持续改进方法论在药厂节能减排中的应用

金 彩 虹

[泰科(北京)安装工程有限公司上海分公司, 上海　200233]



持续改进方法论在药厂节能减排中的应用

金 彩 虹

[泰科(北京)安装工程有限公司上海分公司, 上海200233]

摘要：结合某药厂实际案例,介绍了持续改进方法在节能减排中的应用。详细地分析了持续改进方法论的6个步骤。提出持续改进方法能帮助药厂关注暖通空调等用能设备的日常维护,落实节能措施,改进能耗与产量比,减少碳排放。

关键词：药厂; 持续改进方法; 节能; 步骤

0引言

目前,商业竞争日益激烈,生产型企业比以往更关注成本。能耗成本是企业成本的重要组成部分,故实施节能减排关系到企业的整体效率和竞争能力。

持续改进(Kaizen)方法基础原理就是改进任何可以改进的项目。文献[1-2]按照特定的步骤实施持续改进,获得了有效的改进。

1持续改进方法

某药厂所在医药集团总部对旗下每个工厂每年有节能5%的指标,聘请第三方公司进行能耗审查并提出整改意见,以改善暖通空调、锅炉、工艺等环节,达到节能减排目的。持续改进方法的6个步骤如表1所示[3]。

2发现可改进处

2013年某厂能耗汇总如表2所示。

由表2可见,暖通空调和冷源部分占该工厂总碳排放的51.8%。

表1持续改进方法的6个步骤

步骤主要目的精益活动发现可改进处 全厂检查,发现浪费或低效问题现场勘查分析现状 针对发现的问题分析原因时间表 对策 讨论得出对应措施头脑风暴编制执行计划 沟通后制定有效的计划编制计划执行 执行计划责任表 检查评价 比较数据,将改进量化表示评价

表22013年某厂能耗汇总

用能设备能耗/kWhCO2排放量/tCO2排放占比/%HVAC3999671148925.8冷机、冷却塔、泵2017542149826.0照明5839034347.5蒸汽系统17994973315.7压缩空气4002332975.2生产系统2803104144325.0纯水系统(工艺用)7265831342.3纯净蒸汽(软化水)108987200.3消防泵72658130.2淋浴房、清洗室143735260.5其他104081771.3

3分析现状

根据用能设备的分类,对暖通空调、蒸汽、工艺等进行了节能审查,发现以下问题:

(1) 空调机组的过滤网未及时更换,增加风阻,能耗增加。空调机组的制冷盘管、制热盘管、冷凝管未及时清洗,换热效率降低,能耗增加。

(2) 用热成像设备在蒸汽管路、热水管路、软化水管路等存在不可避免的热损,无隔离保护的热交换器造成能耗浪费;房间门隔热层老化,热损耗过大。

(3) 空调系统的部分风口风量不平均,实测风量远低于设计值,若洁净车间的实测风量低于设计值,将影响房间正压、洁净度。AHU-XX01实测风量如表3所示。

表3　AHU-XX01实测风量　L/s

测量过程中发现,部分房间正压偏高,达到25～35 Pa,而国际制药工程协会(ISPE)要求压差为5 Pa,我国要求不同级别间的压差最小为10 Pa。

(4) 各房间温度不平均。同一空调机组服务的多个房间温度情况不相同。AHU-1服务区域内各房间温度如表4所示。由表4可见,三个房间需再加热,以满足设计要求。

(5) BMS系统运行问题。部分自动控制系统读数异常,尤其是湿度读数出现负数。

① 温度传感器不准确,造成能源浪费,增加制冷机和锅炉负荷。

② 湿度传感器不准确,造成能源浪费,增加制冷机和除湿机负荷,可能对产品造成影响。

表4AHU-1服务区域内各房间温度

区域实测温度/℃设定温度/℃房间再加热器开度/%房间16720.522100房间158I21.322100房间158P25.8220厨房送风13.11554.5(蒸汽加热)

③ 压力传感器不准确,造成能源浪费,影响房间温度、洁净度和正压。部分热轮除湿机工作异常,达到设定值仍运行,造成高温处理干燥空气时增加了空气处理器冷负荷,降低了热轮效率和寿命,可能对生产环境造成影响。

(6) 锅炉系统运行问题。锅炉容量较大,引风机、鼓风机、炉排、水泵等未采用变频器;锅炉面板控制系统故障,无法自动关闭。

4对策

(1) 及时清洗空调机组的过滤网、制冷盘管、制热盘管和冷凝管。监测过滤网两端压差,当压差超过设定值时发出警报,提示清洗。拆除原有空气处理机高效过滤器,在送风管增加初效/中效过滤器段,在房间送风口增加高效过滤器,增加过滤器数量,降低风阻和能耗,同时延长高效过滤器使用寿命。

