LD3000-6多效蒸馏水机硬件设计原则.doc

xxx制药设备有限公司　　　　　　　　　LD3000-6多效蒸馏水机硬件设计原则

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概 述
xxx制药设备有限公司制造的多效蒸馏水机，型号为LD3000-6，生产能力为3.0吨/小时。外形尺寸为：370×145×370cm，该设备由蒸发器、预热器、冷凝器、机架、水泵、电控系统和功能管道组成。
LD3000-6多效蒸馏水机工作原理：原料水经过列管对流预热器被蒸馏水加热后，到冷凝器被二次蒸汽再加热；在一效预热器被工业蒸汽加热，进入后面各级效预热器被二次蒸汽继续加热；然后在蒸发器顶部经分水装置，均匀地分布进入蒸发列管，在蒸发列管内形成薄膜状的水流；这些水流因为薄所以很快被蒸发，产生二次蒸汽；未被蒸发的原料水被输送到下一效，作为次效蒸发器的原料水，以后各效与此类似，未被蒸发的进入下一效，直到最后一效仍未被蒸发的，将作为凝结水排放；被蒸发的原料水，现在是二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，经中上部特殊分离装置处，进入纯蒸汽管路，作为次效的热源；二次蒸汽在次效被吸收热量后凝结成蒸馏水；各效过程相似，各效的蒸馏水和末效的二次蒸汽被冷凝器收集，并经过与原料水换热，冷却成为蒸馏水；经过电导率的在线检测，合格的蒸馏水作为注射用水输出，不合格的蒸馏水将被排放。
原料水转化成的二次蒸汽是洁净蒸汽，它经过三次分离作用：在最初进入蒸发器后，沿列管向下流动，同时蒸发，这是第一次分离；被蒸发的原料水（二次蒸汽）在蒸发器的下端180度折返，杂质在重力作用下，被分离到下部，这是第二次分离；被蒸发的原料水，即二次蒸汽，继续在蒸发器中盘旋上升，到中上部特殊分离装置处，进行第三次分离。冷却水只在冷凝器通过，对各效产生的蒸馏水和末效的二次蒸汽进行降温。工业蒸汽在第一效的蒸发器和预热器对原料水进行加热，热量被吸收后成为凝结水排出机外。在冷凝器中，有一种不能凝结成水的一部分气体，被称作不凝性气体，此部分气体将由安装在冷凝器上部的排出装置去除。
1.多效蒸馏水机正常使用条件（此部分参照LD多效蒸馏水机使用说明书）：
1.1工作压力0.2~0.5MPa（加热蒸汽压力为0.3MPa时）；
1.2设计压力0.3~0.6MPa
1.3生蒸汽消耗量：≤690kg(1:0.23)
1.4功率：2.2KW；，
1.5电源电压：三相380V；
1.6电源频率：50±1Hz；
1.7进水要求：纯化水，电导率＜2us/cm、最大硬度2pp（Ca2CO3）；
1.8压缩空气压力：0.5-0.8Mpa；
2.设备基本技术参数：
2.1进水量：≤3450kg(1:1.15)
2.2注射用水产量：≥3000kg/h；
2.3蒸馏水温度：92~98℃；
2.4注射用水电导率：≤1µs/cm；
2.5总有机碳（TOC）：≤150ppb；
2.6细菌内毒素：≤0.125Eu/ml；
2.7 PH值：5～7；
2.8注射用水质量：符合《中华人民共和国药典》2010年版；
2.9纯蒸汽的产量：≥800 kg/h。
3.设计规范：符合GB150、GB151。
4.电气安全性能：GB5226.1-2002。
本设备主要配置如下表
序号
功能组件名称
规格型号
材质
数量
单位
1
列管对流预热器
ΦD﹡L　
不锈钢316L
1
台
2
管板式冷凝器
ΦD﹡L　
不锈钢316L
2
台
3
预热器
ΦD﹡L　
不锈钢316L
6
台
4
蒸发器
ΦD﹡L　
不锈钢316L
6
台
5
纯水泵
型号、流量、功率、扬程
不锈钢304
1
台
6
电控箱
L﹡W﹡H
不锈钢304
1
台
7
触摸屏
威纶MT6100

