才興權(quán)

（頸復(fù)康藥業(yè)集團(tuán)有限公司，河北承德 067000）

中藥產(chǎn)品生產(chǎn)具有粉塵大、異味濃、設(shè)備發(fā)熱量大、潔凈區(qū)面積大、要求生產(chǎn)連續(xù)、可靠等特點(diǎn)，因此中藥生產(chǎn)用空調(diào)新風(fēng)比大、冷負(fù)荷大、負(fù)荷變化大；負(fù)荷隨季節(jié)變化明顯。要求空調(diào)隨負(fù)荷變化持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行?？照{(diào)系統(tǒng)能耗占藥品生產(chǎn)總能耗的比例大，而冷卻水系統(tǒng)在空調(diào)系統(tǒng)總能耗占比15%～20%[1]，因此優(yōu)化冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)運(yùn)行管理，能保證藥品生產(chǎn)環(huán)境要求，節(jié)約能源。

1 冷卻水泵與冷水機(jī)組之間管道連接方式

冷卻水系統(tǒng)水泵與冷水機(jī)組之間管道連接因機(jī)組的數(shù)量不同有所區(qū)別，合理的管道布置有利于系統(tǒng)操作和穩(wěn)定節(jié)能運(yùn)行。

1.1 單臺(tái)冷水機(jī)組

當(dāng)潔凈區(qū)域不大，冷負(fù)荷較小，單臺(tái)冷水機(jī)組就能滿足要求時(shí)，管道布置如圖1所示。水泵和閥部件的維修頻次高于冷水機(jī)組，選2臺(tái)水泵，一備一用，減少因水泵故障引起機(jī)組停機(jī)影響。系統(tǒng)可靠性高，操作簡(jiǎn)單，且其他條件不變時(shí)，水泵定流量運(yùn)行，冷水機(jī)組能耗最低[2]。

圖1 單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行

1.2 2臺(tái)冷水機(jī)組

1.2.1 2臺(tái)相同規(guī)格冷水機(jī)組，一用一備

藥品生產(chǎn)對(duì)溫度要求非常嚴(yán)格時(shí)，可采用此方案，連接方式如圖2所示。同側(cè)機(jī)組和水泵固定搭配運(yùn)行，在2臺(tái)水泵出口閥門后安裝連通管，中間安裝閥門，該閥門常閉，只有當(dāng)一側(cè)水泵和另一側(cè)機(jī)組同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)才打開(kāi)。水泵和機(jī)組都互為備用，系統(tǒng)可靠性極高，正常運(yùn)行不用操作任何閥門。適用于藥品生產(chǎn)要求恒溫恒濕、生產(chǎn)中溫濕度出現(xiàn)偏差后藥品品質(zhì)會(huì)發(fā)生改變的生產(chǎn)區(qū)域。

圖2 兩臺(tái)機(jī)組單臺(tái)運(yùn)行

1.2.2 2臺(tái)冷水機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，共同提供冷水

據(jù)美國(guó)空調(diào)和制冷協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，空調(diào)設(shè)備滿負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)間只有6%～8%[3]，設(shè)計(jì)2臺(tái)設(shè)備共同提供冷量時(shí)有大部分時(shí)間單臺(tái)機(jī)組就能滿足負(fù)荷要求。管道連接必須便于單臺(tái)機(jī)組節(jié)能運(yùn)行。2臺(tái)機(jī)組規(guī)格相同時(shí)，管道連接如圖3～圖4所示；2臺(tái)不同規(guī)格機(jī)組管道連接如圖5所示。

