文 _ 王濱江 上海海利生物技術(shù)股份有限公司 李軍 上海脈慧能源科技有限公司 張耀玲 上海海利生物技術(shù)股份有限公司

制藥企業(yè)在蒸汽和空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能分析

文 _ 王濱江 上海海利生物技術(shù)股份有限公司 李軍 上海脈慧能源科技有限公司 張耀玲 上海海利生物技術(shù)股份有限公司

根據(jù)《上海市節(jié)能和應(yīng)對氣候變化“十二五”規(guī)劃》，在“十二五”期間，上海市單位生產(chǎn)總值能源消耗降低18%，企業(yè)在節(jié)能減排方面面臨巨大的壓力和挑戰(zhàn)。

制藥企業(yè)的能耗設(shè)備種類繁多，除了制冷系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)外，還有多種制藥行業(yè)所獨(dú)有的純水系統(tǒng)、生產(chǎn)廠房的“微壓”控制系統(tǒng)?！端幤飞a(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》實(shí)施之后，對一些設(shè)備和生產(chǎn)條件提出了更高的要求，如何在滿足生產(chǎn)要求的前提下，盡可能的降低能源消耗，成了眾多制藥企業(yè)的難題。企業(yè)各種設(shè)備使用規(guī)律各不相同，且運(yùn)行時(shí)間長短不一，有的設(shè)備每天24小時(shí)、全年365天運(yùn)行，有的設(shè)備則需要定時(shí)運(yùn)行。本文結(jié)合上海海利生物技術(shù)股份有限公司的設(shè)備使用情況，著重闡述蒸汽冷凝水回收、制冷系統(tǒng)的變頻控制節(jié)能措施。

1 現(xiàn)狀分析

工業(yè)蒸汽和純蒸汽是制藥企業(yè)不可或缺的生產(chǎn)條件，主要用于產(chǎn)品的加熱和設(shè)備的消毒。蒸汽主要由天然氣等燃料加熱產(chǎn)生，鍋爐每年消耗大量的燃料費(fèi)用。目前很多企業(yè)將蒸汽產(chǎn)生的冷凝水直接排放，這不僅污染了環(huán)境，還損失了大量的熱量和寶貴的水資源。如果能夠進(jìn)行回收利用，既可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，也可以保護(hù)環(huán)境。

另外，空調(diào)系統(tǒng)每年也要消耗大量的電能。目前許多企業(yè)的水泵和風(fēng)機(jī)仍采用定頻（工頻）方式運(yùn)轉(zhuǎn)，無法根據(jù)環(huán)境溫度的變化做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致了電能的大量消耗。如果可以采取變頻改造，將為企業(yè)減少電耗、降低企成本，提高競爭優(yōu)勢。

為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)，本公司與英國斯派莎克公司和上海脈慧能源科技有限公司共同進(jìn)行了一系列的節(jié)能改造，取得了顯著的節(jié)能效果。

2 節(jié)能措施分析

2.1 蒸汽冷凝水和不合格注射用水回收

制藥企業(yè)需要用大量的工業(yè)蒸汽和純蒸汽對原材料、器械和設(shè)備進(jìn)行高溫滅菌。伴隨著工業(yè)蒸汽和純蒸汽的使用，會產(chǎn)生大量的高溫低壓的蒸汽凝結(jié)水。這部分高溫冷凝水在一般情況下，都是通過疏水閥作為廢水直接排到了室外。但是，這部分蒸汽凝結(jié)水處于汽水混合物狀態(tài)，溫度都在80℃左右，直接排放，就會使得這部分熱量白白浪費(fèi)，同時(shí)也對周圍環(huán)境造成污染。

同時(shí)，作為制水設(shè)備的注射用水發(fā)生器和純蒸汽發(fā)生器是工業(yè)蒸汽使用量比較大的設(shè)備，并且注射用水發(fā)生器在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的不合格注射用水就是高溫的純化水，水質(zhì)比一般的鍋爐用軟化水要高很多，但是一般情況下也是白白排掉。所以我們把這部分不合格的水也進(jìn)行了回收。

