分析太阳能在制药厂供热中的案例

摘要　本文介绍了广西某药厂的供热系统改造项目，该项目优先使用太阳能，同时有效回收空调余热并利用企业原有蒸汽锅炉作为辅助热源，实现稳定可靠的制剂工艺过程和生活供热。  　　0前言 　　如今各类生产企业都面临着激烈的市场竞争，如何提高产品质量和降低生产成本，成为企业生死存亡的大问题，而能源成本在很多企业生产成本中所占比例很高，降低能源消耗成了非常迫切的要求。 　　广西某药厂是从事中药胶囊冲剂类药物生产的制药企业，由于传统能源价格逐年上涨，对企业生存造成很大压力，迫切需要优化企业的能源利用方案，在充分保障生产和生活用能的同时，降低总能耗成本。 　　东莞市金生能源环境设备有限公司从事太阳能光热利用研究和开发10多年，在太阳能中高温应用产品研发以及工业领域应用方面经验丰富，承担了该药厂的供热系统改造项目。 　　1项目主要要求 　　1.药厂用热概况 　　经实地考察药厂生产情况，药厂生产车间为全封闭净化车间，其中央空调为一台制冷量300kW水冷机组，无热能回收。提取过程为蒸汽加热，颗粒干燥采用热风电加热。 　　1）一台燃煤蒸汽锅炉，产汽量1t/h，供给中药提取制剂工艺过程用热，每天约消耗原煤800kg（热值约20900kJ/kg)。 　　2）冲剂颗粒干燥生产线，干燥热风温度80℃（风机出风口温度115℃，风机3kW，2900r/min），电加热器60kW。 　　3）生活用热水约10t，≥60℃ 　　2.药厂技术改造项目主要要求 　　1）冲剂颗粒干燥生产线节能改造，将60kW电加热降耗并增用廉价补充能源。 　　2）中央空调热能回收利用。 　　3）生产用蒸汽锅炉节能改造，降低燃料消耗。 　　4）提供生产洗涤、浸泡用热水和3号楼生活用热水(约10t，≥60℃)。 　　2实施方案 　　1.方案设计 　　充分利用企业现有的资源，首选太阳能作为替代能源。太阳能受季节和天气影响较大，不易获得稳定、可靠的高品质热量（＞200℃）；为保障生产供热的连续、稳定，需充分利用企业现有资源，有效回收空调余热，并利用蒸汽锅炉作为辅助热源。最终确定为“空调余热回收+优先使用太阳能+蒸汽锅炉辅助”的热能综合供给方案。 　　2．系统原理及特点 　　该方案可最大限度地使用太阳能，以蒸汽作为载热体，将获得的热量输送给用热设备（如图1所示），系统中太阳能和蒸汽锅炉都是系统中的主要供热设备，系统获得的太阳能会优先使用；而蒸汽锅炉用于保障系统在日照不足的时候（阴天、晚上等）仍然可以稳定可靠供热。 　　太阳能系统采用聚焦比55的槽式集热器（如图2所示）收集太阳能，在日太阳辐照量≥17MJ/(㎡•d)时，可获得温度T≥250℃、热值≥7.5MJ/㎡的热能；集热器组根据季节变化每月调整一次日照角；集热器设有防尘盖板保护反射镜和集热器，并根据环境和空气清洁状况，定期清洁维护。 　　集热系统使用温差自动运行；油泵流量变频控制，根据温差控制流量；系统中缓冲油罐容量2t，在一般多云天气下起一定热量缓冲调节作用。 　　中央空调回收热分温度在45～50℃，用作锅炉进水前预加热；加热水保存在中温水箱；进入高温水箱后再经由过热器；约120℃的热油加热到90～95℃，再进入蒸汽锅炉；锅炉产生的蒸汽进入过热器，经高温热油加热成过热蒸汽，由蒸汽管道将过热蒸汽输送到车间的用热点，使从太阳获得的热能得到利用；锅炉产生蒸汽充当“载热体”。 图1系统供热 　　在日照充足情况下，过热器出口油温超过150℃，高温水箱中的水温达到约95℃。此时，高温水箱中的热水直接进入蒸汽发生器产生蒸汽，使得锅炉输出蒸汽减少，减少锅炉能耗。同时，超过150℃的高温热油的热量在蒸汽发生器中消耗，进入高温水箱后油温降低，避免了高温水箱中的软化水在水箱中沸腾，减少软化水损耗。 图2正在安装中的集热器组 　　3应用效果 　　该项目总投资不到50万元，实施半年来，药厂燃煤消耗从原来平均每天约800kg原煤（热值约20900kJ/kg）,下降到约280kg，节约原煤520kg，每天节省干燥用电480kWh。全年按250个工作日计算，节省了原煤约130t，节省电力120000kWh；减少煤渣36.5t，减少二氧化碳排放275t，直接经济和社会综合效益非常明显。 　　目前250℃左右储热技术还不太成熟，储热成本太高，本系统没有设置长时间储热系统，这一点有待技术完善后，在今后的应用中去升级；系统的远期效益也将在后期的生产使用中作进一步评估。 　　4总结 　　在很多工业生产领域，如食品、农副产品加工、制药，纺织、印染、印刷、化工、五金电镀等行业，多为高耗能，而且几乎都是消耗200℃以下的中温热能。本文的制药厂供热改造项目就是在中温用热领域使用太阳能技术实现部分能源替代的很好的应用案例。随着中高温储热技术更加完善，太阳能将大量替代常规能源，其应用领域将更加广阔。 （周黎　郑维　吴晓鸿　文淑容　国家太阳能热水器产品质量监督检验中心（武汉）　　何志远　东莞市金生能源环境设备有限公司）