圖3 兩臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行A

圖4 兩臺(tái)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行B

圖5 兩臺(tái)不同規(guī)格機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行

2臺(tái)機(jī)組并聯(lián)連接方式A 中，3臺(tái)水泵兩用一備，泵與機(jī)組匹配，水泵出口匯總管徑與主管道相同，水泵出口與機(jī)組進(jìn)口管道接口錯(cuò)開(kāi)，有利于水力平衡。在過(guò)渡季節(jié)等冷負(fù)荷較小時(shí)，僅需啟動(dòng)1臺(tái)水泵和1臺(tái)機(jī)組，操作簡(jiǎn)單，單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，節(jié)能效果明顯，系統(tǒng)可靠。缺點(diǎn)是單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)需關(guān)閉另外1臺(tái)機(jī)組冷卻水進(jìn)水閥門，當(dāng)2臺(tái)機(jī)組都運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)水泵因故障停機(jī)，可能導(dǎo)致靶式流量計(jì)動(dòng)作停機(jī)，但可及時(shí)啟動(dòng)備用泵，恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行。2臺(tái)機(jī)組并聯(lián)連接方式B 中，水泵與機(jī)組固定搭配運(yùn)行，中間為備用泵，水泵前后各支管管徑相同。優(yōu)點(diǎn)是單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)不用開(kāi)關(guān)閥門，2臺(tái)機(jī)組都運(yùn)行時(shí)，互不影響。缺點(diǎn)是備用泵固定，備用泵投入使用前必須先打一側(cè)出口開(kāi)閥門，管道相對(duì)復(fù)雜。當(dāng)機(jī)房位置受限時(shí)，連接方式A 的模式可用一根匯總管連接至機(jī)組位置，比連接方式B 的模式節(jié)省空間。

為更加精準(zhǔn)地使運(yùn)行設(shè)備與負(fù)荷相匹配、節(jié)約能耗，冷水機(jī)組可一大一小配合，如圖4所示，單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)，但水泵需根據(jù)大小不同規(guī)格機(jī)組分別選配。小泵揚(yáng)程應(yīng)稍高或與大泵相同。優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不需開(kāi)關(guān)閥門，操作方便、運(yùn)行可靠、更加節(jié)能；缺點(diǎn)為水泵數(shù)量增加1臺(tái)，占用場(chǎng)地較大。

1.3 3臺(tái)或多臺(tái)冷水機(jī)組并聯(lián)

當(dāng)負(fù)荷大、生產(chǎn)區(qū)域多時(shí)，可采用3臺(tái)或多臺(tái)冷水機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。多臺(tái)機(jī)組并聯(lián)時(shí)建議選用相同規(guī)格冷水機(jī)組，配套水泵也相同，根據(jù)冷負(fù)荷確定機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)。當(dāng)水泵臺(tái)數(shù)較多時(shí)，可不用增設(shè)備用泵，考慮設(shè)計(jì)時(shí)的余量、水泵并聯(lián)運(yùn)行性質(zhì)（減少運(yùn)行臺(tái)數(shù)后，單臺(tái)泵流量會(huì)稍有增加）[4]，且多數(shù)中藥品種生產(chǎn)要求溫度范圍較寬泛，當(dāng)1臺(tái)水泵出現(xiàn)故障后，其他水泵運(yùn)行也能基本保證機(jī)組要求。管道連接采用類似并聯(lián)連接方式A，當(dāng)場(chǎng)地受限時(shí)，連接方式A 可采用泵出口匯總后一根管道或環(huán)路連接至機(jī)組，但需在每臺(tái)機(jī)組進(jìn)水管增加流量平衡閥，避免機(jī)組進(jìn)水量不平衡。因水泵臺(tái)數(shù)較多，同時(shí)運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因單臺(tái)泵出現(xiàn)故障而引起靶式流量計(jì)動(dòng)作全部機(jī)組停機(jī)現(xiàn)象。與連接方式B 相比，水泵互為備用，管道簡(jiǎn)單、操作方便，占用空間較小。

