醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與節(jié)能應(yīng)用

摘要：本文作者根據(jù)多年醫(yī)藥工業(yè)廠房設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對動(dòng)力、照明、接地在潔凈廠房內(nèi)的設(shè)計(jì)作了簡要的論述。

關(guān)鍵字：潔凈廠房、配電、照明、接地

 

       自國家重新制定了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》后，為貫徹該規(guī)范，醫(yī)藥藥品生產(chǎn)需要潔凈生產(chǎn)，那么電氣設(shè)計(jì)同樣要符合藥品生產(chǎn)的潔凈要求。下面就醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房中的電氣設(shè)計(jì)作一簡要論述。

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房空氣潔凈度等級，分一百級、一萬級、十萬級和大于十萬級（相當(dāng)于三十萬級）。

 

       醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的配電室應(yīng)設(shè)在非潔凈區(qū)便于操作管理。醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備大多數(shù)用電功率小，但數(shù)量多，并且自帶控制箱，設(shè)計(jì)上采用直接式配電或插座式配電。從經(jīng)濟(jì)合理角度，一般選用就地設(shè)置小型組合配電箱配給。一般單相用電設(shè)備在2.5kW以下、三相用電設(shè)備在5～6kW以下由組合配電箱放射式供電。組合配電箱選用嵌入式，且放在非潔凈區(qū)。組合配電箱不得不放在潔凈區(qū)域時(shí)，也應(yīng)該嵌入在低一等級潔凈區(qū)域墻內(nèi)，這時(shí)組合配電箱應(yīng)選用密閉的，外殼應(yīng)光滑，便于揩拭清潔。不直接用于設(shè)備的插座均應(yīng)有漏電保護(hù)。低壓動(dòng)力箱、低壓配電柜不宜放在潔凈區(qū)域內(nèi)，設(shè)備配套的控制箱也應(yīng)該選用密閉的，外殼光滑，便于揩拭清潔。

       組合配電箱到設(shè)備或插座的配線采用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電線（或阻燃聚氯乙烯絕緣銅芯電線）穿鍍鋅鋼管暗敷。

       潔凈區(qū)內(nèi)一般都有吊平頂，在電氣設(shè)計(jì)前應(yīng)該與相關(guān)專業(yè)商量，確定好電纜橋架在吊頂內(nèi)的安裝高度，一般空調(diào)風(fēng)管和送排風(fēng)風(fēng)管放在吊頂內(nèi)下半部?上半部設(shè)置電纜橋架和工藝管道。

      大功率用電設(shè)備、不帶控制箱的用電設(shè)備和組合配電箱、照明配電箱供電由配電室動(dòng)力箱（或低壓配電柜）放射式供給。配線均選用阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（或阻燃聚氯乙烯絕緣電力電纜），控制線選用阻燃交聯(lián)聚乙烯控制電纜（或阻燃聚氯乙烯絕緣控制電纜）從配電室沿電纜橋架敷設(shè)，出橋架后穿鍍鋅鋼管暗敷或明敷至用電設(shè)備。在設(shè)計(jì)長春高斯達(dá)生物科技集團(tuán)股份有限公司技術(shù)改造項(xiàng)目中，在潔凈區(qū)內(nèi)電纜出橋架后在吊頂內(nèi)穿鍍鋅鋼管，出吊頂前至用電設(shè)備換接成不銹鋼管明敷。

       為了保證醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，防止生產(chǎn)環(huán)境對產(chǎn)品的污染，要求藥品生產(chǎn)環(huán)境需要凈化空氣，因此凈化空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)用電量有時(shí)超過藥品生產(chǎn)設(shè)備的用電量。為了節(jié)能和保證環(huán)境的溫濕度，空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)的電機(jī)采用變頻調(diào)速。根據(jù)藥品的要求和業(yè)主的投資狀況，采用手動(dòng)調(diào)頻或自動(dòng)調(diào)頻。自動(dòng)調(diào)頻用溫濕度信號或風(fēng)量信號調(diào)頻。

       在火災(zāi)時(shí)，通過防火閥或火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)信號切除空調(diào)系統(tǒng)和送排風(fēng)系統(tǒng)電源，以免火借風(fēng)勢。在桂林集琦藥業(yè)股份有限公司集琦科技園設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，根據(jù)當(dāng)?shù)叵谰值囊筮€增加了排煙系統(tǒng)控制。近期合肥第六制藥廠改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)中也設(shè)計(jì)了排煙系統(tǒng)，利于火災(zāi)初期時(shí)排除煙霧、人員疏散和消防人員救火。如果火災(zāi)溫度上升到280度時(shí)，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉排煙系統(tǒng)。

