某固體制劑車間干燥室改造設(shè)計案例

楊依珍

（嘉科工程咨詢（上海）有限公司，上海2001 22）

0 引言

該項目為中美合資某固體制劑車間閉口鍋改造的一部分，目的是改造兩個獨(dú)立的干燥室，為裝車的小丸提供一個合適的溫度和通風(fēng)環(huán)境，達(dá)到小丸干燥的目的。

1 制定本方案的構(gòu)思

需要常年供熱，維持約40℃的干燥間，利用高溫排風(fēng)和送風(fēng)之間的全熱回收裝置，可以將排風(fēng)的熱量回收大約50%左右，該措施在冬季可以很好的起到預(yù)熱新風(fēng)的作用，從而降低加熱新風(fēng)的熱負(fù)荷。另外，在干燥間，由于工藝設(shè)備對換氣次數(shù)的需求較大，需要大約25次/h以上的換氣次數(shù)來滿足干燥工況的要求，在這種情況下，區(qū)分空調(diào)送風(fēng)和凈化送風(fēng)也可起到節(jié)能效果，凈化風(fēng)量只進(jìn)行過濾（例如FFU）處理再循環(huán)，這將在一定程度上節(jié)省輸送動力，減少系統(tǒng)和空調(diào)器的漏風(fēng)量。

基于以上的設(shè)計構(gòu)思，在滿足功能要求的前提下，充分考慮節(jié)能效果和盡量減少改造的工作量，對整個改造項目的方案進(jìn)行詳盡描述。

圖1 原建筑平面

圖2 原空調(diào)流程圖

3 擬用作干燥室的房間現(xiàn)狀

擬將現(xiàn)有廠房二層閉口鍋生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的RN-2085和RN-2086兩個房間改造為干燥間。

RN 2085和RN 2086兩個房間的空調(diào)系統(tǒng)目前屬于K 22 A系統(tǒng)。高效過濾器是在空調(diào)箱內(nèi)的，房間的送風(fēng)末端不帶過濾器。RN 2085房間送風(fēng)量1434 CMH，排風(fēng)量2000 CMH。排風(fēng)匯入E F 8001系統(tǒng)。RN 2086房間送風(fēng)量1566 CMH，回風(fēng)量1880 CMH。兩個房間均為CAV送風(fēng)，VAV回風(fēng)或排風(fēng)。VAV受房間微壓差信號控制。送風(fēng)無再熱盤管，房間溫度僅依靠AHU的控制系統(tǒng)。房間目前為普通丙類房間。

建筑平面如圖1所示，空調(diào)流程如圖2所示。

4 建筑改造方案

建筑方面，主要的措施是：

圖3 改造后建筑剖面示意圖

（1）現(xiàn)有吊頂不變，但是改造其送排風(fēng)口的布置。

（2）在2.3 m高處再設(shè)一層吊頂，與原有吊頂形成夾層。

（3）設(shè)兩面回風(fēng)墻（開口面積可調(diào)），回風(fēng)墻與新增吊頂和原有墻壁形成回風(fēng)夾道。

圖4 改造后建筑剖面圖1

改造之后的形象如圖3所示，改造之后的建筑平面和剖面圖如圖4、圖5所示（以RN-2085為例）：

圖5 改造后建筑剖面圖2

5 空調(diào)系統(tǒng)改造

圖6 改造后空調(diào)流程圖

送風(fēng)仍由現(xiàn)有的K 22 A空調(diào)機(jī)供應(yīng)。RN 2085房間的排風(fēng)仍由E F 8001負(fù)擔(dān)。RN 2086房間的回風(fēng)修改為排風(fēng)，此部分排風(fēng)并入E F 8001系統(tǒng)；房間的壓差仍然有原有的房間壓差傳感器和VAV裝置控制。另外，在兩個房間的送風(fēng)風(fēng)管上，均加裝一個熱水再熱盤管，以控制房間溫度。兩個干燥室均加裝FFU，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)循環(huán)風(fēng)量的增大（根據(jù)E H S要求，選用防爆型FFU）。

