金 彩 虹

[泰科(北京)安裝工程有限公司上海分公司, 上海　200233]

?

持續(xù)改進(jìn)方法論在藥廠節(jié)能減排中的應(yīng)用

金 彩 虹

[泰科(北京)安裝工程有限公司上海分公司, 上海200233]

摘要：結(jié)合某藥廠實(shí)際案例,介紹了持續(xù)改進(jìn)方法在節(jié)能減排中的應(yīng)用。詳細(xì)地分析了持續(xù)改進(jìn)方法論的6個(gè)步驟。提出持續(xù)改進(jìn)方法能幫助藥廠關(guān)注暖通空調(diào)等用能設(shè)備的日常維護(hù),落實(shí)節(jié)能措施,改進(jìn)能耗與產(chǎn)量比,減少碳排放。

關(guān)鍵詞：藥廠; 持續(xù)改進(jìn)方法; 節(jié)能; 步驟

0引言

目前,商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,生產(chǎn)型企業(yè)比以往更關(guān)注成本。能耗成本是企業(yè)成本的重要組成部分,故實(shí)施節(jié)能減排關(guān)系到企業(yè)的整體效率和競(jìng)爭(zhēng)能力。

持續(xù)改進(jìn)(Kaizen)方法基礎(chǔ)原理就是改進(jìn)任何可以改進(jìn)的項(xiàng)目。文獻(xiàn)[1-2]按照特定的步驟實(shí)施持續(xù)改進(jìn),獲得了有效的改進(jìn)。

1持續(xù)改進(jìn)方法

某藥廠所在醫(yī)藥集團(tuán)總部對(duì)旗下每個(gè)工廠每年有節(jié)能5%的指標(biāo),聘請(qǐng)第三方公司進(jìn)行能耗審查并提出整改意見(jiàn),以改善暖通空調(diào)、鍋爐、工藝等環(huán)節(jié),達(dá)到節(jié)能減排目的。持續(xù)改進(jìn)方法的6個(gè)步驟如表1所示[3]。

2發(fā)現(xiàn)可改進(jìn)處

2013年某廠能耗匯總?cè)绫?所示。

由表2可見(jiàn),暖通空調(diào)和冷源部分占該工廠總碳排放的51.8%。

表1持續(xù)改進(jìn)方法的6個(gè)步驟

步驟主要目的精益活動(dòng)發(fā)現(xiàn)可改進(jìn)處 全廠檢查,發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)或低效問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)勘查分析現(xiàn)狀 針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題分析原因時(shí)間表 對(duì)策 討論得出對(duì)應(yīng)措施頭腦風(fēng)暴編制執(zhí)行計(jì)劃 溝通后制定有效的計(jì)劃編制計(jì)劃執(zhí)行 執(zhí)行計(jì)劃責(zé)任表 檢查評(píng)價(jià) 比較數(shù)據(jù),將改進(jìn)量化表示評(píng)價(jià)

表22013年某廠能耗匯總

用能設(shè)備能耗/kWhCO2排放量/tCO2排放占比/%HVAC3999671148925.8冷機(jī)、冷卻塔、泵2017542149826.0照明5839034347.5蒸汽系統(tǒng)17994973315.7壓縮空氣4002332975.2生產(chǎn)系統(tǒng)2803104144325.0純水系統(tǒng)(工藝用)7265831342.3純凈蒸汽(軟化水)108987200.3消防泵72658130.2淋浴房、清洗室143735260.5其他104081771.3

3分析現(xiàn)狀

根據(jù)用能設(shè)備的分類,對(duì)暖通空調(diào)、蒸汽、工藝等進(jìn)行了節(jié)能審查,發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題:

(1) 空調(diào)機(jī)組的過(guò)濾網(wǎng)未及時(shí)更換,增加風(fēng)阻,能耗增加。空調(diào)機(jī)組的制冷盤管、制熱盤管、冷凝管未及時(shí)清洗,換熱效率降低,能耗增加。

(2) 用熱成像設(shè)備在蒸汽管路、熱水管路、軟化水管路等存在不可避免的熱損,無(wú)隔離保護(hù)的熱交換器造成能耗浪費(fèi);房間門隔熱層老化,熱損耗過(guò)大。

(3) 空調(diào)系統(tǒng)的部分風(fēng)口風(fēng)量不平均,實(shí)測(cè)風(fēng)量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,若潔凈車間的實(shí)測(cè)風(fēng)量低于設(shè)計(jì)值,將影響房間正壓、潔凈度。AHU-XX01實(shí)測(cè)風(fēng)量如表3所示。

表3　AHU-XX01實(shí)測(cè)風(fēng)量　L/s

測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn),部分房間正壓偏高,達(dá)到25～35 Pa,而國(guó)際制藥工程協(xié)會(huì)(ISPE)要求壓差為5 Pa,我國(guó)要求不同級(jí)別間的壓差最小為10 Pa。

(4) 各房間溫度不平均。同一空調(diào)機(jī)組服務(wù)的多個(gè)房間溫度情況不相同。AHU-1服務(wù)區(qū)域內(nèi)各房間溫度如表4所示。由表4可見(jiàn),三個(gè)房間需再加熱,以滿足設(shè)計(jì)要求。

