制药厂无油空压机的微调和净化
一家药品制造商估计每年花费137,443美元在电力上，以操作其压缩空气系统中的无油空压机。压缩空气系统运行良好，提供了所需的净化水平。我们的团队参观了该工厂，并确定了一组项目，这些项目可以减少压缩空气的需求，并减少42,248美元的能源成本，相当于目前使用量的31%。
然而，本文的目的是说明我们对所有供应侧设备的回顾。这包括无油空气压缩机，干燥器，过滤器，排水管，油水分离器和呼吸空气系统。
无油螺杆空压机
一次压缩空气供应由三台神钢KNW2-B/H型水冷、无油、两级旋转螺杆空压机组成，具有两步(负载/空载)控制能力。所有三个单位额定在满载215马力。他们的计算全负荷kW(在125 psig)是188 kW。
神钢三座机组的运行顺序是:第一超前，第二滞后(或调整)，第三备用。在现场检查时，压缩机的操作顺序是8号(较新的神钢)先导，7号内装，6号待机。经过适当的维护，所有的三款无油空压机都运行可靠，达到了预期。
空气系统每年运行8760小时。该系统的负荷曲线或空气需求在所有班次中是相对稳定的。整个系统流程范围从周一到周四生产的1210个acfm，周五到周日生产的807个acfm，以及节假日非生产期间的741个acfm。
目前的机组具有容量控制能力，能够将“较少的空气使用”转化为相应的电力成本降低。这些控制将有效地与当前的管道和空气接收器储存情况。
系统评估确定了一系列能够减少空气压缩机需求的需求侧效率项目。这转化为更少的能源消耗，并将降低压缩空气系统的运行成本。在下面的“压缩机使用概况”表中，您可以看到这是如何让工厂关闭空压机，并支持工厂的操作，在所有三个轮班负荷概况中，只有一个空压机。
这里是一个快速总结的需求侧效率项目，让我们关闭空气压缩机。
- 修理39(39)标记压缩空气泄漏
- 用设计好的文丘里喷嘴取代开放式吹气装置，以减少使用的压缩空气量
- 在L04指令插入器上维修真空发生器控制电磁阀
- 在所有三个空气压缩机的中冷器和后冷器冷凝水疏水阀上安装液位激活的、电动或气动执行的冷凝水排放阀
- 重新调整2楼和4楼35区的汉克森无热干燥剂干燥器上的湿度指示器样本空气
- 修复集尘器的压缩空气大泄漏
表1:空气压缩机使用概况-电流系统
表2:空气压缩机使用概况-建议系统
压缩空气干燥机和过滤器
目前的压缩空气干燥系统由位于不同建筑物的几个压缩空气干燥器组成。这包括冷冻干燥机和不同类型的干燥剂干燥机。一切运转正常。其中一台还没有投入使用，我们观察到进口管道的直径太小，我们认为这将导致未来的问题。安装适当的前置过滤器和后置过滤器，并对其进行维修，以保持低压下降和空气质量。
主空压机室
主空压机室安装了两台Zeks 2000HSF循环冷冻干燥机，能够承受35°F到38°F的压力露点。在实地考察时，一台烘干机运行良好，显示屏幕上没有警报或警告。另一台烘干机已关闭，处于手动待机状态。
构建一个
安装Zander ZEHD150外部加热，热吹扫再生干燥剂压缩空气干燥机，能够承受-40°F压力露点。装置运转良好。
离线塔的再生需要加热的净化空气，也就是说，干燥压缩空气从干燥器出口通过一个加热元件，安装在含有干燥剂的两个塔外，加热空气至350°F至375°F，然后进入离线塔。然后用加热的净化空气从干燥剂床上去除水分。这种类型的干燥机的正常开关周期是4小时干燥的压缩空气在在线塔和3小时15分钟加热吹扫空气45分钟冷却期间。在冷却过程中，加热元件关闭，但在再生循环期间，吹扫空气仍然通过离线塔。冷却期间是必要的，以尝试和消除温度和露点峰值切换通常与加热吹扫干燥剂干燥机。
A座高层
已安装两台汉克森HHS40型无热干燥剂干燥机，工作状态良好。根据客户选择的循环选项，它们能够在-40°F到-100°F的压力露点范围内干燥压缩空气。在这种情况下，选择了-40°F压力露点。脱机塔的干燥和再生周期比加热吹扫干燥器短。类似的无热干燥剂干燥机循环时间通常是4分钟和10分钟之间的切换时间和压力露点选定。
在现场考察期间，位于上层的Hankison HHS40烘干机运行良好，没有报警，也没有显示在屏幕上。两个烘干机都有水分指示器安装在单位改变颜色，在压缩空气的水分在烘干机出口。水分指示器需要通过可调针阀取样离开干燥器的压缩空气，或者在这种情况下，使用小旋塞。小旋塞开得太远了，只需要非常轻微的排气，湿度指示器就可以取样空气。一点点出血都是浪费空气。我们建议对小开关进行相应的调整。
B栋建筑正在建造中
HCO大楼有一个专用的VanAir HI400内部加热清洗，再生干燥剂压缩空气干燥器，能够达到-40°F压力露点。加热元件安装在塔内。在现场审查时，由于新B楼的建设尚未完成，该烘干机尚未运行。然而，我们观察到管道问题，我们相信这将为未来的压缩空气质量问题的烘干机。