修改之后的流程如圖6所示。

房間立面以及氣流組織示意如圖7所示。

6 自動控制系統(tǒng)改造

此次改造的兩個干燥室，均需要增加PLC控制系統(tǒng)。房間的當(dāng)前壓力，由現(xiàn)有的CAV、VAV系統(tǒng)來控制，本次的PLC不參與。上游新風(fēng)的溫度、相對濕度、露點(diǎn)溫度，由K 22 A空調(diào)系統(tǒng)控制，本次的PLC不參與。擬在兩個干燥室室各設(shè)一個PLC控制器，此PLC控制：

（1）FFU的轉(zhuǎn)速（FFU應(yīng)選用無級變速形式）；

（2）根據(jù)房間當(dāng)前溫度控制熱水回水閥門的開度；

圖7 改造后房間氣流組織

（3）在熱水盤管出口處設(shè)漏水檢知器，如盤管漏水，則在房間外聲光報警；

（4）根據(jù)當(dāng)前設(shè)定值判定房間溫濕度是否超過上下限，如果超過，報警；

（5）在房間內(nèi)設(shè)置一個可燃?xì)怏w濃度探測器，如果當(dāng)前房間的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到10%LEL，則關(guān)在房間外聲光報警；

（6）檢測所有FFU的過濾器前后壓差，并在房間外的顯示器上顯示所有過濾器的當(dāng)前壓差。

7 通風(fēng)系統(tǒng)改造

7.1 生產(chǎn)類別的定義

根據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，每個干燥室一次干燥的物料總重量840 kg，干燥時間12 h。每批物料（840 kg）中含有乙醇1.025 kg（相當(dāng)于1.3 L乙醇）。但是房間內(nèi)的物料實(shí)際上是固體，并不存在液態(tài)乙醇，此物料屬于可燃固體。按照GB 5001 6-2006，第3.1.1條，本房間為丙類房間。

7.2 房間防爆等級判定

按照工藝定義，這1.025 kg乙醇將在12～36 h內(nèi)揮發(fā)，并由房間排風(fēng)系統(tǒng)排出。取最快的揮發(fā)速度（12 h），可知，乙醇的平均揮發(fā)速度為0.0854 kg/h相當(dāng)于蒸氣體積速度為：（0.0854 kg/h）/（1.59×1.197 kg/m3）=0.045 m3/h，房間的排風(fēng)量為1880 m3/h。

可計算得知，房間內(nèi)空氣中的平均乙醇蒸氣濃度為：0.045/1880=0.0024%；實(shí)際上，一個房間內(nèi)，最大可能有3批物料同時被干燥，則以上乙醇蒸氣濃度應(yīng)乘以3倍。故，房間內(nèi)的平均乙醇蒸氣濃度最大可能性為0.0072%。考慮乙醇揮發(fā)的不均勻性，加以不均勻性系數(shù)1.5，得出的結(jié)果為0.0108%。乙醇的爆炸下限為3%，10%LEL=0.33%；本次項目的房間乙醇蒸氣濃度（0.0108%），遠(yuǎn)小于爆炸下限的10%（0.33%）；按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范GB 5005 8-92》第2.2.2條第二項規(guī)定，該房間屬于非防爆區(qū)域。

7.3 通風(fēng)系統(tǒng)

由于房間的平時排風(fēng)量已經(jīng)達(dá)到15次/h，且處于丙類非防爆區(qū)，風(fēng)機(jī)無需防爆，故不增加事故排風(fēng)系統(tǒng)。

8 結(jié)語

改造項目往往比新建項目有更多的限制條件和局限性。在現(xiàn)有狀況下如何巧妙利用已有系統(tǒng)，制定最優(yōu)方案，使得可以在最少投資最短時間內(nèi)完成改造，盡量減少對現(xiàn)有生產(chǎn)功能的影響，成為這一類改造項目的重點(diǎn)考慮方向。優(yōu)秀的改造項目方案完全可以滿足業(yè)主訴求，完成生產(chǎn)要求，當(dāng)然這些都是建立在設(shè)計師和業(yè)主不斷溝通交流基礎(chǔ)上對方案的持續(xù)優(yōu)化的結(jié)果。所以改造項目往往比新建項目需要設(shè)計師付出更多的精力在現(xiàn)場考察，和業(yè)主溝通，了解現(xiàn)狀，只有這樣才能制定出最適合的方案。

[1]國家藥品監(jiān)督管理局.藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范[S].2010.

[2]GB5045 7-2008.醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范[S].2008.

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[4]王海橋，李銳.空氣潔凈技術(shù)應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

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