分析太陽能在制藥廠供熱中的案例

摘要　本文介紹了廣西某藥廠的供熱系統(tǒng)改造項目，該項目優(yōu)先使用太陽能，同時有效回收空調余熱并利用企業(yè)原有蒸汽鍋爐作為輔助熱源，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的制劑工藝過程和生活供熱。  　　0前言 　　如今各類生產企業(yè)都面臨著激烈的市場競爭，如何提高產品質量和降低生產成本，成為企業(yè)生死存亡的大問題，而能源成本在很多企業(yè)生產成本中所占比例很高，降低能源消耗成了非常迫切的要求。 　　廣西某藥廠是從事中藥膠囊沖劑類藥物生產的制藥企業(yè)，由于傳統(tǒng)能源價格逐年上漲，對企業(yè)生存造成很大壓力，迫切需要優(yōu)化企業(yè)的能源利用方案，在充分保障生產和生活用能的同時，降低總能耗成本。 　　東莞市金生能源環(huán)境設備有限公司從事太陽能光熱利用研究和開發(fā)10多年，在太陽能中高溫應用產品研發(fā)以及工業(yè)領域應用方面經驗豐富，承擔了該藥廠的供熱系統(tǒng)改造項目。 　　1項目主要要求 　　1.藥廠用熱概況 　　經實地考察藥廠生產情況，藥廠生產車間為全封閉凈化車間，其中央空調為一臺制冷量300kW水冷機組，無熱能回收。提取過程為蒸汽加熱，顆粒干燥采用熱風電加熱。 　　1）一臺燃煤蒸汽鍋爐，產汽量1t/h，供給中藥提取制劑工藝過程用熱，每天約消耗原煤800kg（熱值約20900kJ/kg)。 　　2）沖劑顆粒干燥生產線，干燥熱風溫度80℃（風機出風口溫度115℃，風機3kW，2900r/min），電加熱器60kW。 　　3）生活用熱水約10t，≥60℃ 　　2.藥廠技術改造項目主要要求 　　1）沖劑顆粒干燥生產線節(jié)能改造，將60kW電加熱降耗并增用廉價補充能源。 　　2）中央空調熱能回收利用。 　　3）生產用蒸汽鍋爐節(jié)能改造，降低燃料消耗。 　　4）提供生產洗滌、浸泡用熱水和3號樓生活用熱水(約10t，≥60℃)。 　　2實施方案 　　1.方案設計 　　充分利用企業(yè)現(xiàn)有的資源，首選太陽能作為替代能源。太陽能受季節(jié)和天氣影響較大，不易獲得穩(wěn)定、可靠的高品質熱量（＞200℃）；為保障生產供熱的連續(xù)、穩(wěn)定，需充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源，有效回收空調余熱，并利用蒸汽鍋爐作為輔助熱源。最終確定為“空調余熱回收+優(yōu)先使用太陽能+蒸汽鍋爐輔助”的熱能綜合供給方案。 　　2．系統(tǒng)原理及特點 　　該方案可最大限度地使用太陽能，以蒸汽作為載熱體，將獲得的熱量輸送給用熱設備（如圖1所示），系統(tǒng)中太陽能和蒸汽鍋爐都是系統(tǒng)中的主要供熱設備，系統(tǒng)獲得的太陽能會優(yōu)先使用；而蒸汽鍋爐用于保障系統(tǒng)在日照不足的時候（陰天、晚上等）仍然可以穩(wěn)定可靠供熱。 　　太陽能系統(tǒng)采用聚焦比55的槽式集熱器（如圖2所示）收集太陽能，在日太陽輻照量≥17MJ/(㎡•d)時，可獲得溫度T≥250℃、熱值≥7.5MJ/㎡的熱能；集熱器組根據季節(jié)變化每月調整一次日照角；集熱器設有防塵蓋板保護反射鏡和集熱器，并根據環(huán)境和空氣清潔狀況，定期清潔維護。 　　集熱系統(tǒng)使用溫差自動運行；油泵流量變頻控制，根據溫差控制流量；系統(tǒng)中緩沖油罐容量2t，在一般多云天氣下起一定熱量緩沖調節(jié)作用。 　　中央空調回收熱分溫度在45～50℃，用作鍋爐進水前預加熱；加熱水保存在中溫水箱；進入高溫水箱后再經由過熱器；約120℃的熱油加熱到90～95℃，再進入蒸汽鍋爐；鍋爐產生的蒸汽進入過熱器，經高溫熱油加熱成過熱蒸汽，由蒸汽管道將過熱蒸汽輸送到車間的用熱點，使從太陽獲得的熱能得到利用；鍋爐產生蒸汽充當“載熱體”。 圖1系統(tǒng)供熱 　　在日照充足情況下，過熱器出口油溫超過150℃，高溫水箱中的水溫達到約95℃。此時，高溫水箱中的熱水直接進入蒸汽發(fā)生器產生蒸汽，使得鍋爐輸出蒸汽減少，減少鍋爐能耗。同時，超過150℃的高溫熱油的熱量在蒸汽發(fā)生器中消耗，進入高溫水箱后油溫降低，避免了高溫水箱中的軟化水在水箱中沸騰，減少軟化水損耗。 圖2正在安裝中的集熱器組 　　3應用效果 　　該項目總投資不到50萬元，實施半年來，藥廠燃煤消耗從原來平均每天約800kg原煤（熱值約20900kJ/kg）,下降到約280kg，節(jié)約原煤520kg，每天節(jié)省干燥用電480kWh。全年按250個工作日計算，節(jié)省了原煤約130t，節(jié)省電力120000kWh；減少煤渣36.5t，減少二氧化碳排放275t，直接經濟和社會綜合效益非常明顯。 　　目前250℃左右儲熱技術還不太成熟，儲熱成本太高，本系統(tǒng)沒有設置長時間儲熱系統(tǒng)，這一點有待技術完善后，在今后的應用中去升級；系統(tǒng)的遠期效益也將在后期的生產使用中作進一步評估。 　　4總結 　　在很多工業(yè)生產領域，如食品、農副產品加工、制藥，紡織、印染、印刷、化工、五金電鍍等行業(yè)，多為高耗能，而且?guī)缀醵际窍?00℃以下的中溫熱能。本文的制藥廠供熱改造項目就是在中溫用熱領域使用太陽能技術實現(xiàn)部分能源替代的很好的應用案例。隨著中高溫儲熱技術更加完善，太陽能將大量替代常規(guī)能源，其應用領域將更加廣闊。 （周黎　鄭維　吳曉鴻　文淑容　國家太陽能熱水器產品質量監(jiān)督檢驗中心（武漢）　　何志遠　東莞市金生能源環(huán)境設備有限公司）