       排煙風(fēng)機(jī)、消防泵的配線采用耐火電纜，疏散誘導(dǎo)燈配線采用耐火電線。凡是與消防有關(guān)的用電設(shè)備和疏散照明均應(yīng)兩路電源供電，末端自切。

       在潔凈區(qū)藥品生產(chǎn)中有時(shí)要用有機(jī)溶媒乙醇、丙酮等有爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)，設(shè)計(jì)中需要按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058－92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。以前的規(guī)范（包括八部規(guī)范）都不應(yīng)再用，加一門斗后降為非防爆區(qū)的作法應(yīng)廢止。特別是制劑生產(chǎn)車間房間小、多，又要?jiǎng)澐址辣瑓^(qū)域是較困難，但只要藥品工藝合理安排布置，要求工藝設(shè)備容積小于95m3、壓力小于3．5 MPa、流量小于38l/s，以釋放源為中心，半徑為4.5m，至地坪以上范圍內(nèi)劃為2區(qū)，是能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。近幾年設(shè)計(jì)原料藥車間、制劑車間均按照此方法?即滿足了生產(chǎn)，又符合了規(guī)范要求。近期在合肥第六制藥廠改造項(xiàng)目和上海雅培制藥有限公司二期工程（b）項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，將門斗保持正壓送風(fēng)，防爆區(qū)內(nèi)采用機(jī)械排風(fēng)，降低爆炸濃度的方法，也能符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。如果潔凈區(qū)中又需要防爆，應(yīng)先考慮防爆要求同時(shí)兼顧到潔凈區(qū)的要求。電氣設(shè)備選型仍按照爆炸性介質(zhì)的級別和組別選用。配線管和防爆電氣設(shè)備應(yīng)為明敷和明裝。但管線外皮和電氣設(shè)備外殼需要光滑，便于揩拭清潔。

       藥品生產(chǎn)往往粉塵環(huán)境較多，如藥粉、淀粉等。一般可以與工藝專業(yè)商量選擇帶除塵的設(shè)備、密閉生產(chǎn)的設(shè)備或者在排風(fēng)罩下進(jìn)行包裝操作。使得粉塵量不大，可劃為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。也可以將良好的除塵設(shè)備與工藝生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)鎖，當(dāng)除塵設(shè)備停車，工藝設(shè)備也停車，也可以劃為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。但是電氣設(shè)備?如控制按鈕、燈具等仍應(yīng)選用密閉型的。

 

       潔凈區(qū)的照明電源要求直接從變電所用電纜引來。

       原料藥、制劑藥生產(chǎn)是潔凈區(qū)的均為封閉式，人工采光尤其重要。國家標(biāo)準(zhǔn)GB50034－92 《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的條文，不適用無窗廠房設(shè)計(jì)。根據(jù)我們對潔凈區(qū)照度的測試和長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及參照該標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為潔凈區(qū)的照度、包括潔凈走廊不低于300Lx為宜，從潔凈區(qū)到非潔凈區(qū)的照度應(yīng)逐漸減少，利于保護(hù)用眼衛(wèi)生。潔凈區(qū)的照明燈具不宜采用嵌入式，因燈具四周和吊頂材料間的縫隙難于做到密封。所以采用密閉型的吸頂凈化熒光燈，吸頂燈具與頂棚間縫隙采用密封條較易處理。潔凈區(qū)頂棚上有許多出風(fēng)口和回風(fēng)口，燈具的布置應(yīng)讓開這些風(fēng)口。

       根據(jù)藥品生產(chǎn)的要求，有時(shí)房間需要安裝紫外線殺菌燈，一般20㎡的范圍安裝一只30W的紫外線殺菌燈。

       因?yàn)闈崈魠^(qū)是封閉式，所以應(yīng)急照明顯得更加重要。每間房間均要設(shè)應(yīng)急照明，一般放在靠門處，大房間和走廊要多設(shè)幾盞，應(yīng)急時(shí)間不小于90分鐘。疏散走廊每隔15～20m設(shè)置一只紅色應(yīng)急誘導(dǎo)燈（安裝高度1米以下）。消防安全門上和出入口門上均設(shè)置紅色安全出口應(yīng)急誘導(dǎo)燈標(biāo)志，以便火災(zāi)時(shí)人員能有方向的順利撤離現(xiàn)場。

