萬級制藥無塵車間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要: 本文詳細(xì)闡述了萬級制藥無塵車間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法。通過對車間潔凈度要求的分析,確定了合適的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方案,包括空氣處理流程、設(shè)備選型、氣流組織設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)控制策略等。同時(shí),考慮了節(jié)能措施和運(yùn)行維護(hù)的便利性,以確保系統(tǒng)在滿足制藥工藝要求的前提下,實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定和節(jié)能的運(yùn)行。
一、引言
制藥行業(yè)對于生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度要求極高,萬級制藥無塵車間是常見的高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)場所之一。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為維持車間潔凈度、溫濕度和壓差的關(guān)鍵設(shè)施,其設(shè)計(jì)的合理性直接影響到藥品的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
二、萬級制藥無塵車間的潔凈度要求
萬級制藥無塵車間要求每立方米空氣中大于等于 0.5 微米的粒子數(shù)不超過 352000 個(gè),同時(shí)對微生物、壓差、溫度和濕度等也有嚴(yán)格的控制要求。
三、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
(一)空氣處理流程
新風(fēng)采集:從室外采集新鮮空氣,經(jīng)過初效過濾器過濾,去除較大的灰塵和雜質(zhì)。
混合段:將新風(fēng)與回風(fēng)在混合段混合,以達(dá)到節(jié)能和穩(wěn)定室內(nèi)空氣參數(shù)的目的。
表冷段:通過冷水盤管對混合后的空氣進(jìn)行冷卻除濕,將空氣處理到所需的露點(diǎn)溫度。
加熱段:根據(jù)需要對空氣進(jìn)行加熱,以滿足車間的溫度要求。
加濕段:采用干蒸汽加濕器或電極式加濕器對空氣進(jìn)行加濕,保證車間的相對濕度。
中效過濾段:過濾空氣中較大的顆粒,進(jìn)一步提高空氣的潔凈度。
高效過濾段:采用高效過濾器(HEPA)對空氣進(jìn)行最后的過濾,使空氣達(dá)到萬級潔凈度要求。
(二)設(shè)備選型
空調(diào)機(jī)組:根據(jù)車間的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷和風(fēng)量要求,選擇合適的空調(diào)機(jī)組。機(jī)組應(yīng)具備良好的密封性、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)性能。
風(fēng)機(jī):選用高效、低噪音的離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī),確保提供足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓。
過濾器:根據(jù)空氣潔凈度要求,選擇合適過濾效率的初效、中效和高效過濾器。
冷熱源設(shè)備:根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和能源供應(yīng)情況,選擇冷水機(jī)組、熱泵機(jī)組或鍋爐房等冷熱源設(shè)備。
(三)氣流組織設(shè)計(jì)
頂送側(cè)下回:在車間頂部設(shè)置送風(fēng)口,將經(jīng)過處理的潔凈空氣均勻地送入車間,然后通過側(cè)墻下部的回風(fēng)口將空氣回收。這種方式氣流組織均勻,能有效避免渦流和死角。
例如,在一個(gè) 500 平方米的萬級制藥無塵車間中,每隔 3 米設(shè)置一個(gè)頂送風(fēng)口,回風(fēng)口均勻分布在側(cè)墻下部,距離地面 0.3 米。
局部潔凈區(qū)的氣流組織:對于關(guān)鍵的操作區(qū)域,如灌裝區(qū)、配液區(qū)等,可以采用垂直單向流的氣流組織方式,提供更高的潔凈度保障。
(四)系統(tǒng)控制策略
溫濕度控制:采用自動(dòng)控制系統(tǒng),根據(jù)車間內(nèi)的溫濕度傳感器反饋信號(hào),調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組的冷熱水閥、蒸汽閥和加濕器的開度,實(shí)現(xiàn)溫濕度的精確控制。
壓差控制:通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量和回風(fēng)量,保持車間與相鄰區(qū)域之間的壓差穩(wěn)定,防止交叉污染。
風(fēng)量控制:采用變頻調(diào)速技術(shù),根據(jù)車間的負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
四、節(jié)能措施
(一)熱回收
采用轉(zhuǎn)輪式熱回收裝置或板式熱回收裝置,回收排風(fēng)的能量,用于預(yù)熱或預(yù)冷新風(fēng),降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗。
