ARTICLE/ 技術(shù)文章

首頁(yè) > 技術(shù)文章 > 生物制藥安全供電保生產(chǎn)

生物制藥安全供電保生產(chǎn)

更新時(shí)間：2022-07-28瀏覽：878次

摘要：生物制藥企業(yè)一直踐行“以質(zhì)量為本"的生產(chǎn)原則，結合藥廠(chǎng)GMP潔凈廠(chǎng)房的特點(diǎn)及實(shí)際，必須避免突然停電造成設備損壞及產(chǎn)品報廢，加強藥廠(chǎng)供電管理。結合用電安全要求及現狀，為確保生產(chǎn)設計一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、安全可靠的供電系統為目的，從藥廠(chǎng)供電系統、供配電管理、運營(yíng)等方面，淺談藥廠(chǎng)安全供電系統建設與管理的具體做法及經(jīng)驗，闡明了安全供電的重要性。

關(guān)鍵詞：可靠生產(chǎn)；用電安全；供配電

0 引言

生物制藥是一個(gè)特殊行業(yè)，特別是生物制品（疫苗）的生產(chǎn)，必須連續生產(chǎn)。每批產(chǎn)品從開(kāi)始到出成品的整個(gè)周期，都要保證外環(huán)境達到要求。生產(chǎn)設備必須正常運轉，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝設備不僅對電源的電壓、頻率要求穩定，還應保證在連續生產(chǎn)周期中電力不能中斷，這就要求有一套可靠的供電系統。

1.供電規范及現狀

1.1 電力負荷分類(lèi)

電力網(wǎng)上用電設備所消耗的功率稱(chēng)為電力負荷。按其重要性及對供電可靠性的要求，電力負荷可分為以下三類(lèi)。第一類(lèi)：中斷供電會(huì )造成人身傷亡及重大經(jīng)濟損失，損壞重要設備，破壞生產(chǎn)工藝過(guò)程，使生產(chǎn)長(cháng)期不能恢復或產(chǎn)生大量廢品。

生物制藥（疫苗）生產(chǎn)屬于一類(lèi)負荷。第二類(lèi)：中斷供電會(huì )造成經(jīng)濟較大損失，損壞生產(chǎn)設備，產(chǎn)品大量減產(chǎn)，停頓較長(cháng)時(shí)間才能恢復生產(chǎn)。第三類(lèi)：除上述一，二類(lèi)外的一般負荷，均為第三類(lèi)負荷，如一般的輔助車(chē)間及照明負荷等。

1.2 基本要求

根據國內供電規范及生物制藥中疫苗生產(chǎn)的特殊性，采用兩路35千伏市電供電。高壓系統主接線(xiàn)為單母線(xiàn)帶各自負荷，分段運行。中間設聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)，兩電源互為閉鎖，備用自投。

生物制藥行業(yè)一般列為一、二類(lèi)供電負荷，故投資較大。采用雙回路兩個(gè)獨立電源，再設置1臺備用發(fā)電機，以備應急。部分關(guān)鍵用電設備應配UPS電源（單相或三相）。以保證產(chǎn)品質(zhì)量及設備安全。本研究所采用安科瑞的Acrel-BP生物制藥能效管理平臺，該平臺具有以下功能：

1）供電可靠

如圖1，對35kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機部分，在變電站設置Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統子站，實(shí)現本地遙測、遙信、遙控、報警、報表等功能，并把數據上傳至AcrelEMS-BP能效管理平臺，實(shí)現集中監測和報警。

圖1 變電站綜自系統

2）保證供電質(zhì)量

生物制藥企業(yè)生產(chǎn)設備對電源的進(jìn)線(xiàn)質(zhì)量要求比較高。AcrelEMS-BP能效管理系統監測各進(jìn)線(xiàn)回路電能質(zhì)量，包括暫態(tài)、穩態(tài)數據波形記錄，并提供電能質(zhì)量分析報告。

供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過(guò)允許的范圍。否則，電氣設備的遠行會(huì )不穩定，甚至損壞電氣設備。我國規定交流供電標準頻率為50Hz。偏差不超過(guò)±0.2～±0.5,電壓不超過(guò)±7％。

