【壓縮機(jī)網(wǎng)】摘要：壓縮空氣在生物發(fā)酵過程中承擔(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)價廉的空氣是動力部門的首要任務(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)中對空氣質(zhì)量的要求較高，如無菌，無油，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)計等直接影響供應(yīng)空氣的質(zhì)量和制造成本。本文通過對不同空氣供應(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，常見的無油壓縮機(jī)有離心式、軸流式和無油螺桿式等。由于發(fā)酵生產(chǎn)大多規(guī)模化，因此對空氣的需求量較大，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，流動阻力損失小，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，對于空氣需求量較大、空氣負(fù)荷存在波動的場合，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)組無法比擬的；近年來，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，對于空氣流量超過1000Nm3/min時，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)周期間隔長等優(yōu)勢正逐漸應(yīng)用到發(fā)酵生產(chǎn)，如國內(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；同時為減少空氣長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，盡量選擇大流量高效機(jī)組，同時備用空壓機(jī)的能力要確保公司最大空壓機(jī)檢修或異常停機(jī)時，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，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，此時應(yīng)將園區(qū)的空氣管網(wǎng)分為高低壓兩種，其對應(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、幾種常見的空氣供應(yīng)工藝路線分析

　　為實(shí)現(xiàn)發(fā)酵空氣無菌、無塵、無水及溫度適宜的要求，在空氣制備過程中需要相應(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。空壓機(jī)附屬設(shè)備包括空壓機(jī)吸氣過濾器、空氣冷卻器、汽水分離器、空氣加熱器、管路總空過濾器、無菌過濾器等。現(xiàn)就幾種常見的空氣供應(yīng)工藝路線進(jìn)行分析說明：

　　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）對壓縮后的空氣進(jìn)行除濕，除濕后的空氣通過空氣管網(wǎng)，在進(jìn)入用戶總空過濾器前使用蒸汽對空氣加熱，降低空氣相對濕度，之后經(jīng)過無菌過濾器進(jìn)入空氣使用點(diǎn)。此工藝在運(yùn)行過程中，由于空壓站距離發(fā)酵車間有一段距離，當(dāng)環(huán)境濕度大且空氣管道不保溫時，空氣在輸送過程中由于溫度變化，會造成管道內(nèi)大量凝水出現(xiàn)，即使經(jīng)過空氣加熱器，也經(jīng)常出現(xiàn)用戶端總空過濾器有凝水，凝水易造成無菌過濾器失效，從而對發(fā)酵無菌生產(chǎn)帶來一定風(fēng)險。

　　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)入總空過濾器進(jìn)行除塵，后經(jīng)無菌過濾器進(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距離輸送產(chǎn)生的凝水），之后空氣再經(jīng)過空氣加熱器降低空氣濕度，確保進(jìn)入總空過濾器的空氣為非飽和空氣，從而不會對后面的無菌過濾器造成影響，保證發(fā)酵無菌生產(chǎn)。

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

 

　　結(jié)束語

　　壓縮空氣的質(zhì)量和成本直接影響生物發(fā)酵產(chǎn)品的市場競爭力，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。作為動力供應(yīng)和發(fā)酵生產(chǎn)部門應(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)藥股份有限公司動力車間副主任，高級工程師。

 

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