COMPAX、スマートコンプレッサアップグレードで効率・品質・コスト削減を実現

ユタ州ソルトレークシティ近郊の大手包装会社COMPAXは、既存の遠心式コンプレッサ設置に小型容積式コンプレッサを追加し、運転コストとメンテナンスを削減しようとしました。チームは、システム需要が遠心式コンプレッサの機械的完全性を損なわずに運転できるレベルより低いときに稼働する小型コンプレッサが必要と判断しました。アトラスコプコの完全子会社CH Spencer LLCに相談しました。

現行設備

「ウォーク・ザ・ライン」アプローチで、CH Spencerチームが既存設備と将来拡張要件をレビュー。製造アプリケーション、シフト変動、メンテナンス要件を検証しました。既存コンプレッサが環境に合わせて改造されていたが、部分負荷での省エネ効果はほぼゼロであることが判明。動作圧力設定点が需要側機器の必要圧力より大幅に高く、クリーンアップ機器での圧力損失がコンプレッサのターンダウンを人為的に増やしていました。コンプレッサは「サージ」を経験し、その結果の機械的問題が生産、納期、利益に影響を与えていました。

既存のヒートレスデシカントドライヤはパージエアでデシカント再生を行っており、事態を悪化させていました。パージで失われる空気を補うため、パージ圧力とエア量を増やし、ターボブローイングとロード/アンロードサイクル率を最小化しようとしました。ヒートレスドライヤとフィルターのメンテナンスが運転コストを大幅に押し上げていました。コンプレッサブローイングとドライヤパージが5分ごとに発生するため、コンプレッサエリアの騒音レベルも大きな懸案でした。

設計と選定

CH Spencerが挿入型流量計とモーター電流監視を組み合わせたサプライサイドフロースタディを実施。データを用いて潜在的な省エネ効果をモデル化し、適切なコンプレッササイズを特定しました。当初は小型機追加を想定していましたが、既存ターボコンプレッサが5年未満だったため、プラントレビューで既存システム設計の多大な支出と非効率が判明。データから、より大型の（315 kW/420 HP）オイルフリーエアコンプレッサが実は省エネの選択肢であることがわかりました。CH Spencerとの協働により、COMPAXはアトラスコプコ ZR315VSDFF 可変速オイルフリーロータリースクリューコンプレッサ（統合ヒートオブコンプレッション「ゼロパージ」エアドライヤ付き）を選定。ZRは優れた性能、高いエネルギー効率、大幅な騒音低減を提供しました。

ユーティリティとの連携

他のお客様と同様、COMPAXも大型コンプレッサへの資本投資が正しい決断か、確かな証拠を必要としていました。CH Spencerが地元電力会社の担当者を施設に招き、設備・設置費用を相殺する潜在的なエネルギーリベートについて協議。ケースが共有され、ユーティリティ担当者が独自のエネルギーオーディットを実施。データはCH Spencerチームが発見した既存システムのエア使用量と電気浪費を確認。ユーティリティ担当者のフォローアップ評価で、新しいアトラスコプコZRコンプレッサで達成される省エネが確認されました。

結果

ZR315VSDFFは2020年6月、ターボコンプレッサの1台と入れ替えて設置されました。予測省エネ額は年間8万ドル超で、ユーティリティ会社から大幅なリベートが提供され初期費用を相殺。新機器稼働後、予測省エネを20%以上上回りました。結果、最終的なユーティリティリベートは当初予想より約10%増加——ほぼ10%。さらに、新コンプレッサによりプラント機械をより低い空気圧力で運転可能になり、空気品質が大幅に改善、新アトラスコプココンプレッサは著しく静かでした。

「他のコンプレッサと比較して、圧縮空気の品質が大幅に改善されたのを実感しています。設置前より乾燥していてクリーンです。可変速設計のおかげで電力消費に大幅な節約が見られます。」 —— Tyler Clements氏、メンテナンスマネージャー

プロジェクト数値

• 年間kWh削減量：933,791
• 年間電気コスト削減：$84,298.96
• 年間CO₂排出削減：600メトリックトン（平均的な住宅112軒分の年間電力使用量に相当）
• プロジェクトコスト：$312,243.49
• エネルギーインセンティブ：$140,068.65
• 正味プロジェクトコスト：$172,174.84 | 投資回収期間：2年

アトラスコプコが米国全土のビジネスのエア・ガスニーズでどのように支援してきたか、詳細は www.atlascopco.com/air-usa をご覧ください！