圖2 電能質(zhì)量監視分析

3）供電安全

系統監測斷路器、母排、線(xiàn)纜接頭、密集型母線(xiàn)槽接點(diǎn)溫度并實(shí)時(shí)預警。

圖3 無(wú)線(xiàn)測溫

2.供電方式

該研究所的供電，考慮了供電的可靠性，中心變電站采用雙進(jìn)線(xiàn)的變電站（圖2），電源進(jìn)線(xiàn)為35kV。出線(xiàn)10KV電壓經(jīng)開(kāi)閉所傳到研究所各單體實(shí)驗室，研究所內設置了2處變電所（圖4），降為380/220V。當一回路進(jìn)線(xiàn)斷電或變壓器故障，檢修時(shí)可采用聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)使重要負荷保持供電。

中小型生物制藥企業(yè)進(jìn)線(xiàn)電壓可能為10KV，只設置了一處高壓變電所，采用2臺變壓器，可單獨運行。

圖4中心變電站開(kāi)關(guān)柜

圖5 動(dòng)物站房變電所開(kāi)關(guān)柜

如圖5，因生物制品車(chē)間一、二類(lèi)負荷較多，考慮到車(chē)間供電的可靠性，可將小型企業(yè)供電系統用到車(chē)間配電站，采用2臺變壓器供電。當負荷變動(dòng)較大時(shí)，為減少變壓器空載損耗，可在負荷低谷時(shí)切斷1臺變壓器。當同時(shí)起用2臺變壓器時(shí)，每臺容量應大于計算負荷的60%或一、二類(lèi)負荷總容量。

3.配電設施

電氣主接線(xiàn)圖又叫一次接線(xiàn)圖，它是表示電能傳送和分配路線(xiàn)的接線(xiàn)圖，直接連接的變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、低壓開(kāi)關(guān)、互感器等電器設備，叫做一次設備。整個(gè)研究所采用兩路35KV市電進(jìn)線(xiàn)，當一路進(jìn)線(xiàn)電源中斷時(shí)，可通過(guò)失電切換到另一路線(xiàn)路上去，保證整個(gè)廠(chǎng)區的正常工作。（圖6）

圖6 35KV進(jìn)線(xiàn)接線(xiàn)圖

電氣主接線(xiàn)直接影響變配電所的技術(shù)經(jīng)濟性能和運行質(zhì)量，故在確定生物制藥車(chē)間變電所的電氣主接線(xiàn)時(shí)，應滿(mǎn)足下列要求：能保證其供電可靠性；接線(xiàn)圖力求簡(jiǎn)明，以便運行操作和消除故障；應保證操作時(shí)的人身安全和在安全條件下進(jìn)行維修工作；留有維修空間；考慮備用電源，滿(mǎn)足在生產(chǎn)期間不因停電造成重大損失，備用電源還可用于應急照明；考慮功率因數問(wèn)題，一般不低于0.9，應在變電站內安裝無(wú)功補償柜進(jìn)行集中補償；考慮到生物制藥的特殊性，可采用雙回路和兩臺變壓器的主接線(xiàn)圖（圖7）。

圖7 10KV雙回路進(jìn)線(xiàn)變壓接線(xiàn)圖

當其中一路進(jìn)線(xiàn)電源中斷時(shí)，可通過(guò)低壓母線(xiàn)聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)將斷電部分的負荷換接到另一路線(xiàn)路上去，保證其中的重點(diǎn)設備繼續工作。雙回路電源進(jìn)線(xiàn)應是兩個(gè)獨立的電源。同時(shí)增加市電～發(fā)電機轉換開(kāi)關(guān)，應急電源配電柜。

4. 應急電源系統

生物制品(疫苗)生產(chǎn)中，可根據設備的重要性將電力負荷分為三類(lèi)。一級負荷包括分裝線(xiàn)、凍干機、細胞培養轉瓶機、毒種低溫冰箱、火災報警及聯(lián)動(dòng)控制設備、消防泵、安全監控系統、應急照明、疏散照明等。二類(lèi)負荷一般包括普通客梯、生活水泵、一般排風(fēng)機等，其它為三類(lèi)負荷。