(5) BMS系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題。部分自動(dòng)控制系統(tǒng)讀數(shù)異常,尤其是濕度讀數(shù)出現(xiàn)負(fù)數(shù)。

① 溫度傳感器不準(zhǔn)確,造成能源浪費(fèi),增加制冷機(jī)和鍋爐負(fù)荷。

② 濕度傳感器不準(zhǔn)確,造成能源浪費(fèi),增加制冷機(jī)和除濕機(jī)負(fù)荷,可能對(duì)產(chǎn)品造成影響。

表4AHU-1服務(wù)區(qū)域內(nèi)各房間溫度

區(qū)域?qū)崪y(cè)溫度/℃設(shè)定溫度/℃房間再加熱器開(kāi)度/%房間16720.522100房間158I21.322100房間158P25.8220廚房送風(fēng)13.11554.5(蒸汽加熱)

③ 壓力傳感器不準(zhǔn)確,造成能源浪費(fèi),影響房間溫度、潔凈度和正壓。部分熱輪除濕機(jī)工作異常,達(dá)到設(shè)定值仍運(yùn)行,造成高溫處理干燥空氣時(shí)增加了空氣處理器冷負(fù)荷,降低了熱輪效率和壽命,可能對(duì)生產(chǎn)環(huán)境造成影響。

(6) 鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題。鍋爐容量較大,引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排、水泵等未采用變頻器;鍋爐面板控制系統(tǒng)故障,無(wú)法自動(dòng)關(guān)閉。

4對(duì)策

(1) 及時(shí)清洗空調(diào)機(jī)組的過(guò)濾網(wǎng)、制冷盤管、制熱盤管和冷凝管。監(jiān)測(cè)過(guò)濾網(wǎng)兩端壓差,當(dāng)壓差超過(guò)設(shè)定值時(shí)發(fā)出警報(bào),提示清洗。拆除原有空氣處理機(jī)高效過(guò)濾器,在送風(fēng)管增加初效/中效過(guò)濾器段,在房間送風(fēng)口增加高效過(guò)濾器,增加過(guò)濾器數(shù)量,降低風(fēng)阻和能耗,同時(shí)延長(zhǎng)高效過(guò)濾器使用壽命。

(2) 檢查所有的管路,修補(bǔ)泄漏部分,在熱泄漏處增加隔熱保護(hù)。

(3) 合理分配新風(fēng)量,因新風(fēng)量在空調(diào)系統(tǒng)中能量損耗較大,調(diào)整系統(tǒng)中新風(fēng)量。

① 重新調(diào)整新風(fēng)閥角度及各房間正壓。

② 重新調(diào)整空氣處理機(jī)新風(fēng)及排風(fēng)風(fēng)量。

③ 對(duì)于有正壓要求的車間,在對(duì)應(yīng)送風(fēng)管中加裝送風(fēng)電動(dòng)控制閥,利用原有房間壓力傳感器,控制房間正壓。

(4) BMS優(yōu)化。全面檢查BMS,確保前端設(shè)備、直接數(shù)字控制器、中央工作站等正常運(yùn)行。

① 在辦公區(qū)域和食堂增加占用傳感器,根據(jù)該區(qū)域占用狀態(tài)設(shè)置雙死區(qū),實(shí)現(xiàn)節(jié)能占用狀態(tài)下供熱設(shè)定溫度為20 ℃,制冷設(shè)定溫度為22 ℃,則20～22 ℃的區(qū)域?yàn)樗绤^(qū);非占用狀態(tài)下,供熱設(shè)定溫度為19 ℃,制冷設(shè)定溫度為23 ℃,則19～23 ℃區(qū)域?yàn)樗绤^(qū)。另外,濕度控制也可設(shè)置雙死區(qū)控制。

② 根據(jù)不同潔凈區(qū)域的換氣次數(shù)要求,通過(guò)時(shí)間控制或手動(dòng)指令,合理調(diào)整空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量,保持最低循環(huán)次數(shù),節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗。

③ 通過(guò)時(shí)間表,關(guān)閉夜間食堂、倉(cāng)庫(kù)、行政區(qū)域的照明,關(guān)閉空調(diào)或采用夜間換氣。

(5) 增加免費(fèi)冷卻設(shè)備。

(6) 給鍋爐鼓風(fēng)機(jī)增加變頻器,修復(fù)面板自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。

