劉志為，張彥慧，薛春雨

華北制藥股份有限公司天翔分公司，河北石家莊 050035

凈化空調系統(tǒng)主要功能就是恒溫恒濕，在制藥企業(yè)中用于保證藥品生產(chǎn)環(huán)境，同時正確的使用對節(jié)約資源有很大作用。在空調運行過程中，風機運行時的電能以及循環(huán)水系統(tǒng)中的冷凍水，是空調系統(tǒng)中主要的耗能。

1 從電氣控制系統(tǒng)談節(jié)能

凈化空調系統(tǒng)的特點是大風量，造成了它的高能耗，而合理的設計和管理能夠在保證良好室內環(huán)境的前提下，還能大幅地降低運行成本。之前調節(jié)風量和風壓，是通過通風管道上的風門調節(jié)，但是對風量是種很大的浪費，從節(jié)能的角度來說是很不經(jīng)濟的，而目前使用較多的就是變頻控制系統(tǒng)節(jié)能。風機為變負載設備，風機的轉速直接影響負載的大小，降低風機的風量和風壓后，就能達到節(jié)能的目的。這類負載增加調速系統(tǒng)后，可以節(jié)約20%～30%的電能，節(jié)能效果還是非?？捎^的，而且一般的調速性能就能滿足風機對調速范圍和動態(tài)性能的要求。

1.1 變頻器的選擇

通常來說，生產(chǎn)設備的節(jié)能是通過減小輸入功率或著縮短運行時間來實現(xiàn)。由風機的轉矩、功率特性可知，當所需風量減小時，可降低其轉速，相應的輸入功率也隨之減小，因次可大幅度節(jié)約電能；同時，在滿足生產(chǎn)需要的前提下，間歇運轉可以縮短運行時間，也可以節(jié)約電能。風機是一種減轉矩負載，負載轉矩與轉速的平方成正比的減小，隨著轉速的降低，轉矩也就降低了；次外，風機這類負載不用經(jīng)常啟停，基本上不會瞬時過載?？梢赃x用普通功能變頻器，在技術上可以完全滿足實際需要。

選用變頻器時，應先注意變頻器的數(shù)據(jù)，變頻器容量、電源電壓、電流、輸出頻率等。這些都是選擇變頻器的重要依據(jù)。

1.2 PLC+變頻器控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中的關鍵部分，系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式控制風機的轉速。在送風崗位的出風口處裝配風速和風壓傳感器，就可以根據(jù)傳感器輸出信號來反映出系統(tǒng)的運行情況。當風速和風壓不符合要求時，PLC根據(jù)反饋回的數(shù)字信號來控制變頻器對風機進行變頻調速，增大或減小風機的轉速，來滿足生產(chǎn)工藝的通風要求，并由此達到了節(jié)能的目的。

1.3 人機交流系統(tǒng)

為了方便空調系統(tǒng)的控制及監(jiān)控，在控制室配制觸摸屏連接到PLC上，組建成了人機交流系統(tǒng)，通過人機界面可以對整個通風系統(tǒng)的運行狀態(tài)和工藝參數(shù)進行人工調整控制，還可以實時監(jiān)測變頻器的輸出頻率、風量風速等數(shù)據(jù)的變化。在生產(chǎn)過程中有特殊要求時能夠做到及時調整或者切換到人工控制模式。

1.4 夜間低頻運行

制藥企業(yè)的凈化空調系統(tǒng)要求24小時不間斷運行，保證潔凈區(qū)對一般區(qū)保持風壓的正壓。所以在夜間無人期間也不能停止運行，但是維持正常生產(chǎn)時的風速和風壓又會造成能源上的浪費。這就要求在不生產(chǎn)的時間段調低頻率，同時也要滿足風壓的要求。

通過變頻器的多頻段運行功能可實現(xiàn)夜間低頻運行，通過時間繼電器設定夜間的空閑時間段，控制其夜間自動切換到低頻段運行。在有特殊要求時也可手動轉換頻率，或者關閉時間循環(huán)控制，切換到人工控制。

1.5 改造效果

通過對空調風機控制系統(tǒng)的改進，既達到了工藝的通風要求，又節(jié)約了不必要的能源浪費，同時方便了操作人員的操作和監(jiān)管，降低了勞動強度，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。現(xiàn)正常生產(chǎn)過程中，一臺30kW的風機，除去空載損耗后全速功率為27kW，平均風量大約為全速的80%。通過變頻調速后只需16.8kW，節(jié)約了10.2kW的功率，每年能節(jié)約電費7萬余元。

2 從冷卻水系統(tǒng)談節(jié)能

空調系統(tǒng)中的通常設有兩級表冷器，表冷器中需要循環(huán)冷凍水來除濕和降溫。常用的冷水機組主機采用雙螺桿壓縮機，可提供5℃～15℃的冷凍水。循環(huán)水在運行一定周期后水質會發(fā)生變化，為了保護制冷機、表冷器和循環(huán)水管道，需要對管道中的水進行定期更換。當水的濁度＞15mg/l，鈣離子＞220PPm，鎂離子＞60PPm或氯離子＞150PPm時，就不能再繼續(xù)使用了。

2.1 循環(huán)水補水系統(tǒng)現(xiàn)狀

之前的補水一直使用的是飲用水，造成公司飲用水用量大；而生產(chǎn)中大部分的洗滌廢水直接排入排污管道，沒有實現(xiàn)水資源的充分利用。

冷水機組正常運行時循環(huán)水補水周期約為一周，周期很短，每年補充飲用水總量約1500多噸。公司洗消崗位每天要使用純化水、注射用水，每月產(chǎn)生洗滌廢水總量約為六百余噸，完全滿足循環(huán)水補水的用水量，且水質完全滿足循環(huán)水系統(tǒng)的補水要求，離子含量甚至遠低于之前采用的飲用水。

2.2 排水及循環(huán)水補水系統(tǒng)管路改造

在循環(huán)水系統(tǒng)運行期間經(jīng)過工藝驗證，改用離子含量低的洗滌廢水代替飲用水作為循環(huán)水的補水水源。再通過管路改造，將洗滌廢水排水管與回收池進水口相連，以實現(xiàn)洗滌廢水的回收。將回收池出水口與循環(huán)水補水通過管路實現(xiàn)連接，以實現(xiàn)回收池中沉淀過后的回收水進入冷凍循環(huán)水系統(tǒng)。

2.3 補水操作改進

原循環(huán)水補水采用的是邊補邊排的方式，造成新補入循環(huán)水系統(tǒng)的補水隨循環(huán)水的排放直接排走，增加了補水用量。而把先排后補的補水方式應用于補水操作，結合原有的補排方式則實現(xiàn)了補水的節(jié)約，大大減少了水資源的浪費。

2.4 改造效果

改造前循環(huán)水補水周期為一周，經(jīng)過改造后，平均補水周期為兩周。循環(huán)水補水水源全部為回收水，每年可節(jié)約飲用水近千噸，每年創(chuàng)造經(jīng)濟效益五千余元。

總結，通過對風機變頻調速以及對冷凍循環(huán)水補水系統(tǒng)的改進，節(jié)約了電能及飲用水使用量，并提出了回收洗滌廢水作為冷凍循環(huán)水補水水源的新思路，達到了節(jié)能減排的目的。

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