2 冷卻水管道保溫探討

空調(diào)冷卻塔供、回水管道很少做保溫設(shè)計(jì)，不符合節(jié)能運(yùn)行要求。冷卻塔進(jìn)水管道水溫較高，需要散熱，不需要保溫。冷卻塔出水經(jīng)冷卻塔降溫后，一般設(shè)計(jì)為32℃，但影響冷卻塔出水溫度的因素較多，如有時(shí)出水溫度會(huì)比32℃低很多。冷卻塔大多數(shù)安裝于屋面，夏季室外溫度較高，暴曬后混凝土表面溫度最高達(dá)70℃，在太陽(yáng)照射和屋面或墻面烘烤的高溫環(huán)境下，冷卻水管與環(huán)境溫差較大，管道單位面積吸收熱量較大，當(dāng)處于高溫環(huán)境中的管道較長(zhǎng)時(shí)，冷卻水溫度升高，機(jī)組效率降低，增加能耗。每年7～8月會(huì)出現(xiàn)高溫高濕天氣，此時(shí)部分中藥品種或工段需要除濕，冷量需求達(dá)到最大，當(dāng)室外溫度達(dá)37℃，濕度達(dá)70%時(shí)，露點(diǎn)溫度就接近31℃，此時(shí)冷卻塔出水管道表面容易結(jié)露，冷卻水吸收熱量較大，不僅造成機(jī)組能耗增加，還易造成管道腐蝕。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，橡塑保溫施工及材料成本與冷卻水吸收熱量造成冷水機(jī)組能耗增加相比很小。因此當(dāng)在屋面或南側(cè)、西側(cè)外墻鋪設(shè)較長(zhǎng)冷卻塔出水管道時(shí)，建議對(duì)管道保溫，當(dāng)管道在室內(nèi)安裝時(shí)宜采用1cm 厚橡塑保溫板進(jìn)行防凝露處理。

3 冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行管理

3.1 散熱風(fēng)扇控制

當(dāng)室外溫度較低，冷卻塔散熱風(fēng)扇滿負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)冷凝壓力低于機(jī)組運(yùn)行要求，機(jī)組報(bào)警停機(jī)，如設(shè)計(jì)人員忽視這個(gè)情況，人工操作很難控制，可采用自動(dòng)啟?？刂啤Ｉ犸L(fēng)扇的啟?？筛鶕?jù)冷卻水溫度自動(dòng)控制。散熱風(fēng)扇啟停設(shè)置應(yīng)兼顧防止機(jī)組報(bào)警停機(jī)和系統(tǒng)節(jié)能，因?yàn)樵谕戎评淞壳闆r下，冷凝水溫度在一定范圍內(nèi)越低，冷水機(jī)組運(yùn)行越節(jié)能，但當(dāng)冷卻水溫度降到一限值后，引起蒸發(fā)壓力下降，壓縮機(jī)功率增加，機(jī)組效率降低，所以在設(shè)定散熱風(fēng)機(jī)啟停溫度時(shí)應(yīng)咨詢冷水機(jī)組設(shè)備廠家，確定機(jī)組合理的冷卻水進(jìn)水溫度范圍，既達(dá)到節(jié)能的目的又保證不會(huì)出現(xiàn)機(jī)組報(bào)警停機(jī) 情況。

3.2 液位控制

冷卻塔液位主要有液位計(jì)控制和浮球閥控制兩種，無(wú)論是哪種控制，都應(yīng)調(diào)節(jié)合理，避免出現(xiàn)運(yùn)行中或水泵停止后水位過(guò)高外溢現(xiàn)象。通常運(yùn)行過(guò)程中很少出現(xiàn)因?yàn)樗贿^(guò)高外溢情況，多數(shù)是出現(xiàn)在水泵停止運(yùn)行后，由于液位調(diào)整不合理，由塔上流下來(lái)的水溢流，造成水資源浪費(fèi)，增加成本。運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)合理調(diào)節(jié)水位。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)冷卻水系統(tǒng)的管道布置、冷卻水管道保溫、運(yùn)行管理的論述，為工程設(shè)計(jì)人員優(yōu)化管路設(shè)計(jì)提供思路，減少操作人員工作量，幫助操作維護(hù)人員合理運(yùn)行、維護(hù)設(shè)備，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。