(7) 增加太陽(yáng)能裝置,為日常生活提供熱水。

(8) 倉(cāng)庫(kù)、食堂等處設(shè)置光導(dǎo)管。

5編制執(zhí)行計(jì)劃

匯總節(jié)能改進(jìn)小組、業(yè)主等意見(jiàn)后編制執(zhí)行計(jì)劃。節(jié)能減排計(jì)劃如表5所示。

表5節(jié)能減排計(jì)劃

對(duì)策時(shí)間節(jié)電/kWh節(jié)氣/kWh節(jié)省費(fèi)用/元成本/元CO2排放量/t回報(bào)周期/a減少空氣泄漏2014Q238246— 276312000028.400.7蒸汽泄漏2014Q2—5981916291—11.000 鍋爐空氣鼓風(fēng)機(jī)增加變頻器2015Q270748— 5111325000013.024.9倉(cāng)庫(kù)增加光導(dǎo)管2015Q354488— 3936640000040.4610.2不用時(shí)關(guān)閉辦公用冷機(jī)和配套泵已完成45787— 33080—34.000 免費(fèi)冷卻2014Q1138889— 10034253000103.135.3實(shí)驗(yàn)室,檢查安全柜面罩/門在不用時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)2014Q418000— 130041000013.370.8除濕段增加自動(dòng)風(fēng)閥2014Q4—1156633149911300021.273.6BMS優(yōu)化2014Q38530— 6163500006.338.1增加帶變頻器的大容量壓縮機(jī)2016Q2157561— 113833800000117.007.0增加零損失空氣干燥機(jī)2015Q288611— 6401920000065.803.1增加真空2017Q31481— 1070400001.1037.4泵增加鍋爐燃燒空氣溫度已完成—4350511848—8.000 使用一臺(tái)新鍋爐2016Q4—2338386368380000043.0012.6鍋爐關(guān)閉優(yōu)化,修復(fù)面板自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)已完成—— ————

6執(zhí)行計(jì)劃

將執(zhí)行計(jì)劃分成兩類,一類是可以立刻執(zhí)行的,無(wú)需資金投入,如對(duì)BMS設(shè)定值修改等;另一類需要行政部介入,如更換節(jié)能設(shè)備等,所需費(fèi)用待公司審批后執(zhí)行。

能耗與時(shí)間關(guān)系如圖1所示。如果沒(méi)有持續(xù)的監(jiān)控和維護(hù),每年浪費(fèi)能源約為8%;如果沒(méi)有自動(dòng)化控制系統(tǒng),每年浪費(fèi)能源約為12%。

圖1　能耗與時(shí)間關(guān)系

7檢查評(píng)價(jià)

項(xiàng)目執(zhí)行一年后,評(píng)價(jià)初步節(jié)能措施效果。收集各能耗數(shù)據(jù)對(duì)比后發(fā)現(xiàn),暖通空調(diào)設(shè)備用能有明顯好轉(zhuǎn),環(huán)比年度產(chǎn)量能耗比降低2%。

在各類工廠中,設(shè)立自動(dòng)化控制系統(tǒng)的項(xiàng)目比未設(shè)立自動(dòng)化控制系統(tǒng)的項(xiàng)目最多可節(jié)能12%,而在設(shè)有自動(dòng)化控制系統(tǒng)的項(xiàng)目中采用持續(xù)改進(jìn)應(yīng)用的項(xiàng)目比未采用持續(xù)改進(jìn)方法的項(xiàng)目節(jié)能8%。

8結(jié)語(yǔ)

本文介紹了持續(xù)改進(jìn)方法在某藥廠節(jié)能減排中的應(yīng)用。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)運(yùn)行十多年后,特別需要將持續(xù)改進(jìn)方法運(yùn)用到建筑設(shè)備管理系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)維中,尤其是藥廠中暖通空調(diào)部分能耗。根據(jù)實(shí)際使用情況和生產(chǎn)工藝,每年審核建筑設(shè)備管理系統(tǒng)和暖通空調(diào)設(shè)備,可將暖通空調(diào)的能耗保持在理想狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]LYU J.Applying Kaizen and automation to process reengineering[J].Journal of Manufacturing Systems,1996,15(2):125-132.

[2]KATO I,SMALLEY A.Toyota Kaizen methods;six steps to improvement[M].New York:Taylor & Francis Group,2011.

[3]KER J I,WANG Y,LEE H Y.Applying Kaizen methods to improve voltage regulator subassembly area[J].Lecture Notes in Electrical Engineering,2014,293:667-674.

【編輯部聲明】

本刊已許可萬(wàn)方數(shù)據(jù)、重慶維普、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社在其網(wǎng)站及其系列數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中以數(shù)字化方式復(fù)制、匯編、發(fā)行、信息網(wǎng)絡(luò)傳播本刊全文。該社著作權(quán)使用費(fèi)與本刊相關(guān)費(fèi)用抵消。如作者不同意文章被收錄，請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)向本刊聲明，本刊將做適當(dāng)處理。

《現(xiàn)代建筑電氣》編輯部

Application of Kaizen Method in Pharmaceutical Factory

JINCaihong

[Shanghai Branch of Tyco(Beijing) Installation Engineering Co., Ltd., Shanghai 200233, China]

Abstract：Combining by a pharmaceutical factory as example,this paper introduced the application of Kaizen method in pharmaceutical factory.Six steps of Kaizen method were expounded in detail. It is pointed out that Kaizen method should help pharmaceutical factory to pay attention to the daily maintenance of energy-using equipments (such as heating ventilating and air conditioning ),and carry out the energy saving measures,in order to improve the ratio of energy consumption and production and reduce the carbon emissions.

Key words:pharmaceutical factory; Kaizen method; energy saving; step

收稿日期：2016-01-29

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.04.003

中圖分類號(hào)：TU 201.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-8417(2016)04-0010-04