1MVR系統(tǒng)三大關(guān)鍵技術(shù)

1.1蒸汽壓縮機(jī)

它是MVR系統(tǒng)的核心部件,通過(guò)對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮,提高系統(tǒng)內(nèi)二次蒸汽的熱燴,為系統(tǒng)連續(xù)提供蒸汽。根據(jù)原液的流量和沸點(diǎn)升高值等特性,可以選擇羅茨蒸汽壓縮機(jī)或離心蒸汽壓縮機(jī)。本文所述MVR系統(tǒng)由于處理量大,選擇離心蒸汽壓縮機(jī)。

1.2蒸發(fā)濃縮器

預(yù)熱后的料液通過(guò)進(jìn)料泵輸送至蒸發(fā)器內(nèi)與由蒸汽壓縮機(jī)再壓縮的二次蒸汽進(jìn)行換熱,使其迅速汽化蒸發(fā)。根據(jù)原液的特性(粘度、是否有濃縮和結(jié)垢等）選擇蒸發(fā)器的形式,主要形式有降膜、升膜和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。

1.3自動(dòng)化控制系統(tǒng)

采用工控機(jī)和PLC構(gòu)成MVR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中心。通過(guò)軟件編程,實(shí)時(shí)采集各種傳感器的信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)精確控制。同時(shí)該設(shè)備還具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄參數(shù)和提供報(bào)表的各種功能,該部分也是MVR系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,MVR系統(tǒng)的穩(wěn)定工作依賴于自控系統(tǒng)的精密控制。

2MVR系統(tǒng)的工作原理與特點(diǎn)

2.1MVR系統(tǒng)原理

MVR(機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)）是指料液蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮,溫度、壓力升高,熱燴增大,然后進(jìn)入蒸發(fā)器殼程給受熱側(cè)的料液加熱,料液獲得熱量后沸騰汽化產(chǎn)生飽和氣體(即二次蒸汽）,二次蒸汽再經(jīng)壓縮機(jī)重復(fù)以上過(guò)程。

2.2提取2號(hào)車間MVR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和特點(diǎn)

(1）清潔能源。MVR用的是工業(yè)電源,沒(méi)有Co2和so2的排放。(2）降膜循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)。本系統(tǒng)采用了國(guó)內(nèi)蒸發(fā)領(lǐng)域效率較高的蒸發(fā)技術(shù)一兩級(jí)降膜循環(huán)蒸發(fā)器,它具有換熱效率高、運(yùn)行成本低、清洗方便、使用周期長(zhǎng)、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。(3）預(yù)熱系統(tǒng)。系統(tǒng)將蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽全部回收利用,運(yùn)行成本僅為多效蒸發(fā)器運(yùn)行成本的5%～40%。(4）自控精度高。采用工控機(jī)和PLC控制系統(tǒng)以及變頻技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高度自動(dòng)化精密控制。(5）獨(dú)立真空系統(tǒng)。生產(chǎn)中的不凝氣體經(jīng)真空泵抽出系統(tǒng)外,同時(shí)通過(guò)真空泵的工作維持蒸發(fā)系統(tǒng)的真空度。真空泵補(bǔ)水罐用于補(bǔ)充真空泵用水及真空泵系統(tǒng)降溫。(6）獨(dú)立油泵。本設(shè)備采用獨(dú)立的油泵,提供穩(wěn)定的油壓。(7）獨(dú)立機(jī)封水系統(tǒng)。車間自主改造加裝了機(jī)封水箱和循環(huán)泵,提供整個(gè)MVR系統(tǒng)所需的機(jī)封水,充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3MVR在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1能耗統(tǒng)計(jì)及適用性分析

MVR系統(tǒng)與傳統(tǒng)濃縮器能耗實(shí)測(cè)對(duì)比如表1所示。

由表1可見(jiàn),MVR在中藥生產(chǎn)中大大降低了生產(chǎn)成本,同時(shí)與傳統(tǒng)濃縮器相比還減少了操作人力,現(xiàn)場(chǎng)單人即可操作,還可以遠(yuǎn)程控制。

本車間MVR生產(chǎn)物料產(chǎn)品特性:有揮發(fā)油,具有一定的腐蝕性,濃縮相對(duì)密度需求在1.05～1.08。單次濃縮前原液約40t,相比大生產(chǎn)模式,這個(gè)處理量其實(shí)屬于中等,對(duì)于MVR來(lái)說(shuō),單次產(chǎn)量越大,產(chǎn)生的效益也越明顯。本車間物料提取完后直接進(jìn)入濃縮設(shè)備,所以不要經(jīng)過(guò)一級(jí)和二級(jí)預(yù)熱,不需要消耗額外蒸汽,能耗對(duì)比更加低,主要參數(shù)如表2所示。

