降低净化空调系统运行成本的研究

2022-09-10

《药品生产质量管理规范》中对药品生产的环境进行了规定, 制药企业应当根据药品品种、生产操作要求及外部环境状态配置空调净化系统, 保证药品生产环境符合要求[1]。目前, 如何降低产品的能耗, 是药品生产企业所关注的重要内容之一。

一、净化空调系统运行分析

1. 净化空调系统概况

本公司固体制剂车间净化空调系统包括两台净化空调机组及其相关输送管件, 空调机组安装于综合制剂楼一楼空调机房内, 空调设备品牌为雅士组合式净化空调机组。设备编号为JK21、JK22, 其洁净级别为D级。

生产车间净化区域内一般要求温度18℃~26℃, 相对湿度为45%~65%, 如产品工艺对温湿度有规定, 则按照工艺要求控制。室外新风通过空调机组的处理成为洁净空气送入洁净房间, 房间内有回风或排风装置, 对洁净区的压差梯度进行控制。

2. 净化空调系统运行成本历史数据统计:

通过对2011年09月至2011年12月份的固体制剂车间净化空调系统的运行费用进行统计, 结果如下: (如表1-表3)

根据公司年度节能降耗指标, 需将净化空调系统运行成本下降20%。

二、试验内容和方法

1. 原因分析

根据车间现有的对净化空调系统运行相关的操作规程和管理制度进行原因排查筛选, 从而给出找出净化空调系统运行成本高的主要原因。

(1) 设备自身功能设计不足, 对送风处理过程中能耗大。目前本公司的空调通过空气冷却器同时对空气进行冷却和冷凝除湿, 生产低温干燥的送风, 实现排热排湿的目的。这种热湿联合处理的空调方式存在热湿联合处理所造成的能源浪费问题。排除余湿要求冷源温度低于室内空气的露点温度, 而排除余热仅要求冷源温度低于室温。占总负荷一半以上的显热负荷本可以采用高温冷源带走, 却与除湿一起共用7℃的低温冷源进行处理, 造成能量利用上的浪费。而且, 经过冷凝除湿后的空气虽然湿度满足要求, 但温度过低, 有时还需要再热, 造成了能源的进一步浪费。除湿消耗的冷量约占总冷量的30%~50%。因此, 在空调能耗中比例很大, 为了精确温湿度控制, 还要对除湿后的空气进行再加热, 这样造成了冷热量的抵消[3,4]。

(2) 车间净化空调机组24小时运行, 耗电量大。目前, 固体制剂车间空调系统采用24h连续运行方式, 车间不生产时, 操作人员撤离洁净区, 洁净区内设备同时不运行。但空调系统仍然按照生产时为洁净区输送洁净空气, 洁净区的排气扇也开启, 空调系统运行能耗高。

2. 解决措施

针对分析而来的要因的处理措施为:进行净化空调新风预处理改造;启用固体制剂车间空调机组值班风机运行模式。具体实施情况如下:

净化空调新风预处理改造

采用二次回风方案, 自2012年4月20开始, 对冻干粉针剂车间的净化空调机组进行改造, 于2012年6月20日完成改造及调试。具体改造内容如下:

(1) 在原空调机组的新风管上增加预表冷 (除湿) 段, 原机组现有表冷器仅作调温盘管用。

(2) 控制系统改为新风预表冷段增加比例积分调节电动阀。

(3) 温湿度的控制逻辑:根据回风的湿度信号控制预处理电动阀的开度, 根据回风温度信号控制调温冷水盘管及蒸汽加热盘管的开度。同时在现有控制器的基础上增加一个AO点。

改造后, 车间人员连续三天对设备运行情况进行测试: (如表4、表5所示)

启用空调机组值班风机运行模式

净化空调系统本身自带在线温湿度监控系统, 能够实施监测洁净区房间的温湿度压差, 由于系统24小时运行, 在车间不生产时, 风机电机仍满负荷运转, 造成大量的能量浪费。空调系统采用浙江灵汇公司安装的HONEYWELL中文正版Symmetr E软件进行自动控制, 通过计算达到最佳的恒定风量, 保持正压梯度环境, 在车间不生产时, 将空调机组运行频率由45Hz降低至30Hz, 从而维持车间的正压梯度环境。该措施于新风预处理改造完成后进行。

经测试, 实施固体制剂车间空调机组经过新风预处理改造、启用值班风机模式后, 净化空调系统的运行成本达到设定目标。结语

本文通过对净化空调系统运行成本进行分析, 通过采取净化空调系统进行新风预处理改造, 增加新风的预处理, 同时启用净化空调机组值班风机模式, 从而使净化空调系统的运行成本得到降低, 达到设定目标。既满足药品生产车间洁净环境控制要求, 又取得了明显的节能效果。建议在今后的空调工程设计中, 既要考虑净化生产环境满足生产要求, 又要考虑净化空调系统的调节和控制, 从源头上考虑运行成本及环境控制效果。

摘要：本文针对制药厂的固体制剂车间净化空调系统, 分析讨论了空调系统的运行能耗情况, 通过一系列的质量攻关活动, 从而实现节能降耗的目标。为净化空调系统的节能运行提供可靠方案。

关键词：净化空调系统,节能,新风预处理