(2) 检查所有的管路,修补泄漏部分,在热泄漏处增加隔热保护。

(3) 合理分配新风量,因新风量在空调系统中能量损耗较大,调整系统中新风量。

① 重新调整新风阀角度及各房间正压。

② 重新调整空气处理机新风及排风风量。

③ 对于有正压要求的车间,在对应送风管中加装送风电动控制阀,利用原有房间压力传感器,控制房间正压。

(4) BMS优化。全面检查BMS,确保前端设备、直接数字控制器、中央工作站等正常运行。

① 在办公区域和食堂增加占用传感器,根据该区域占用状态设置双死区,实现节能占用状态下供热设定温度为20 ℃,制冷设定温度为22 ℃,则20～22 ℃的区域为死区;非占用状态下,供热设定温度为19 ℃,制冷设定温度为23 ℃,则19～23 ℃区域为死区。另外,湿度控制也可设置双死区控制。

② 根据不同洁净区域的换气次数要求,通过时间控制或手动指令,合理调整空调机组送风量,保持最低循环次数,节约风机能耗。

③ 通过时间表,关闭夜间食堂、仓库、行政区域的照明,关闭空调或采用夜间换气。

(5) 增加免费冷却设备。

(6) 给锅炉鼓风机增加变频器,修复面板自动关闭系统。

(7) 增加太阳能装置,为日常生活提供热水。

(8) 仓库、食堂等处设置光导管。

5编制执行计划

汇总节能改进小组、业主等意见后编制执行计划。节能减排计划如表5所示。

表5节能减排计划

对策时间节电/kWh节气/kWh节省费用/元成本/元CO2排放量/t回报周期/a减少空气泄漏2014Q238246— 276312000028.400.7蒸汽泄漏2014Q2—5981916291—11.000 锅炉空气鼓风机增加变频器2015Q270748— 5111325000013.024.9仓库增加光导管2015Q354488— 3936640000040.4610.2不用时关闭办公用冷机和配套泵已完成45787— 33080—34.000 免费冷却2014Q1138889— 10034253000103.135.3实验室,检查安全柜面罩/门在不用时处于关闭状态2014Q418000— 130041000013.370.8除湿段增加自动风阀2014Q4—1156633149911300021.273.6BMS优化2014Q38530— 6163500006.338.1增加带变频器的大容量压缩机2016Q2157561— 113833800000117.007.0增加零损失空气干燥机2015Q288611— 6401920000065.803.1增加真空2017Q31481— 1070400001.1037.4泵增加锅炉燃烧空气温度已完成—4350511848—8.000 使用一台新锅炉2016Q4—2338386368380000043.0012.6锅炉关闭优化,修复面板自动关闭系统已完成—— ————

6执行计划

将执行计划分成两类,一类是可以立刻执行的,无需资金投入,如对BMS设定值修改等;另一类需要行政部介入,如更换节能设备等,所需费用待公司审批后执行。

能耗与时间关系如图1所示。如果没有持续的监控和维护,每年浪费能源约为8%;如果没有自动化控制系统,每年浪费能源约为12%。

图1　能耗与时间关系

7检查评价

项目执行一年后,评价初步节能措施效果。收集各能耗数据对比后发现,暖通空调设备用能有明显好转,环比年度产量能耗比降低2%。

在各类工厂中,设立自动化控制系统的项目比未设立自动化控制系统的项目最多可节能12%,而在设有自动化控制系统的项目中采用持续改进应用的项目比未采用持续改进方法的项目节能8%。

8结语

本文介绍了持续改进方法在某药厂节能减排中的应用。建筑设备管理系统运行十多年后,特别需要将持续改进方法运用到建筑设备管理系统的调试运维中,尤其是药厂中暖通空调部分能耗。根据实际使用情况和生产工艺,每年审核建筑设备管理系统和暖通空调设备,可将暖通空调的能耗保持在理想状态。

参考文献

[1]LYU J.Applying Kaizen and automation to process reengineering[J].Journal of Manufacturing Systems,1996,15(2):125-132.

[2]KATO I,SMALLEY A.Toyota Kaizen methods;six steps to improvement[M].New York:Taylor & Francis Group,2011.

[3]KER J I,WANG Y,LEE H Y.Applying Kaizen methods to improve voltage regulator subassembly area[J].Lecture Notes in Electrical Engineering,2014,293:667-674.

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《现代建筑电气》编辑部

Application of Kaizen Method in Pharmaceutical Factory

JINCaihong

[Shanghai Branch of Tyco(Beijing) Installation Engineering Co., Ltd., Shanghai 200233, China]

Abstract：Combining by a pharmaceutical factory as example,this paper introduced the application of Kaizen method in pharmaceutical factory.Six steps of Kaizen method were expounded in detail. It is pointed out that Kaizen method should help pharmaceutical factory to pay attention to the daily maintenance of energy-using equipments (such as heating ventilating and air conditioning ),and carry out the energy saving measures,in order to improve the ratio of energy consumption and production and reduce the carbon emissions.

Key words:pharmaceutical factory; Kaizen method; energy saving; step

收稿日期：2016-01-29

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.04.003

中图分类号：TU 201.5

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)04-0010-04