干燥器的电流管道是1-1/2 " L型铜。使用1-1/2”L型铜管时，管道速度将超过推荐的20-30 fps的管道速度。这将导致压力下降，可能是过度的，与高压缩空气速度通过干燥器，这可能导致较差的露点性能和干燥床流化。干燥剂床的流态化会产生粉尘——当干燥剂珠摩擦在一起并分解时。这将导致干燥器控制空气和后过滤器过早堵塞，影响使用寿命，清洗消声器堵塞的干燥剂灰尘，将影响离线干燥剂床的再生。
图1:B栋烘干机管道-电流系统
图2:建筑“B”烘干机管道-建议系统
从头部到过滤器和干燥器的管道是1-1/2“L型铜与0.0123的横截面积。下面是压缩空气进出干燥器和过滤器的速度计算:
烘干机额定流量为400 SCFM
0.0123 L型1-1/2”铜管的横截面积
8.2压缩比
60秒
公式:(400 scfm / 0.0123 / 8.2) / 60 = 66 fps(英尺每秒)
在进出干燥器和过滤器的压缩空气速度为66帧/秒时，极有可能出现显著的压降，从而导致干燥剂床流化和干燥剂除尘。
减少通过干燥器的流量到其额定scfm容量的一半:
200 SCFM(半干燥器额定容量)
L型，1-1/2”铜管
8.2压缩比[(14.5 + 105系统压力)(14.5)]
60秒
公式:(200 / 0.0123 / 8.2)/ 60秒= 33 fps
即使只有额定容量的一半，烘干机和过滤器的速度也会达到33帧/秒;仍然高于推荐的20-30 FPS的管道速度。
通过将管道尺寸从1½”增加到3”，我们预计在100%额定流量(400 scfm)的情况下，管道速度将从66 fps降至17 fps(英尺每秒)。在额定流量的50% (200 scfm)时，我们预计管道速度将从33帧/秒降至9帧/秒。
总之,我们建议水新大楼B与3“L型铜干燥器,消除潜在的过度包通过干燥器和过滤器的压降和消除的潜在机会的干燥剂床流化会导致干燥剂除尘和干燥器的表现不佳。
冷凝水排水管和油水分离器
烘干机和过滤器上的冷凝水排水为气动、液位驱动型冷凝水排水，不需要修改。空压机冷凝水排空，但每1秒清洗或弹出，需要更换。我们建议将空压机上的冷凝水排水管更换为电平激活排水管-电子或气动执行型。在安装冷凝液排水管时，请确保在中冷器处还安装了止回阀，以防止冷凝液被拉进中冷器。空压机空载时，中冷器在此期间产生负压。
我们估计空气压缩机上的排水管每年使用3 cfm。更换6个排水管每年可节省18cfm，相当于2219美元。我们估计购置和安装新排水管的费用为$4,800。
我们始终推荐冷凝液液位驱动的电子和气动排水系统。排水管有很多种类，包括从冷凝液高电平接收打开信号和从冷凝液低电平接收关闭信号的。这些排水管不浪费压缩空气，从电力成本的立场是最好的选择。他们的可靠性通常是许多倍的水平操作机械排水。
工厂人员表示，冷凝水进入符合当地规定的集中水处理厂。如果是这样，如果排放冷凝水符合当地水处理设施的要求，则没有问题。使用无油空压机还可以最大限度地减少含油凝析油的可能性(除非空压机吸收了周围的碳氢化合物)。联邦环保局的最低标准是百万分之10，但当地的废水处理厂可能会有更低的ppm要求，以达到环保要求并避免环境处罚。所有工厂的压缩空气冷凝液处理过程都应进行审查，以确保符合环境要求。
适合呼吸的空气
需要注意的一个重要问题是，Deltech Del-Monox呼吸空气系统需要更换催化剂盒和最终过滤器。催化剂盒和过滤器都超过了推荐的维修周期。安装在Del-Monox呼吸空气系统附近的二氧化碳监测仪显示，CO为0.0 ppm，并已重新校准。
压缩空气直接来自空气压缩机和标准压缩空气干燥机，不符合OSHA呼吸空气标准，如最新版本的OSHA 1910.134 -或适当的加拿大CSA标准。对于任何地方法规，也应咨询地方当局。
呼吸空气系统，比如Del-Monox净化系统，旨在去除普通压缩空气中常见的过多水分、固体颗粒(灰尘/污垢)、石油和石油蒸汽、一氧化碳和碳氢化合物蒸汽。
结论
我们在这家制药厂的大部分工作都围绕着压缩空气的减少使用项目展开。压缩空气纯度，如果忽视，可能导致业务影响产品的拒绝，生产停机，甚至负债。因此，定期检查和检查压缩空气净化系统的各个方面是极其重要的，从最小的冷凝水排放到维持生命的呼吸空气系统!
欲了解更多信息，请联系美国空军Don van Ormer，网址:don@airpowerusainc.com或访问www.airpowerusainc.com．
阅读更多关于制药行业应用,请访问www.ghtac.com/industries/pharmaceutical。
