藥廠潔凈空調(diào)系統(tǒng)的控制

楊光

摘要：潔凈空調(diào)系統(tǒng)對于藥廠來說具有非常重要的意義。只有對潔凈空調(diào)系統(tǒng)采用不同的檢測與控制手段，才能確保藥品生產(chǎn)的全過程保持應(yīng)有的空氣溫度、汽流速度、相對的濕度及潔凈度等環(huán)境要求。本文以單元控制器為例，對藥廠潔凈空調(diào)系統(tǒng)的組成和工作原理進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：藥廠潔凈空調(diào)系統(tǒng);控制

近年來，隨著藥廠科技水平和空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的不斷提高，以及全面貫徹GMP的要求，制藥企業(yè)對于空調(diào)系統(tǒng)的潔凈度提出了越來越高的要求，隨之對于潔凈空調(diào)系統(tǒng)的控制難度也在不斷增大。所以，如何采用科學(xué)合理的措施，確保藥品生產(chǎn)過程中四度即，溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等參數(shù)的要求得到合理有效的控制，同時，使制藥企業(yè)達(dá)到降低成本、節(jié)能，減輕藥廠工作人員勞動強度的要求，是眾多制藥企業(yè)管理者的追求目標(biāo)。

1 潔凈空調(diào)系統(tǒng)

潔凈空調(diào)系統(tǒng)最主要的任務(wù)是使藥廠制藥環(huán)境保持相對的濕度、空氣溫度、空氣流動速度以及潔凈度，并達(dá)到規(guī)定范圍之內(nèi)，能夠滿足藥廠生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)條件的要求。通常潔凈系統(tǒng)的主要組成部分有：加熱段、風(fēng)機、過濾器、加濕段、表冷段和風(fēng)門等設(shè)備組成。其中過濾器作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分之一，一般分為初效、中效、亞高效和高效過濾器幾種類型。通過各大種過濾器能夠?qū)⒖諝庵械奈廴倦s質(zhì)清除掉，保證制藥環(huán)境的空氣品質(zhì)，以此消除空氣污染對藥品質(zhì)量的影響。由于藥廠對于生產(chǎn)環(huán)境的要求越來越高，通常釆用三級過濾器即：初效、中效和高效過濾器進(jìn)行過濾。然而當(dāng)過濾器使用時間過長時，濾料表層積聚的灰塵將不斷增加，此時，會增加大氣流的阻力，而當(dāng)阻力達(dá)到一定程度時，過濾器便會失去應(yīng)有的作用，造成阻塞現(xiàn)象。這不僅影響整個空調(diào)系統(tǒng)的正常運行，而且藥品制作中所有需的空氣流速和潔凈度等都得不到應(yīng)有的保障，與此同時，一些能源也得不到合理有效的利用。因此，在藥廠潔凈系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)設(shè)置自動檢測過濾器氣流阻力的實時變化并裝有報警提示。目前，藥廠潔浄空調(diào)系統(tǒng)大多采用壓差法來測量三級過濾器前后的壓差Pd，而報警提示將按照壓差信號的顯示和原先設(shè)定好的壓差限值來及時報警，這樣就可在過濾器失效時，提醒工作人員及時清理或者更換。對于藥廠制藥過程中的溫濕度來說，有非常高的要求，潔凈區(qū)的溫度一般應(yīng)控制在18～26℃，相對濕度應(yīng)控制在45%～65%RH。溫度控制是通過調(diào)節(jié)表冷段冷凍水的流量或加熱段蒸汽的流量來實現(xiàn)。濕度控制則可通過調(diào)節(jié)冷凍水的除濕或蒸汽水的加濕來實現(xiàn)。對于潔凈空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)和新風(fēng)比應(yīng)通過計算最終確定，但空調(diào)系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下，很少因季節(jié)的變換而發(fā)生變動。而對于不同潔凈室之間的靜壓差應(yīng)控制在大于或等于5Pa，潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的靜壓差應(yīng)控制在大于或等于10Pa。對于某些容易產(chǎn)生粉塵、易燃易爆氣體以及有毒氣體等的潔凈室應(yīng)與相鄰潔凈室之間保持一定的負(fù)壓。而這些負(fù)壓的準(zhǔn)確度可通過Deyer2000微差壓計進(jìn)行測量。

2 潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)方案的確定

目前，絕大多數(shù)藥廠釆用的集中式潔凈空調(diào)系統(tǒng)自動控制已從以往的采用常規(guī)儀表控制以及功能模件化控制，發(fā)展為現(xiàn)如今的微機自動控制。一般情況下，藥廠可根據(jù)不同工藝要求，設(shè)置若干個不同的潔凈空調(diào)器，同時，根據(jù)安全節(jié)能的不同要求，設(shè)置多個控制點，從而形成完整的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。這種控制系統(tǒng)一般具備工業(yè)控制系統(tǒng)所需的集散性能，具體來說，均由一個中央機和若干個子系統(tǒng)組成。而對于中小型規(guī)模的藥廠來說，潔凈空調(diào)控制系統(tǒng)的自控系統(tǒng)通常只包括子系統(tǒng)。

2.1 單元控制器

單元控制器簡稱UC，是一種比較先進(jìn)且能單獨使用而且也能聯(lián)網(wǎng)使用的樓宇控制器，由于它具有插板式的設(shè)計以及對于各控制點編程的靈活性等特點，為藥廠的低溫水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、蒸汽換熱器等提供了直接數(shù)字控制器，而且成本比較低。

