【壓縮機(jī)網(wǎng)】摘要：壓縮空氣在生物發(fā)酵過(guò)程中承擔(dān)著至關(guān)重要的作用，連續(xù)不斷地提供符合發(fā)酵所需質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的空氣是動(dòng)力部門(mén)的首要任務(wù)，而空氣的供應(yīng)方式直接影響空氣制造成本和質(zhì)量。本文結(jié)合工作實(shí)際，就生物發(fā)酵空氣供應(yīng)方式進(jìn)行探討。

　　文/山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司 郭守征 李繼宏

 

　　生物發(fā)酵生產(chǎn)中對(duì)空氣質(zhì)量的要求較高，如無(wú)菌，無(wú)油，溫度、壓力、濕度合適等。供氣設(shè)備型式的選擇、空壓廠房的規(guī)劃布局、供氣工藝路線設(shè)計(jì)等直接影響供應(yīng)空氣的質(zhì)量和制造成本。本文通過(guò)對(duì)不同空氣供應(yīng)方式下的生產(chǎn)分析，指出適合生物發(fā)酵的空氣供應(yīng)方案。

 

　　一、空壓機(jī)型式的選擇

　　根據(jù)生物發(fā)酵對(duì)壓縮空氣質(zhì)量的要求，制備壓縮空氣的空壓機(jī)應(yīng)避免采用有油或微油機(jī)型，常見(jiàn)的無(wú)油壓縮機(jī)有離心式、軸流式和無(wú)油螺桿式等。由于發(fā)酵生產(chǎn)大多規(guī)?；?，因此對(duì)空氣的需求量較大，離心式空壓機(jī)和軸流空壓機(jī)被廣泛使用。其中單軸離心式空壓機(jī)受限于葉輪的尺寸和強(qiáng)度，其供氣能力一般在1200Nm3/min以下，該機(jī)組葉輪多數(shù)為封閉式，機(jī)組效率相對(duì)較低，由于易損件少，葉輪強(qiáng)度高，維修費(fèi)用較低，該機(jī)型在國(guó)內(nèi)不少生物發(fā)酵企業(yè)仍在使用；軸流空壓機(jī)由于空氣在機(jī)體內(nèi)沿軸向移動(dòng)，流動(dòng)阻力損失小，機(jī)組效率較單軸離心機(jī)組提高10%左右，該機(jī)組供氣流量一般不低于1200Nm3/min，對(duì)于空氣需求量較大、空氣負(fù)荷存在波動(dòng)的場(chǎng)合，靜葉可調(diào)軸流空壓機(jī)應(yīng)作為首選，因?yàn)樵摍C(jī)組在部分負(fù)荷下同樣能夠高效率運(yùn)行，這是離心機(jī)組無(wú)法比擬的；近年來(lái)，多軸離心空壓機(jī)組由于采用三元流高效葉輪，機(jī)組最佳工況點(diǎn)的效率甚至超過(guò)了軸流機(jī)組。該機(jī)組有一體式撬裝機(jī)構(gòu)和分體式兩種型式，對(duì)于空氣流量超過(guò)1000Nm3/min時(shí)，該類型機(jī)組多數(shù)為分體式結(jié)構(gòu)。目前多軸離心空壓機(jī)由于其效率高，維護(hù)周期間隔長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)正逐漸應(yīng)用到發(fā)酵生產(chǎn)，如國(guó)內(nèi)幾大專業(yè)空壓機(jī)制造商也在生產(chǎn)該結(jié)構(gòu)型式機(jī)組。

 

　　二、空壓站及管網(wǎng)的規(guī)劃布局

　　空壓站作為壓縮空氣集中供應(yīng)的中心，其耗電較大，為降低電纜鋪設(shè)成本，空壓站應(yīng)就近變電站設(shè)置；同時(shí)為減少空氣長(zhǎng)距離輸送造成的能量損失（壓力損失），空壓站應(yīng)就近發(fā)酵生產(chǎn)崗位建設(shè)。對(duì)于園區(qū)面積較大，發(fā)酵廠房分散的情況，空壓站的規(guī)劃應(yīng)變集中為相對(duì)分散建設(shè)，不同空壓站的供氣母管進(jìn)行有效聯(lián)通，彼此進(jìn)行補(bǔ)充供氣。根據(jù)發(fā)酵生產(chǎn)能力的布局，不同空壓崗位空壓機(jī)的供應(yīng)能力也應(yīng)做相應(yīng)配置。在空壓機(jī)配置時(shí)，盡量選擇大流量高效機(jī)組，同時(shí)備用空壓機(jī)的能力要確保公司最大空壓機(jī)檢修或異常停機(jī)時(shí)，空氣供應(yīng)不得影響生產(chǎn)。若園區(qū)發(fā)酵產(chǎn)品單一，對(duì)空氣的需求指標(biāo)一致，只需建設(shè)一種空氣主管網(wǎng)即可；如果園區(qū)發(fā)酵產(chǎn)品有多個(gè)，且要求的供應(yīng)壓力不一致，空氣系統(tǒng)既要滿足生產(chǎn)需要，又要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)將園區(qū)的空氣管網(wǎng)分為高低壓兩種，其對(duì)應(yīng)的空壓機(jī)配置也應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。高低壓管網(wǎng)采用閥門(mén)聯(lián)通，高壓管網(wǎng)可以為低壓管網(wǎng)補(bǔ)充空氣。實(shí)踐證明：高低壓管網(wǎng)分供可以較好地實(shí)現(xiàn)空氣系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

