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医药行业GMP节能技术

2019-04-25 浏览次数:261

1、能耗通病及节能措施
对于一个绿色建筑而言,围护结构(墙体保温)、暖通、电气照明是节能重要的组成部分。
首先,洁净围护结构的保温性能对洁净室节能起到非常重要作用。以上海为例,洁净室温度通常在22℃~24℃,而夹层温度达40℃~50℃。目前洁净室都推崇嵌入式灯具,加上风口的开孔,使得洁净室顶板开孔面积较大,如果保温不好,冷桥过多,将使得大量洁净室冷量渗漏到夹层,浪费空调能源。同时,也可能产生冷桥积水等问题,不利于洁净室运行管理。
其次,洁净室照度通常在350lx,灯具数量较多。灯具的耗电量在洁净室日常运行中不可忽视。随着节能改造的深入,越来越多业主将T8灯管改成T5节能灯管,目前有一种趋势是使用LED灯。LED灯可以比普通灯管节能40%~50%。这样可以节约一大笔运行费用,同时LED寿命比普通灯管长,减少灯管维修等费用,降低更换灯具时给洁净室受控环境带来污染的风险。另外,在设计中可以考虑总开关的方法,在非净化区设置一个可以关洁净区灯具的开关,避免因下班忘了关洁净室里面灯具,而重新更衣进洁净室,或者疏于管理,个别人没有按照正规进入洁净室流程进入洁净室关灯,对洁净室安全产生影响。
1.1电气节能
新版GMP实行后,换气次数增加,导致制冷机等公用工程设备耗电量占药厂总电量比例增加,因此合理控制这些设备电动机电能浪费是节能重点之一。电动机不合理耗电的原因主要为:
(a)在电动机拖动系统中,往往以高负载量加上裕量来设计参数及选型,而在实际的运行中,相当部分的电动机并非满载运行,而是工作于满电压、满速度但是负载却较小的状态。
(b)由电动机设计和运行特性可以知道,电动机在满载运行时效率高,功率因数COSf高;轻载运行效率降低,COSf也降低,空载时COSf甚至降到0.3以下,所以在轻载、变载、轮空负载运行时电动机的电能浪费较大。
目前常用的节能技术有变频技术、就地电容补偿及负载自适应矢量控制。负载自适应矢量控制技术是一项新兴技术。负载不变输入电压的过大或过小都会导致电流增加,从而电能浪费增加。输入电压不变,负载的增加或减少都会导致电流增加,从而电能浪费增加。只有在X、Y、Z点上电流和电能消耗小。“负载自适应矢量控制”原理是,在线实时检测电动机的负载率,当电动机的负载从100%降到50%,再降到30%,根据设备电动机的负载变化率,实时负载自适应检测数据处理,并在线调整电动机的输入电压(V)和负载电流(I),使其工作点始终保持在X、Y、Z点(节能点)上运行,从而大限度地降低电动机在运行时的电能消耗,达到既能满足设备使用要求又能节电的目的。后,暖通在洁净室能耗中占的比重非常大,也是节能重点考虑的环节。
1.2保温
保温是一种简单、效果较好的节能方法。制药厂房风管和管道通常较长,在运输介质过程中能量损耗是一个相当可观数值。在实际施工中,风管法兰连接处、管道异型处都是施工易发生质量问题的部位,这些部位保温材料厚度不够,胶水太少致使保温粘贴不牢,还有支架的冷桥,这些部位不加以严格检查,日后运行后能源浪费将非常严重。另外,设备保温也是一个非常重要的内容。曾有一个药厂洗瓶间在调试时就发现房间温度一直高于30℃,无法降到设计温度。经与设备厂家联合勘查,发现是隧道烘箱段的温度非常高,热量全散发到房间了。解决这个问题只有2个办法:1个是增大房间换气次数,达到42次/h以上;或者将该部分及其连接的管道进行保温。
1.3换气次数
新版GMP实行后,换气次数较以前医药工业洁净厂房设计规范有较大变化。按照新版GMP,通常B级在40次/h~60次/h,C级20次/h~40次/h。这里就可能产生一种误区,为了安全,所有换气次数都取高值,如B级统一取60次/h,这对业主初投资和日后运行成本都产生很大影响。其实,换气次数大小是由房间的。
洁净度等级、终指标和房间冷(热)负荷决定,同样是B级,如果房间设备发尘少,设备自动化程度高,操作人员少,操作人员工作习惯和防护好,这样换气次数也不一定要达到60次/h;反之,设备及生产过程产尘量较大,工作人员密集,设备及生产过程发热量大,B级60次/h也可能不够。因此,节能关键在于根据每个项目实际情况计算换气次数。方法如下:
(a)确定洁净室的设备、人员情况。
(b)确定洁净室发尘量。
(c)计算室内单位容积发尘量。
(d)根据发尘量和室内含尘浓度计算理论换气次数。
(e)计算人员静止时的单位容积发尘量。
1.4全新风切换