用于中藥生產(chǎn)的工況對(duì)比污水處理工況要好一些,主要體現(xiàn)在藥液的固體雜質(zhì)比較少,腐蝕性物質(zhì)較少,所需要的真空壓力不大,設(shè)備濃縮后的水較為清澈,可以重復(fù)利用?；谶@個(gè)現(xiàn)狀,本車間MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)在生產(chǎn)操作過(guò)程中的安全操作區(qū)間較大。

MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)設(shè)備體積比較大,整套系統(tǒng)更加適用于連續(xù)大生產(chǎn)模式,對(duì)于小生產(chǎn)的投入產(chǎn)出比較小,適用性較低。提取2號(hào)車間使用的產(chǎn)品濃縮相對(duì)密度一般到1.08,對(duì)于一些濃縮相對(duì)密度要求比較高的產(chǎn)品,建議后面需要增加相應(yīng)的二級(jí)濃縮設(shè)備,例如單效濃縮器。前期選型時(shí)要嚴(yán)格按照公司的規(guī)劃進(jìn)行,同時(shí)相匹配的水電氣負(fù)荷也要滿足要求,本車間使用的3臺(tái)MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)總負(fù)荷電為600kw,光壓縮機(jī)功率就達(dá)到132kw,并且需要配有至少0.25MPa的蒸汽、0.7MPa的壓縮空氣、0.2MPa的冷卻水系統(tǒng)。

3.2壓縮機(jī)的使用注意事項(xiàng)及維護(hù)內(nèi)容

蒸汽壓縮機(jī)是整個(gè)MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的關(guān)鍵,在前期剛開(kāi)始使用時(shí),建議優(yōu)先確認(rèn)一下蒸汽管道內(nèi)是否已完成清潔。本車間采購(gòu)的蒸汽壓縮機(jī)是豪頓華壓縮機(jī),需使用純凈的蒸汽作為密封介質(zhì),如果壓縮機(jī)蒸汽密封內(nèi)存在異物(比如金屬碎屑）,很容易造成壓縮機(jī)的碳環(huán)損壞,從而導(dǎo)致壓縮機(jī)機(jī)械密封處泄漏蒸汽/蒸汽冷凝水。一般機(jī)械密封為進(jìn)口品牌,價(jià)格基本超過(guò)2萬(wàn)元,從維護(hù)成本角度出發(fā),啟用前一定要檢查好蒸汽中是否存在異物。在正常開(kāi)機(jī)時(shí),一般會(huì)出現(xiàn)哮喘聲,在頻率不斷提高的時(shí)候聲音會(huì)越來(lái)越大,這屬于正?，F(xiàn)象。如果要改善這種現(xiàn)象,建議對(duì)提取液儲(chǔ)罐進(jìn)行保溫處理,確保生產(chǎn)前的藥液介質(zhì)溫度能夠大于80℃。

蒸汽壓縮機(jī)日常維護(hù)主要包含以下內(nèi)容。

3.2.1運(yùn)行中維護(hù)

(1）嚴(yán)禁壓縮機(jī)在沒(méi)開(kāi)啟油泵、無(wú)密封蒸汽、過(guò)負(fù)荷或齒輪油量不足的情況下運(yùn)行(否則會(huì)造成壓縮機(jī)軸承損壞）:運(yùn)行中嚴(yán)密監(jiān)視壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力和壓差(進(jìn)出口壓差在37～57kPa）,正常運(yùn)行出口溫度不準(zhǔn)超過(guò)100℃,超過(guò)100℃系統(tǒng)報(bào)警,溫度到120℃壓縮機(jī)自動(dòng)停機(jī)。

(2）運(yùn)行中每小時(shí)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行一次檢查,檢測(cè)壓縮機(jī)振動(dòng)和軸承箱、齒輪箱溫度(振動(dòng)值不大于5um,軸承箱溫度不大于80℃,齒輪箱溫度不大于65℃）,實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)壓縮機(jī)運(yùn)行聲音,如出現(xiàn)異常聲音(如金屬撞擊聲、金屬摩擦聲等）應(yīng)立即停機(jī),緊急情況下,應(yīng)按下急停按鈕,緊急停機(jī)。

