藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能問(wèn)題探討

作者：中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)武漢醫(yī)藥設(shè)計(jì)院 趙光甫

摘 要：藥廠GMP潔凈空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中普遍存在著大量的舊式一次回風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)此進(jìn)行新式節(jié)能型一次回風(fēng)系統(tǒng)的改造或新建，能夠在制冷空調(diào)方面節(jié)能30％，對(duì)全廠節(jié)能的貢獻(xiàn)率約為10％。因此醫(yī)藥制藥行業(yè)的節(jié)能潛力是可觀的，本行業(yè)完全有能力為實(shí)現(xiàn)國(guó)家綠色GMP的宏觀經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略目標(biāo)作出自己的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：藥廠 潔凈空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能 綠色GDP

1、問(wèn)題的提出

我國(guó)“十一五”規(guī)劃中提出了綠色GDP的重要節(jié)能指標(biāo)，即“單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比‘十五’期末降低20％左右”。這個(gè)量化指標(biāo)，將單位GDP能耗作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益的一項(xiàng)硬指標(biāo)，它不僅涉及到政府或政府官員的政績(jī)考核，而且也必將分解到國(guó)內(nèi)每一地區(qū)和每一行業(yè)，最終由各行各業(yè)的微觀企業(yè)組織來(lái)落實(shí)。在這樣宏大的節(jié)能氛圍背景下，我們醫(yī)藥設(shè)計(jì)企業(yè)是不能置身度外的?？墒?，在近年來(lái)的一些新建或改建的GMP藥廠中，我們發(fā)現(xiàn)一些藥廠業(yè)主或招投標(biāo)中標(biāo)施工單位，并沒(méi)有貫徹實(shí)施設(shè)計(jì)圖紙上的一些新的節(jié)能設(shè)計(jì)措施或節(jié)能規(guī)范，他們?nèi)匀恢仪榛蛄?xí)慣于舊的不節(jié)能的價(jià)格稍低凈化空調(diào)系統(tǒng)。殊不知，這些耗能大的空調(diào)系統(tǒng)，在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，長(zhǎng)年累月，不知不覺(jué)地流失了企業(yè)多少利潤(rùn)。

可見(jiàn)，不節(jié)能的生產(chǎn)工藝，既不利己，又不利于國(guó)家和社會(huì),更不利于環(huán)境。因此，本文在針對(duì)藥廠GMP凈化空調(diào)系統(tǒng)中數(shù)量多而又最常見(jiàn)的一次回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新的節(jié)能系統(tǒng)，以期引起工程決策者和專(zhuān)業(yè)人士的關(guān)注與探討。

2、藥廠生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及其相適應(yīng)的凈化空調(diào)系統(tǒng)

2.1 一個(gè)藥廠，特別是一些大型的綜合制劑藥廠，藥品劑型多、品種多、各種藥品生產(chǎn)對(duì)潔凈空調(diào)環(huán)境的控制要求各不相同。一般來(lái)說(shuō)，一種藥品的完整生產(chǎn)過(guò)程可以劃分為多個(gè)前后互相連接或者互相并行的子過(guò)程，各個(gè)子過(guò)程對(duì)環(huán)境的潔凈級(jí)別要求不同，運(yùn)行班次不同，有無(wú)交叉污染的可能性不同;對(duì)應(yīng)于此，也就有了廠房中不同的潔凈區(qū)域的劃分。為了滿足和適應(yīng)藥品生產(chǎn)的這些特點(diǎn)，潔凈空調(diào)系統(tǒng)就有了系統(tǒng)劃分的要求，每一個(gè)工藝子過(guò)程或相應(yīng)的潔凈區(qū)域就有一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)為之服務(wù);這些空調(diào)系統(tǒng)在藥廠實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的要求，或者滿負(fù)荷同時(shí)開(kāi)啟運(yùn)行，或者部分負(fù)荷幾個(gè)系統(tǒng)開(kāi)啟工作。以上所有這些工藝特點(diǎn)決定了我國(guó)藥廠GMP凈化空調(diào)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)為區(qū)域成片服務(wù)，運(yùn)行安排靈活，各系統(tǒng)相互獨(dú)立，不存在著各系統(tǒng)之間互相聯(lián)系和約束的問(wèn)題。在發(fā)達(dá)國(guó)家藥廠設(shè)計(jì)理念中，存在著全廠新風(fēng)集中統(tǒng)一處理的系統(tǒng)，因此各系統(tǒng)的運(yùn)行與否是互相約束的。