制药厂房换气次数较大,所有空调箱风量也较大,如何合理利用室外新风节能,减少冷冻水使用,可以实现运行费用的节约。GB50189-2005第5.3.6条明确提出该项节能措施。由于医药产品特殊性,该项技术在医药领域还没有大规模推广。在过渡季,新风量的控制与工况的转换,采用新风和回风的焓值控制方法,空调系统采用全新风或增大新风比运行,可以节省空气处理所需消耗的能量。当过渡季节,通过阀门调节可以实现全新风节能通风,减少冷冻水用量,从而节约运行费用。
1.5热回收全新风切换
在制药厂房办公楼等设计中,可以采用转轮热回收技术,节约运行费用。但在涉及药品生产的核区域,由于新版GMP第38条规定,设计中减少交叉污染,转轮回收技术需要经过风险分析,不可以盲目使用。如确实不可以使用转轮热回收,可以采用新风和排风并利用乙二醇等介质进行间接热回收。
1.6更衣间变风量设计
新版GMP实施后,B级更衣间设计和以往有较大区别。由于更衣间的特殊性,没有什么生产设备,如果再没有人员更衣时,取60次/h换气次数来维持B级,实践证明有些保守。而更衣间在生产过程中,使用时间非常小,大部分时间更衣间都处于无人状态。因此合理进行更衣间设计,减少无人期间换气次数,也成为节能的一个措施。目前,一些药厂B级更衣间采用FFU设计,当有人员准备进入更衣间时,按动开关,FFU启动,换气次数达到60次/h;当无人员进出时,FFU关闭,采用送风,换气次数降低。这样大大减少了更衣间不使用期间能源浪费,同时,通过控制又保证了人员进出的安全。
1.7选择高能效水泵、冷水机组和风机
1.8选用节能产品
国家一直提倡使用节能产品,目前该产品市场价格较高,但能设备运行确实可以节约运行费用,节约地球资源。因此在这里还是建议广大投资者和设计师,从长远角度考虑,多采用节能产品。
1.9空调风系统设计阻力合理
现在变频技术已经非常普遍,但同时产生一个问题,一些人不去计算风管阻力,根据类似项目选择风机压头,同时加上系数。导致变频器和风机电机无法在效率高点运行,既增大了投资,又浪费运行费用,同时对设备安全产生隐患。因此要合理设计分系统阻力,尽量使管道沿程阻力自然平衡,不要通过阀门等人为阻力,进行设计和施工。
1.10风管漏风
风管漏风是目前洁净室系统能源浪费的一个普遍问题。解决这个问题关键有两个:一个是加强空调箱的设备气密性检查,选择符合国家要求的产品,漏风量不大于1%;另外,要加强风管制作工艺,采用合理的加固措施,目前应用比较多的共板法兰风管。控制好风管漏风另一个重要措施是进行过程监控,在风管漏风检测时及时发现问题,减少日后损失。
矩形风管的允许漏风量应符合以下规定:
低压系统风管QL≤0.1056 P0.65
中压系统风管QM≤0.0352 P0.65
高压系统风管QH≤0.0117 P0.65
1.11深度冷却节能技术
常规医药净化空调存在的问题:
(1)温湿度同时处理的高能耗问题。
(2)难以适应室内热湿比的变化。
(3)表冷器湿工况运行,易生霉菌,引起各种空调病。
深度冷却技术的特点如下:
(1)稳定的除湿能力——当室内余热余湿发生变化或室外气象条件发生变化的时候,该机组均能够将室内温湿度稳定地保持在所要求的状态。在表冷器后设置直接蒸发深度除湿再热装置,与表冷器两级接力,可有效实现低8℃的低露点控制。
(2)显著的节能效果——系统综合节能10%以上。
(3)节省空调系统初投资。由于机组自带只膨冷源,可减少冷水机组装机容量,并实现过渡季节节能运行。
(4)更有效的卫生保证——空调机组表冷器近似干工况运行,避免水盘积水滋生细菌,有效控制空调病的发生。
1.12热管辅助节能技术
热管技术目前应用广泛,它由蒸发器、冷凝器、管内工质组成。通过制冷剂在高温侧吸热低温侧放热,实现无动力节能。
2、其他节能技术
2.1置换通风技术
中药制药前处理等房间,由于其工艺特殊性,发热量较大同时伴生部分污染物,房间高度较高,而操作区占整个房间体积较小,如果考虑采用置换通风技术,既可以保证操作区人员的需求,同时又节约运行费用。
2.2地源热泵
我国东北地区,部分城市因城市的药厂建造在远离市区地方,同时该地区城市供水资源有限,甚至没有。并且,这些地区地下水资源相对丰富,目前地下水水源热泵在这些地区都有应用。不过,需要注意的是,该项技术使用需要考虑当地地质条件和政府的要求,不可以盲目复制。
2.3自控设计,能量监测
自控变频技术是目前广泛应用的一项技术,同时建立起自控能耗监控系统,对日常运行情况进行数据统计分析,取得手运行资料,为日后节能改造和类似项目设计提供真实数据,这样可以从实际角度解决能耗过大问题。


 

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