3.2.2定期保養(yǎng)

(1）如長(zhǎng)時(shí)間不開(kāi)機(jī)(超過(guò)10天）,則打開(kāi)壓縮機(jī)排水閥,每周盤(pán)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)聯(lián)軸器兩圈,防止壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子生銹卡死。(2）每月緊固一次壓縮機(jī)、電機(jī)地腳螺絲和壓縮機(jī)底座地腳螺絲。(3）壓縮機(jī)潤(rùn)滑首次運(yùn)行3個(gè)月更換一次,接下來(lái)每年更換一次潤(rùn)滑油(殼牌或美孚合成齒輪油最佳）,潤(rùn)滑油牌號(hào):46#汽輪機(jī)油,嚴(yán)禁使用其他牌號(hào)的潤(rùn)滑油。

3.3其他設(shè)備的維護(hù)內(nèi)容

除了蒸汽壓縮機(jī),日常需要注意維護(hù)的還有蒸發(fā)器、離心泵。

3.3.1MVR蒸發(fā)器的維護(hù)

蒸發(fā)器系統(tǒng)的保養(yǎng)按照維護(hù)周期長(zhǎng)短分為常規(guī)保養(yǎng)、一級(jí)保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng),下面主要介紹一下二級(jí)保養(yǎng)。設(shè)備的二級(jí)保養(yǎng)視不同的設(shè)備及運(yùn)行情況進(jìn)行,一般0.5年/次,以車間維修人員為主,操作人員及電氣人員協(xié)助共同進(jìn)行。

保養(yǎng)具體內(nèi)容:(1）執(zhí)行一級(jí)保養(yǎng)內(nèi)容:(2）檢查各傳動(dòng)系統(tǒng),修復(fù)、更換磨損件:(3）檢查各操作手柄,確保靈活可靠:(4）清洗電機(jī),更換潤(rùn)滑脂,檢查電機(jī)絕緣、接地等:(5）校核、整理電氣線路,確保線路完備,符合安全、消防要求:(6）檢查主機(jī),確認(rèn)附件齊全,各電氣部件完備無(wú)缺損,確認(rèn)電氣箱內(nèi)排線整潔:(7）對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸檢查,調(diào)整、修復(fù)、更換必要的零件。

3.3.2MVR離心泵的維護(hù)

(1）定期檢查泵體與電機(jī),根據(jù)使用頻度給各潤(rùn)滑點(diǎn)加注相應(yīng)的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂,更換各易損件(機(jī)械密封和軸承）:(2）如離心泵長(zhǎng)期停用,需用清水清洗泵內(nèi)流道以及相關(guān)連接管道:(3）嚴(yán)禁離心泵長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)。

3.4MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的待優(yōu)化項(xiàng)

在MVR明顯的降本優(yōu)勢(shì)下,它也有一些明顯的缺點(diǎn)需要不斷優(yōu)化:(1）維修維護(hù)成本較高,進(jìn)口壓縮機(jī)配件都比較昂貴,維修成本明顯高于傳統(tǒng)濃縮器?，F(xiàn)場(chǎng)有多個(gè)配電柜,需要專業(yè)的電工定期維護(hù)檢查,增加了維護(hù)成本。(2）生產(chǎn)時(shí)噪聲較大,操作工必須佩戴耳罩,有一定的噪聲傷害。(3）清潔難度較大,蒸發(fā)室、冷凝器、循環(huán)泵等難清洗,因其體積和面積較大,很難實(shí)現(xiàn)全面自清潔,有時(shí)需要人工進(jìn)行沖洗。

4結(jié)語(yǔ)

結(jié)合上述分析,從成本運(yùn)營(yíng)以及生產(chǎn)效率角度考慮,MVR應(yīng)用在中藥生產(chǎn)中有明顯的優(yōu)勢(shì),但結(jié)合生產(chǎn)清潔來(lái)分析,在MVR降膜系統(tǒng)中需要額外增加CIP清潔的設(shè)備,并且需要增加相應(yīng)的噴頭清洗才能滿足藥品生產(chǎn)清潔的要求。如果用戶已經(jīng)采購(gòu)MVR降膜系統(tǒng),可以參考帶式干燥機(jī)的清潔方式進(jìn)行技術(shù)改造:如果用戶尚未采購(gòu),可以在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出清潔優(yōu)化的要求。