2.2 單元控制器的硬件組成

US的組成結(jié)構(gòu)主要有：一個接口板籠、一個安裝在機箱門上的鍵盤顯示器、一個帶有終端后板的機殼。接口板籠主要用途是安裝微處理器的控制板、電源板、輸出與輸入Ib板。每個US可插入最多2塊Ib板，并且每塊Ib板上設(shè)有12個檢測點。也就是說每個臺單元控制器同時最多能為8路通用模擬量進(jìn)行輸入、6路通用模擬量的輸出，6路開關(guān)量的輸入，4路開關(guān)量的輸出。將鍵盤顯示器安裝于機箱門上，同時設(shè)置密碼保護(hù)。用戶可通過鍵盤顯示器實施具體操作。

3 潔凈中央空調(diào)監(jiān)控實例

目前，有許多制藥廠對于潔凈廠房中的溫溫度控制仍處于手動操作狀態(tài)甚至于有些藥廠的安全檢測手段還未健全，雖然表面看起來，也設(shè)置了不同的控制系統(tǒng)，但因多方面的因素，導(dǎo)致用戶一時難以接受，這不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且也造成了能源的浪費。

以某制藥廠的潔凈廠房設(shè)計為例，釆用一臺單元控制器來控制一套空調(diào)機組，同時配備了相應(yīng)的溫濕度傳感器、調(diào)節(jié)閥、壓差開關(guān)及其他相關(guān)附件。利用這些設(shè)備實現(xiàn)了對整個空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)的實時檢測及控制。

3.1 冬季恒溫控制

冬季藥廠潔凈室的溫度通常設(shè)定為21℃左右，釆用室內(nèi)溫度傳感器進(jìn)行測量，并將其作為控制器的一路檢測信號，對熱水閥門的開度加以控制，使室內(nèi)溫度得到有效的調(diào)節(jié)。冬季藥廠潔凈室內(nèi)的相對濕度為（55±10）%RH。由于冬季室內(nèi)空氣相對干燥，所以，回風(fēng)管道內(nèi)的相對濕度測量首先采用的是風(fēng)管濕度傳感器進(jìn)行測量，然后再通過控制器中的單元控制器對蒸汽加濕閥門的開度加以控制，以此來調(diào)節(jié)潔凈區(qū)域內(nèi)的相對濕度。

3.2 過度季節(jié)

過度季節(jié)，一般控制器只顯示測量的具體溫濕度等參數(shù)，從節(jié)約的角度出發(fā)，一般情況下，只開風(fēng)機，對于溫濕度的精準(zhǔn)度不加以控制，只要求能滿足生產(chǎn)所需的溫濕度范圍即可。

3.3夏季恒溫控制

到了夏季，藥廠潔凈室的溫度應(yīng)保持在23℃左右，回風(fēng)管的溫度測量首先釆用風(fēng)管溫度傳感器，然后通過控制器中單獨控制器來控制冷凍水閥門的開度。從而調(diào)節(jié)潔凈室內(nèi)溫度。

夏季對于濕度，一般控制在（55±10）%RH。控制系統(tǒng)在調(diào)節(jié)閥門的選擇上，大多選用的是釆曖、通風(fēng)及空調(diào)裝置都適用的調(diào)節(jié)閥。驅(qū)動器與閥體采用的是分離結(jié)構(gòu)，電液壓驅(qū)動器無需經(jīng)常維修，可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.4 過濾器壓差檢測及報警

空調(diào)機組的初效、中效過濾器需清理時，以壓差開關(guān)作為信號，也是風(fēng)管中高效過濾器需要抽檢的報警信號。壓差開關(guān)是一種可與單元控制器配套使用的且能隨時調(diào)整壓差量的傳感器，這樣當(dāng)過濾器運行時出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象后，利用其自控系統(tǒng)能夠得到妥善的解決。

3.5 風(fēng)量調(diào)節(jié)

對于空調(diào)工程而言，空調(diào)輸送系統(tǒng)所占能耗比例相當(dāng)大，因此，在自控系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)考慮輸送的節(jié)能。風(fēng)機作為輸送空氣的動力裝置，直接影響著輸送節(jié)能的效果。由于于實際應(yīng)用中，通常會發(fā)生過濾器等阻塞現(xiàn)象，也比產(chǎn)生比較大的阻力，因此，對風(fēng)機應(yīng)實施調(diào)節(jié)控制。

空調(diào)系統(tǒng)中，所選用的風(fēng)機功率一般都大于實際所需風(fēng)量，這樣，當(dāng)過濾器發(fā)生阻塞現(xiàn)象時，整個系統(tǒng)的風(fēng)量還能滿足生產(chǎn)工藝的需求。經(jīng)過實踐證明，空調(diào)系統(tǒng)運行的初期，應(yīng)將風(fēng)機運行設(shè)定為低功率，隨著阻力的增加，風(fēng)機的功率逐漸增大，這樣，不僅能滿足生產(chǎn)工藝的風(fēng)量需求，還能達(dá)到節(jié)能的最終目的。

小結(jié)

總之，潔凈空調(diào)系統(tǒng)作為現(xiàn)代制藥企業(yè)的必備設(shè)備，隨著制藥企業(yè)四度要求的逐步提高，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性要求也在不斷提升，而相對于運行來說，則要求達(dá)到相對的低廉。因此，藥廠潔凈空調(diào)系統(tǒng)只有嚴(yán)格控制其檢測參數(shù)，確保系統(tǒng)運行中，潔凈區(qū)域有效控制好四度等參數(shù)，才能確保藥廠獲取更多的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)

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