       另外，在車間通向潔凈區(qū)的各出入口，門外的兩側(cè)各安裝一只電擊式殺蟲燈?防止蚊蟲進(jìn)入車間。在門內(nèi)兩側(cè)各安裝一只驅(qū)蟲器（即滅鼠器），防止老鼠和蟑螂。殺蟲燈和驅(qū)蟲器一般配置插座連接，安裝高度1．5米左右。

       照明配電箱與組合配電箱一樣不宜放在潔凈區(qū)內(nèi)。目前潔凈區(qū)內(nèi)照明燈的控制為兩種，一種為分散控制，燈開關(guān)安裝在潔凈區(qū)內(nèi)；另一種在照明配電箱上集中控制。

       潔凈區(qū)內(nèi)有爆炸危險(xiǎn)的場所和有粉塵的場所均要防靜電設(shè)計(jì)和防雷電設(shè)計(jì)。

       在設(shè)計(jì)中我們將重復(fù)接地、防靜電接地、防雷接地連成一體，接地電阻小于1歐姆。近幾年藥品生產(chǎn)廠房設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)的接地型式采用TN-C-S或TN-S系統(tǒng)。

       根據(jù)國標(biāo)GB50054－95 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中第四節(jié)接地故障保護(hù)第4.4.4條規(guī)定要作等電位聯(lián)結(jié)，以往設(shè)計(jì)僅在電氣設(shè)計(jì)及施工說明中書寫一條。按照該規(guī)范，我認(rèn)為應(yīng)該設(shè)計(jì)等電位連接平面圖和系統(tǒng)圖?再書寫說明為宜。國家標(biāo)準(zhǔn)圖集97SD567 《等電位聯(lián)結(jié)安裝》第6頁＜總等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)圖示例＞中未畫出工藝管道的等電位聯(lián)結(jié)，該圖集適用民用設(shè)計(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該加上工藝管道更加明了。黑龍江烏蘇里江制藥有限公司工程項(xiàng)目和今年上海雅培制藥有限公司二期工程（b）項(xiàng)目都設(shè)計(jì)了等電位聯(lián)結(jié)圖。

 

 

5.1 平臺(tái)概述

       AcrelEMS-BP能效管理系統(tǒng)，集變電站綜合自動(dòng)化、電力監(jiān)控、能源管理、電能質(zhì)量、電氣安全、設(shè)備運(yùn)維于一體。平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

 

5.2 平臺(tái)組成

       安科瑞生物制藥能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了35KV/10KV 的變電站綜自系統(tǒng)、10KV/O.4KV電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺(tái)即可對制藥廠區(qū)全局的用電和用電安全進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

5.3 平臺(tái)拓?fù)鋱D

圖5-1  廠區(qū)能效管理平臺(tái)拓?fù)鋱D

5.4 平臺(tái)子系統(tǒng)

（1）電力監(jiān)控

       電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計(jì)量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。

（2）環(huán)境監(jiān)測

       環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

 

（3）馬達(dá)監(jiān)控

       馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對生物制藥電機(jī)的保護(hù)、遙測、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測和報(bào)警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制。

（4）電氣安全

       AcrelEMS-BP能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。

5.5 相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

       醫(yī)藥潔凈房的電氣設(shè)計(jì)不僅內(nèi)容多，涉及面廣，而且與制藥工藝，給排水，暖通及建筑場地，裝修等有著密切的關(guān)系。醫(yī)藥工業(yè)廠房的設(shè)備眾多、專業(yè)技術(shù)復(fù)雜、要求嚴(yán)格，合理的供配電設(shè)計(jì)不僅能提供連續(xù)可靠的電源，對維持醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房正常功能，對廠房中的工作人員的安全和正常生產(chǎn)也會(huì)起到重要作用。本文通過設(shè)計(jì)中遇到的情況進(jìn)行分析，總結(jié)出一些設(shè)計(jì)方法，為今后相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供了一些參考經(jīng)驗(yàn)。

 

參考文獻(xiàn)

【1】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.05版

【2】張亞思. 醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的電氣設(shè)計(jì)[J]. 醫(yī)藥工程設(shè)計(jì), 2004, 25(3):2.