綜上所述的諸如此類(lèi)的特點(diǎn)，決定了我國(guó)藥廠凈化空調(diào)系統(tǒng)絕大部分采用了具有新回風(fēng)功能的一次回風(fēng)系統(tǒng)，它所服務(wù)的空調(diào)區(qū)域不受其它空調(diào)系統(tǒng)制約，具有相對(duì)的獨(dú)立性，如空調(diào)系統(tǒng)流程圖1所示。在新的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2003）實(shí)施以前（2004-04-01實(shí)施），我國(guó)GMP改造中，大面積采用了這種一次回風(fēng)方式的凈化空調(diào)系統(tǒng)。

2.2    一次回風(fēng)系統(tǒng)的不節(jié)能之處。

在空調(diào)系統(tǒng)流程圖1當(dāng)中，室外新風(fēng)和房間回風(fēng)混合以后，進(jìn)入表冷器冷卻降溫除濕，處理后的空氣干球溫度一般是機(jī)器露點(diǎn)溫度（t1=13-15℃左右）;為了控制受控房間的相對(duì)濕度（特別是固體制劑等劑型），經(jīng)過(guò)表冷器后的空氣，在蒸汽加熱段還要對(duì)表冷后的空氣進(jìn)行加熱回溫，這樣在夏季空氣焓濕處理過(guò)程中就存在著冷、熱抵消的能量浪費(fèi)現(xiàn)象。由于潔凈空調(diào)系統(tǒng)換氣次數(shù)高，系統(tǒng)送風(fēng)量越大，其冷、熱抵消的能量也就越大。因此，這種舊的一次回風(fēng)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在著很大的隱患。

2.3    節(jié)能型一次回風(fēng)凈化空調(diào)系統(tǒng)

在空調(diào)系統(tǒng)流程圖2中，室外新風(fēng)首先經(jīng)過(guò)前表冷段降溫除濕，一般處理到室內(nèi)機(jī)器露點(diǎn)（t1=13-15℃）后，再與潔凈室內(nèi)的24～26℃的回風(fēng)進(jìn)行混合，混合后的溫度根據(jù)新風(fēng)比的不同，如m=30%～50％，其混合點(diǎn)的溫度也就在18～21℃之間，這就接近了室內(nèi)送風(fēng)點(diǎn)的溫度，顯然有可能免去了冷、熱抵消的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。如果新風(fēng)比m＜30％，混合點(diǎn)就有可能在21℃以上，混合風(fēng)還需要進(jìn)行二次表冷，以確保室內(nèi)溫濕度要求的可靠。在藥廠凈化空調(diào)系統(tǒng)之中，由于保證正壓和補(bǔ)充局部排風(fēng)的需要，多數(shù)凈化空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)比均在20％～50％之間，因此在醫(yī)藥工程之中，使用此類(lèi)一次回風(fēng)凈化系統(tǒng)是完全可以節(jié)能的，初次設(shè)備投資略有增大，但增加不大的這些成本在節(jié)能運(yùn)行中很快就可以回收。根據(jù)初略估算，藥廠凈化空調(diào)系統(tǒng)按此節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行改造，其運(yùn)行能耗的節(jié)約在30％左右。此外，由于藥廠制冷空調(diào)系統(tǒng)的用電量占全廠用電量的30％左右，因此僅此一項(xiàng)就可以為全廠節(jié)能約10％，節(jié)省的能源費(fèi)用就可想而知了。

