制药工艺的蒸汽节能
2017-09-19
制药工艺中的蒸汽节能案例分享
惠松药业是一家大型制药企业，在其生产工艺过程中使用了12只酰化罐，利用蒸汽作为热源， 通过夹套加热，利用气动控制阀控制工艺温度至130℃～140℃之间，利用疏水阀排除冷凝水。（如图，画圈部分是冷凝水排放管道，疏水阀安装在墙外）
蒸汽压力4～5barg，蒸汽用量约为300kg/h，用DN40气动控制阀加温度感应器控制温度。冷凝水排放管为DN25，开始使用的是国产浮球疏水阀，后改为某倒吊桶疏水阀（DN25口径）。应用效果比用国产疏水阀要好，但是工艺过程还不能达到理想状态，使用一段时间后蒸汽泄漏比较严重，实际蒸汽用量比理论计算值要高出很多。
受各种因素的影响，为了降低生产成本，保护环境，节约蒸汽及利用冷凝水余热成了改造的重点。
经过现场观察和分析，决定从疏水阀入手。由于使用的是热电厂的过热蒸汽，蒸汽品质没有大的问题，疏水阀的安装也没有问题，冷凝水直接排放，不存在背压。
首先需要考虑疏水阀的选型问题，由于倒吊桶疏水阀虽然能够有效排除冷凝水，但是由于其结构决定了空气及不凝性气体的排放不是十分有效，这样容易导致设备积水，影响设备的工作效率。选用一只杭州瓦特节能的DN25口径带热静力排空气阀的浮球疏水阀实验 （倒吊桶疏水阀及浮球疏水阀工作原理请见瓦特节能相关资料）。
更换以后，发现在起机后工作正常，但是经过一段时间后发现工艺温度上升时间反而比原来要长。经常要人工去打开排放阀几秒钟后才能恢复到开始最佳状态。不仅影响生产效率，同时浪费蒸汽能源，不能达到节能目的。
经过仔细分析及现场观察，发现是“汽锁”在作怪。由于蒸汽从设备盘管中经过换热后形成冷凝水，要经过大约2～3米长的DN40直管段，再经过缩径后到达疏水阀，（如图画红色圈部分）这样当负荷很小时，这段管道中全部充满蒸汽，疏水阀此时会关闭。当负荷再变大时，由于疏水阀此时处于关闭状态，其前端的管道内又聚集了蒸汽，会使大量冷凝水积存在设备中无法及时流到疏水阀内排放，形成汽锁，从而使设备工作效率下降。同时，过长的管道会造成热量损失，浪费能源。
蒸汽汽锁在很多工艺过程中都会产生，有些是设备的结构型式导致，有些是由于安装不当导致。由设备结构型式导致的汽锁无法避免，例如倾卸式蒸煮锅、烫衣机及砑光机、干燥滚筒、多滚筒式干燥器等。
这种类型的汽锁可选用带破汽锁装置的浮球疏水阀解决。对于安装不当造成的汽锁，可以通过重新布置管路解决。疏水阀安装时应尽量靠近设备出口，而且需要安装在出口的下端。这样汽锁就不会产生。也就不会降低设备的生产效率。经过改造，所有问题得到解决，同时为客户节约了一部分成本，重要的是生产效率大大提高，蒸汽用量明显减少，达到预想的目标。
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