例如,某制藥廠采用轉(zhuǎn)輪式熱回收裝置后,夏季空調(diào)系統(tǒng)的能耗降低了約 15%。
利用冷凝熱回收:對于冷水機(jī)組的冷凝熱,可以通過熱回收裝置回收用于加熱生活熱水或冬季空調(diào)系統(tǒng)的預(yù)熱。
(二)優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行模式
根據(jù)車間的生產(chǎn)安排,合理調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行參數(shù),避免不必要的能源浪費(fèi)。
采用分區(qū)控制:將車間劃分為不同的區(qū)域,根據(jù)各區(qū)域的使用情況分別控制空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。
(三)自然冷卻
在過渡季節(jié)或冬季,當(dāng)室外空氣溫度較低時(shí),充分利用自然冷源,減少冷水機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間。
五、運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)
(一)過濾器的維護(hù)與更換
定期檢查初效、中效和高效過濾器的阻力,當(dāng)阻力超過規(guī)定值時(shí)及時(shí)更換。
一般初效過濾器每 1 - 3 個(gè)月更換一次,中效過濾器每 3 - 6 個(gè)月更換一次,高效過濾器每 1 - 2 年更換一次。
更換過濾器時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行,防止過濾器的損壞和污染。
(二)空調(diào)機(jī)組的維護(hù)
定期檢查空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)、電機(jī)、皮帶等部件的運(yùn)行情況,及時(shí)進(jìn)行維修和保養(yǎng)。
清洗空調(diào)機(jī)組的表冷器、加熱器和加濕器,保證其換熱效率和加濕效果。
(三)系統(tǒng)的清潔與消毒
定期對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道、風(fēng)口和設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行清潔和消毒,防止微生物的滋生和傳播。
在系統(tǒng)停運(yùn)期間,應(yīng)采取有效的防潮、防塵措施。
六、案例分析
[案例一]:某制藥廠萬級無塵車間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
車間概況:該車間面積為 800 平方米,主要生產(chǎn)注射劑。
系統(tǒng)設(shè)計(jì):采用頂送側(cè)下回的氣流組織方式,空調(diào)機(jī)組選用組合式空調(diào)機(jī)組,冷熱源采用冷水機(jī)組和蒸汽鍋爐。系統(tǒng)設(shè)置了熱回收裝置和變頻調(diào)速風(fēng)機(jī),實(shí)現(xiàn)了節(jié)能運(yùn)行。
運(yùn)行效果:經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行,車間內(nèi)的溫濕度、壓差和潔凈度均能穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求,且系統(tǒng)運(yùn)行能耗較低。
[案例二]:另一制藥廠萬級無塵車間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)改造
存在問題:原系統(tǒng)運(yùn)行能耗高,氣流組織不均勻,導(dǎo)致部分區(qū)域潔凈度不達(dá)標(biāo)。
改造措施:更換高效的空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī),優(yōu)化氣流組織,增加熱回收裝置和智能控制系統(tǒng)。
改造效果:改造后系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低了約 20%,車間內(nèi)的潔凈度得到了顯著提高。
七、結(jié)論
萬級制藥無塵車間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要綜合考慮潔凈度要求、溫濕度控制、壓差控制、節(jié)能措施和運(yùn)行維護(hù)等多個(gè)方面。通過合理的設(shè)計(jì)方案、先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和科學(xué)的運(yùn)行維護(hù)管理,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定和節(jié)能運(yùn)行,為制藥生產(chǎn)提供一個(gè)良好的環(huán)境保障。在未來的設(shè)計(jì)中,還應(yīng)不斷關(guān)注新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展,進(jìn)一步提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的性能和節(jié)能水平。
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