 

　　三、幾種常見(jiàn)的空氣供應(yīng)工藝路線分析

　　為實(shí)現(xiàn)發(fā)酵空氣無(wú)菌、無(wú)塵、無(wú)水及溫度適宜的要求，在空氣制備過(guò)程中需要相應(yīng)的空壓機(jī)附屬設(shè)備，并按照一定的工藝路線完成氣體輸送?？諌簷C(jī)附屬設(shè)備包括空壓機(jī)吸氣過(guò)濾器、空氣冷卻器、汽水分離器、空氣加熱器、管路總空過(guò)濾器、無(wú)菌過(guò)濾器等?，F(xiàn)就幾種常見(jiàn)的空氣供應(yīng)工藝路線進(jìn)行分析說(shuō)明：

　　工藝路線：

 

 

 

　　以上四種工藝路線分析：

　　1、工藝路線一是目前發(fā)酵生產(chǎn)主要的空氣供應(yīng)方式，即在氣源側(cè)（空壓機(jī)房）對(duì)壓縮后的空氣進(jìn)行除濕，除濕后的空氣通過(guò)空氣管網(wǎng)，在進(jìn)入用戶總空過(guò)濾器前使用蒸汽對(duì)空氣加熱，降低空氣相對(duì)濕度，之后經(jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾器進(jìn)入空氣使用點(diǎn)。此工藝在運(yùn)行過(guò)程中，由于空壓站距離發(fā)酵車(chē)間有一段距離，當(dāng)環(huán)境濕度大且空氣管道不保溫時(shí)，空氣在輸送過(guò)程中由于溫度變化，會(huì)造成管道內(nèi)大量凝水出現(xiàn)，即使經(jīng)過(guò)空氣加熱器，也經(jīng)常出現(xiàn)用戶端總空過(guò)濾器有凝水，凝水易造成無(wú)菌過(guò)濾器失效，從而對(duì)發(fā)酵無(wú)菌生產(chǎn)帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn)。

　　2、工藝路線二是在將空氣加熱裝置設(shè)置在空壓廠房，即先通過(guò)空冷器進(jìn)行除濕，除濕后的空氣進(jìn)入空氣加熱器（熱源是空壓機(jī)余熱熱水或熱空氣）降低空氣濕度，經(jīng)預(yù)熱后的空氣（溫度一般45℃左右）直接進(jìn)入總空過(guò)濾器進(jìn)行除塵，后經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾器進(jìn)入用氣點(diǎn)。此工藝省去了用戶端蒸汽的消耗。

　　3、工藝路線三是對(duì)工藝路線一的改進(jìn)，即在用戶端進(jìn)入空氣加熱器前空氣先進(jìn)入汽水分離器（目的是除去空氣中因長(zhǎng)距離輸送產(chǎn)生的凝水），之后空氣再經(jīng)過(guò)空氣加熱器降低空氣濕度，確保進(jìn)入總空過(guò)濾器的空氣為非飽和空氣，從而不會(huì)對(duì)后面的無(wú)菌過(guò)濾器造成影響，保證發(fā)酵無(wú)菌生產(chǎn)。

　　4、工藝路線四是對(duì)工藝路線一的改進(jìn)，即將用戶端空氣加熱器安裝在總空過(guò)濾器之后，自空壓站經(jīng)空氣管網(wǎng)輸送來(lái)的壓縮空氣在經(jīng)總空過(guò)濾器除塵、除水后，再進(jìn)入空氣加熱器升溫，此時(shí)空氣為不飽和狀態(tài)，避免空氣帶水對(duì)后面的無(wú)菌過(guò)濾器產(chǎn)生影響，更好地保證發(fā)酵的無(wú)菌生產(chǎn)。

 

　　結(jié)束語(yǔ)

　　壓縮空氣的質(zhì)量和成本直接影響生物發(fā)酵產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而壓縮空氣的供應(yīng)方式?jīng)Q定了空氣的品質(zhì)和制造成本。選擇合適的空氣供應(yīng)裝備及空氣供應(yīng)路線有助于空氣質(zhì)量和成本的控制。作為動(dòng)力供應(yīng)和發(fā)酵生產(chǎn)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)溝通交流，從系統(tǒng)供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行出發(fā)，為企業(yè)的盈利能力做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

 

　　作者簡(jiǎn)介

　　郭守征（1972—），男，大學(xué)學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司動(dòng)力車(chē)間副主任，高級(jí)工程師。

 

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