4.1 柴油發(fā)動(dòng)機配置

在一類(lèi)負荷電力設計中一定要設置柴油發(fā)電機組．對一類(lèi)供電負荷中特別重要的負荷提供電源。應急柴油發(fā)電機組的容量大小根據一級負荷、消防負荷以及某些重要的二級負荷容量來(lái)確定，一般以變壓器總安裝容量的15％～20％來(lái)配置。

4.2 不間斷電源裝置

針對分裝線(xiàn)中高溫滅菌隧道的停電保護措施，短時(shí)間的停電可啟動(dòng)UPS不間斷電源作為后備保護，應急供電時(shí)間為30～90 min，如圖9。如較長(cháng)時(shí)間的停電可切換到柴油發(fā)電機供電，啟動(dòng)到電流平穩至少需要15～20 S時(shí)間。

4.3 應急照明配置

在變配電站、柴油發(fā)電機房、消防控制中心、中央監控室、水泵房、生產(chǎn)區、地下室、技術(shù)夾道（層）、樓梯間及門(mén)廳等場(chǎng)所設置應急照明。在走廊、安全出口、大廳、樓梯問(wèn)等處設疏散指示燈。

5. 電氣設備管理及維護

電是生產(chǎn)的重要能源之一。電氣設備的故障，將造成生產(chǎn)的損失，故應加強管理，對電氣設備有單獨部門(mén)負責，配備一定數量電氣工作人員并符合上崗條件，制定相應的運維管理制度。

5.1 任務(wù)管理

任務(wù)管理是用戶(hù)對平臺運維能力，包括定期巡檢、缺陷處理、報警消除、故障搶修和工單通知功能的綜合管理頁(yè)面，用戶(hù)可使用該頁(yè)面發(fā)布各類(lèi)型任務(wù)及巡檢操作票給相關(guān)人員，通過(guò)查看詳情跟進(jìn)任務(wù)的執行情況與巡檢明細。

圖8 設備運營(yíng)管理

5.2 巡檢記錄

巡檢記錄是針對巡檢類(lèi)型的任務(wù)在流程中需要管理的節點(diǎn)與數據進(jìn)行統一監測的頁(yè)面，主要關(guān)注巡檢任務(wù)流程中的負責人、執行人進(jìn)度，巡檢的結束時(shí)間，簽到的偏差，巡檢的項目和發(fā)現的缺陷問(wèn)題數量等內容。

圖9 設備巡檢記錄

5.3 用戶(hù)報告

運行報告主要監測一段時(shí)期內工廠(chǎng)的用電量、負荷、諧波情況、不平衡度、功率因數波動(dòng)情況、事件發(fā)生統計及現場(chǎng)運維情況，通過(guò)自定義標準對站點(diǎn)各數據進(jìn)行分析并給出一定的建議，為用戶(hù)分析站點(diǎn)運行狀態(tài)給出一定的依據。

圖10 用戶(hù)報告

6.結語(yǔ)

AcrelEMS-BP能效管理系統，集變電站綜合自動(dòng)化、電力監控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設備運維于一體。

本研究所采用安科瑞AM6系列的微機保護裝置、電氣接點(diǎn)溫度在線(xiàn)監測裝置、電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置，對整個(gè)研究所的的變電站、變電所、配電房進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控及管理。智能配電監控保護類(lèi)、監測類(lèi)產(chǎn)品解決方案對于供配電系統的可靠穩定運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用，尤其是微機保護裝置在電力系統中具有舉足輕重的地位，它能夠反應設備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動(dòng)迅速地、有選擇性地動(dòng)作于斷路器將故障設備從系統中切除，保證*設備繼續正常運行，將事故限制在最小范圍，提高系統運行的可靠性，很大限度地保證向用戶(hù)安全、連續供電。

參考文獻

[1] 生物制藥企業(yè)的安全供電系統建設與管理

[2] 醫藥工業(yè)潔凈廠(chǎng)房設計規范 GB50457-2019

[3] 安科瑞EMS-BP生物制藥能效管理解決方案