本項(xiàng)目有3臺2.5t/h的注射用水發(fā)生器和2臺1.5t/h的純蒸汽發(fā)生器，每天產(chǎn)生大量的高溫冷凝水和不合格注射水，將這些高溫水通過不銹鋼管道收集到專門用于回收高溫冷凝水的機(jī)械泵里，通過機(jī)械泵將收集的高溫冷凝水通過特制的陽離子軟水再處理裝置，輸送到鍋爐的軟水箱中，作為鍋爐生產(chǎn)工業(yè)蒸汽的料水使用。

收集到鍋爐軟水箱中的熱水溫度仍然可以維持在80℃以上，這樣用80℃熱水替代20℃的常溫水作為蒸汽燃?xì)忮仩t的原料水生產(chǎn)工業(yè)蒸汽，節(jié)約了鍋爐把水從20 ℃加熱到80 ℃的過程，縮短了將水加熱變?yōu)轱柡凸I(yè)蒸汽的過程，減少了鍋爐燃燒器的燃燒時(shí)間，從而節(jié)約了燃燒器運(yùn)行所需要的天然氣用量，節(jié)能的效果十分明顯(見表1)。

表1 燃燒調(diào)整前后NOx變化

2.2 中央空調(diào)系統(tǒng)變頻節(jié)能

為保證上海海利生物技術(shù)股份有限公司凈化廠房正常生產(chǎn)所需要的凈化級別和潔凈度，中央空調(diào)必須進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，中央空調(diào)也是設(shè)備中的耗電大戶，對其進(jìn)行節(jié)能改造十分重要。

中央空調(diào)主要有冷凍水及冷卻水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)兩大部分組成。

一般中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須按天氣最熱、負(fù)荷最大的工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且一般還會留 10%～20% 設(shè)計(jì)余量。然而，實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)是不會運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)下，這樣就存在較大的富余。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測試，中央空調(diào)設(shè)備90%的時(shí)間在70%負(fù)荷以下波動(dòng)運(yùn)行，所以實(shí)際平均負(fù)荷小于設(shè)備滿負(fù)荷，特別是冷氣需求量較少的情況下，主機(jī)實(shí)際負(fù)荷量就更低。這樣就使得空調(diào)機(jī)組的兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)長期處于“大流量小溫差”的現(xiàn)象，使大量的電能白白浪費(fèi)。造成實(shí)際需要負(fù)荷與最大功率輸出之間的矛盾，給中央空調(diào)使用單位造成巨額電費(fèi)支出，增加了運(yùn)營成本。

按照《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）》的規(guī)定，凈化廠房必須24h保證規(guī)定的壓差，以保證進(jìn)化廠房內(nèi)的無菌狀態(tài)?？照{(diào)風(fēng)機(jī)雖然單臺的功率不高，但是由于數(shù)量眾多，導(dǎo)致總的功率較大，二期廠房空調(diào)風(fēng)機(jī)的總功率達(dá)到500kW。

上海海利生物技術(shù)股份有限公司現(xiàn)有3臺制冷量為1376kW的水冷螺桿冷水機(jī)組和3臺制冷量為385kW的低溫螺桿冷水機(jī)組。對相應(yīng)的冷卻水泵、冷凍水泵和空調(diào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動(dòng)調(diào)整，降低電機(jī)的電耗。

經(jīng)過改造之后，每年節(jié)電130萬kWh，節(jié)省直接資金91萬元，1年內(nèi)可以收回投資。

3 總結(jié)

與其它行業(yè)相比，制藥企業(yè)在空調(diào)和蒸汽系統(tǒng)的要求比較高，其所占企業(yè)的能耗比重也比較大。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排指標(biāo)，降低企業(yè)運(yùn)行成本，本文對制藥企業(yè)的蒸汽冷凝水、注射水廢水和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能措施的闡述?？照{(diào)系統(tǒng)的水泵和風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造，使水泵和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而降低電耗。

經(jīng)過以上節(jié)能改造之后，蒸汽鍋爐的天然氣消耗費(fèi)用每年可降低20萬元，空調(diào)系統(tǒng)的電耗每年可降低91萬元，兩項(xiàng)節(jié)能措施總計(jì)可以節(jié)約110萬元，投資回收在1年以內(nèi)，節(jié)能效果非常顯著。