表格进行分析。这个100马力的离心泵电机,如果满载,应该消耗近80000瓦(80千瓦)。3.2万瓦(32千瓦)的功率表明电机只有部分负载,运行效率低,可能是vfd的候选产品,这可能会节省大量能源。

照明成本

在大多数工业和商业设施中,照明是最大的电能消费者之一。例如,一个16万平方英尺的工业设施每年的照明成本约为85,030美元。如果你知道在哪里可以节省最多的钱,这样的金额通常可以迅速而显著地减少。有许多可供选择的照明,选择正确的照明需要明智的决策。

问题就变成了,“维持这些灯的运行需要多少成本?”然后,可以使用已发布的数据对更新、更有效的替换系统进行估计。你可以通过计算固定装置,确定灯的瓦数和类型,考虑镇流器的运行情况,并了解哪种灯在什么时候亮的实际时间来进行相当准确的估计。然而,出于决策的目的,可以通过简单的交流钳式电表对所讨论的照明电路进行读数,从而获得快速和准确的数据。

例如,某商业设施的某些荧光灯长时间亮着,这被认为是有充分理由的。一个常见的误解是,打开荧光灯比关闭荧光灯更节能。这只是在一定程度上是正确的,因为节省归因于避免了启动这些灯时的少量涌流。此外,过度的开关,如每天多次,会缩短灯的寿命。美国能源部(US Department of Energy)的一般经验法则是,如果房间无人居住超过15分钟,就应该关掉荧光灯。然而,在国内的一些地区,如果电费很高,这个数字可能低至5分钟。

使用交流钳式电表测量供电给照明电路的电压和电流,以快速获得准确的数字是很容易的。你可以快速计算一下运行那个照明电路的成本。但是如果你假设在某些时候灯是关着的,而实际上并没有呢?毕竟,你放置了一个标志,提醒所有员工在换班结束时关闭工作站的所有任务照明。在每天结束时,所有这些照明电路的电流和千瓦都不会归零,对此你可能不会感到惊讶。那么,有人忘记关灯会让你损失多少钱?在你测量之前你不会知道。然后,给员工们张贴告示,告诉他们照明费用的具体金额,你一定会引起他们的兴趣。

运行设备的每小时成本

有时,运营和设施管理人员只是想知道运行特定设备每小时的成本是多少。应该在100%负载、90%负载、80%负载等情况下提供此类信息。然后,管理人员可以根据这些信息做出经营决策。“如果我在这个项目上按#5而不是按#3会怎么样?哪一种能让我用更少的钱做同样的零件?”一个公平的问题,应该有一个具体的答案。

查看公用事业账单并知道每月的费用是很容易的。管理和减少费用是能源管理的目标,需要所有设施人员的合作。为了做出明智的决定,你必须知道每个月电能的去向。必须测量和记录主要电气设备和系统的能源数据。使用功率记录器至少一个或多个电厂周期是最好的。确定每小时和每年运行该设备的成本。跟踪这些数据,让它们随时可用,并了解运行设备的成本。基于事实做决定比基于估计和最佳猜测要舒服得多。