2.4    案例對(duì)比舉證

鄭州某藥廠固體制劑改造工程室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

夏季空調(diào)設(shè)計(jì)室外計(jì)算干球溫度：35.6℃

夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度：27.4℃

室內(nèi)溫度：24±2℃

室內(nèi)相對(duì)溫度：55％±10％

該系統(tǒng)潔凈總送風(fēng)量Ls=20724m3/h，新風(fēng)比31％，以下分別按上述兩種空調(diào)系統(tǒng)處理空氣的方式計(jì)算表冷器所配置的冷量（送風(fēng)溫差均為4℃）：

（1）舊一次回風(fēng)系統(tǒng)所耗冷量

Qi=ρLs（ic-il）

=1.2×20724×(62.0-37.0)

=621720(KJ/h)=173.0(KW)

（ic――空氣混合點(diǎn)的焓值，il――機(jī)器露點(diǎn)的焓值，單位均為KJ/kg干）

（2）節(jié)能型一次回風(fēng)系統(tǒng)所耗冷量

QL=ρ(mLs)?(iw-il) ρLsCpΔt

（新風(fēng)冷量 二次表冷冷量）

=1.2×0.31×20724x(88-37) 1.2×20724×1.01×1

=418293.0(KJ/h)

=116(KW)

（其中：Cp-空氣定壓比熱，1.01KJ/kg?℃）

二次表冷溫度Δt=1℃；空氣密度ρ=1.2kg/m3

比較上述（1）、（2）兩種情況的計(jì)算結(jié)果：

Qi-Ql=173-116=57(KW)，后者節(jié)約冷量57.0KW，節(jié)能率為：57/173=33%。這里計(jì)算的僅僅是冷量能源部分，如果再加上能源輸送和傳遞動(dòng)力，則節(jié)能效果還更加可觀。由此推算節(jié)能經(jīng)濟(jì)成本，顯然按此方案所改造的節(jié)能凈化空調(diào)系統(tǒng)所增加的初次設(shè)備投資成本，在大約一年所節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)中就可以回收，初次設(shè)備投資增加率約為10%左右。

2.5    小結(jié)

當(dāng)前，我國(guó)綠色GDP的理念和單位產(chǎn)值節(jié)能20%的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)已深入人心，它是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展繞不過(guò)的一條科學(xué)發(fā)展之路。即使是實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能20%”的目標(biāo)，我國(guó)單位GDP能耗水平在世界水平中還不是處于世界領(lǐng)先地位，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有相當(dāng)大的距離；比例說(shuō)是世界能耗最低的瑞士的7倍，是日本的5.6倍，是高能耗美國(guó)的3.1倍?？梢?jiàn)，降低藥品生產(chǎn)企業(yè)的能耗水平，也是一個(gè)長(zhǎng)期繞不過(guò)去的主題任務(wù)，而且必須貫徹落實(shí)到設(shè)計(jì)、招投標(biāo)和施工及運(yùn)行管理的每一個(gè)環(huán)節(jié)中去。本文通過(guò)藥品生產(chǎn)過(guò)程中凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能案例對(duì)比分析說(shuō)明，目前我國(guó)醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能改造的潛力還是非常巨大的，在技術(shù)上也不是高不可攀的，關(guān)鍵在于要落實(shí)到每一個(gè)具體環(huán)節(jié)中去。鑒于工程實(shí)踐中一些業(yè)主單位和一些工程中標(biāo)單位一味地去迷戀那些不節(jié)能的便宜設(shè)備，有必要建議工程項(xiàng)目的決策者要把各專(zhuān)業(yè)的節(jié)能考核指標(biāo)放在更加突出的位置上，以免給今后的生產(chǎn)運(yùn)行留下長(zhǎng)期的節(jié)能隱患。

參考文獻(xiàn)

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