【壓縮機網(wǎng)】摘要：壓縮空氣在生物發(fā)酵過(guò)程中承擔著(zhù)至關(guān)重要的作用，連續不斷地提供符合發(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)，而空氣的供應方式直接影響空氣制造成本和質(zhì)量。本文結合工作實(shí)際，就生物發(fā)酵空氣供應方式進(jìn)行探討。

　　文/山東魯抗醫藥股份有限公司 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(wú)菌，無(wú)油，溫度、壓力、濕度合適等。供氣設備型式的選擇、空壓廠(chǎng)房的規劃布局、供氣工藝路線(xiàn)設計等直接影響供應空氣的質(zhì)量和制造成本。本文通過(guò)對不同空氣供應方式下的生產(chǎn)分析，指出適合生物發(fā)酵的空氣供應方案。

 

　　一、空壓機型式的選擇

　　根據生物發(fā)酵對壓縮空氣質(zhì)量的要求，制備壓縮空氣的空壓機應避免采用有油或微油機型，常見(jiàn)的無(wú)油壓縮機有離心式、軸流式和無(wú)油螺桿式等。由于發(fā)酵生產(chǎn)大多規?；?，因此對空氣的需求量較大，離心式空壓機和軸流空壓機被廣泛使用。其中單軸離心式空壓機受限于葉輪的尺寸和強度，其供氣能力一般在1200Nm3/min以下，該機組葉輪多數為封閉式，機組效率相對較低，由于易損件少，葉輪強度高，維修費用較低，該機型在國內不少生物發(fā)酵企業(yè)仍在使用；軸流空壓機由于空氣在機體內沿軸向移動(dòng)，流動(dòng)阻力損失小，機組效率較單軸離心機組提高10%左右，該機組供氣流量一般不低于1200Nm3/min，對于空氣需求量較大、空氣負荷存在波動(dòng)的場(chǎng)合，靜葉可調軸流空壓機應作為首選，因為該機組在部分負荷下同樣能夠高效率運行，這是離心機組無(wú)法比擬的；近年來(lái)，多軸離心空壓機組由于采用三元流高效葉輪，機組最佳工況點(diǎn)的效率甚至超過(guò)了軸流機組。該機組有一體式撬裝機構和分體式兩種型式，對于空氣流量超過(guò)1000Nm3/min時(shí)，該類(lèi)型機組多數為分體式結構。目前多軸離心空壓機由于其效率高，維護周期間隔長(cháng)等優(yōu)勢正逐漸應用到發(fā)酵生產(chǎn)，如國內幾大專(zhuān)業(yè)空壓機制造商也在生產(chǎn)該結構型式機組。

 

　　二、空壓站及管網(wǎng)的規劃布局

　　空壓站作為壓縮空氣集中供應的中心，其耗電較大，為降低電纜鋪設成本，空壓站應就近變電站設置；同時(shí)為減少空氣長(cháng)距離輸送造成的能量損失（壓力損失），空壓站應就近發(fā)酵生產(chǎn)崗位建設。對于園區面積較大，發(fā)酵廠(chǎng)房分散的情況，空壓站的規劃應變集中為相對分散建設，不同空壓站的供氣母管進(jìn)行有效聯(lián)通，彼此進(jìn)行補充供氣。根據發(fā)酵生產(chǎn)能力的布局，不同空壓崗位空壓機的供應能力也應做相應配置。在空壓機配置時(shí)，盡量選擇大流量高效機組，同時(shí)備用空壓機的能力要確保公司最大空壓機檢修或異常停機時(shí)，空氣供應不得影響生產(chǎn)。若園區發(fā)酵產(chǎn)品單一，對空氣的需求指標一致，只需建設一種空氣主管網(wǎng)即可；如果園區發(fā)酵產(chǎn)品有多個(gè)，且要求的供應壓力不一致，空氣系統既要滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，又要實(shí)現經(jīng)濟運行，此時(shí)應將園區的空氣管網(wǎng)分為高低壓兩種，其對應的空壓機配置也應做相應調整。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)補充空氣。實(shí)踐證明：高低壓管網(wǎng)分供可以較好地實(shí)現空氣系統的安全經(jīng)濟運行。

 

　　三、幾種常見(jiàn)的空氣供應工藝路線(xiàn)分析

　　為實(shí)現發(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)程中需要相應的空壓機附屬設備，并按照一定的工藝路線(xiàn)完成氣體輸送?？諌簷C附屬設備包括空壓機吸氣過(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就幾種常見(jiàn)的空氣供應工藝路線(xiàn)進(jìn)行分析說(shuō)明：

　　工藝路線(xiàn)：

 

 

 

　　以上四種工藝路線(xiàn)分析：

　　1、工藝路線(xiàn)一是目前發(fā)酵生產(chǎn)主要的空氣供應方式，即在氣源側（空壓機房）對壓縮后的空氣進(jìn)行除濕，除濕后的空氣通過(guò)空氣管網(wǎng)，在進(jìn)入用戶(hù)總空過(guò)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(guò)無(wú)菌過(guò)濾器進(jìn)入空氣使用點(diǎn)。此工藝在運行過(guò)程中，由于空壓站距離發(fā)酵車(chē)間有一段距離，當環(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 )造成管道內大量凝水出現，即使經(jīng)過(guò)空氣加熱器，也經(jīng)常出現用戶(hù)端總空過(guò)濾器有凝水，凝水易造成無(wú)菌過(guò)濾器失效，從而對發(fā)酵無(wú)菌生產(chǎn)帶來(lái)一定風(fēng)險。

　　2、工藝路線(xiàn)二是在將空氣加熱裝置設置在空壓廠(chǎng)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（熱源是空壓機余熱熱水或熱空氣）降低空氣濕度，經(jīng)預熱后的空氣（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(hù)端蒸汽的消耗。

　　3、工藝路線(xiàn)三是對工藝路線(xiàn)一的改進(jìn)，即在用戶(hù)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(cháng)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(xiàn)四是對工藝路線(xiàn)一的改進(jìn)，即將用戶(hù)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)競爭力，而壓縮空氣的供應方式?jīng)Q定了空氣的品質(zhì)和制造成本。選擇合適的空氣供應裝備及空氣供應路線(xiàn)有助于空氣質(zhì)量和成本的控制。作為動(dòng)力供應和發(fā)酵生產(chǎn)部門(mén)應加強溝通交流，從系統供應安全和經(jīng)濟運行出發(fā)，為企業(yè)的盈利能力做出自己應有的貢獻。

 

　　作者簡(jiǎn)介

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

 

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