1
台
8
PLC 主机　
CPU216 24入16出

1
台

多效蒸馏水机硬件设计原则
注射用水制备系统是GMP关键系统。多效蒸馏水机是目前应用最为广泛的注射用水制备系统的关键设备。xxx制药设备有限公司的和信牌LD型多效蒸馏水机采用高温高压操作，确保稳定生产无热原注射用水。多效蒸馏水机所生产的注射用水，完全符合现行中国药典现行版中注射用水的标准规定。“外观新、结构新、特点新”是宁波和信公司最具特色的产品，拥有中国专利号：ZL 2006 3 0155729.2； ZL2006 2 0108988.4；ZL2006 2 0108989.9； ZL2007 2 0109333.3；ZL2007 2 0109334.8五项具有自主产权的实用新型发明专利，我们的目标就是设计和制造中国最节能的多效蒸馏水机。
1．材质选用：
与进料水、蒸馏水、二次纯蒸汽接触的压力容器体、管道均采用316L不锈钢，密封材料使用PTFE。其他材料包括机架采用304材质。
2．三级分离装置：
进入设备的原料水降液膜蒸发、重力分离、特殊分离装置三级分离。
3．电化学抛光：
不锈钢表面采用机械抛光和电化学抛光，有效提高表面光洁度，保证生产注射用水的品质，提高设备使用年限。
4．换热管：
采用优质316L无缝不锈钢管，该管具有很好的强度和耐用性，可保证在加工、焊接及运行时的热胀冷缩过程中保持完好状态，确保避免任何工业蒸汽、原料水泄漏进入洁净的蒸馏水、二次蒸汽内。
5．使用自动焊接：
蒸发器筒体、管路与管件的连接，最大限度地使用氩气自动保护轨迹焊接，保证焊接质量。
6．隔热：
蒸发器和预热器均采用无氯、无石棉的矿物棉隔热层，并用304不锈钢做外保护层。
7．不合格蒸馏水自动排放：
在蒸馏水出水口设置气动阀，电导率探头检测的数据通过PLC数据处理，发出不合格排放阀的打开或关闭的信号，实现不合格蒸馏水自动排放功能，有效避免不合格蒸馏水进入注射用水箱的风险。
8．阀门选用：
生蒸汽阀门：主阀为304不锈钢气动截止阀，旁通阀铸钢法兰截止阀。
原料水阀阀：316L不锈钢卫生级比例调节阀。
注射用水阀门：合格阀和不合格排放阀为316L不锈钢气动隔膜阀。
排污阀门：304不锈钢卫生球阀。
9．经济节能：
原料水经过列管对流预热，提高原料水的进水温度，省去冷却水的耗用。采用专利技术的双管道多管程密集型列管结构，换热充分，保证蒸馏水降温至设计温度。多效蒸馏水机二次蒸汽在各效中逐级利用，对工业蒸汽的利用率很高。随着蒸发器效数的增多，这种节能的效果更加明显。因此LD型多效蒸馏水机具有明显的节能效果。
10．HDS硬件设计说明
10.1为了提高设备的可靠性，蒸馏水机可采用PLC＋电脑监控的方式，这样既能满足客户对上位机监控的要求，也能达到稳定运行的目的；也可PLC＋触摸屏的方式，可以实现简单操作与维护。
10.2 PLC硬件设计：
核心控制器选用在医疗行业广泛使用的西门子　S7－200系列小型PLC，该PLC具有结构紧凑，稳定性高，质量可靠，易维护等特性。
根据设备具体要求，在蒸馏水机上选用CPU224，扩展一个温度输入模块EM231和一个模拟量输入输出模块EM235。在纯蒸汽机上，选用CPU222，扩展一个温度输入模块EM231。
10.3人机界面硬件设计：
为了实现良好的人机交互功能，根据不同的设备要求，选择不同的人机交互方式。蒸馏水机设备复杂，用户对工艺参数的关注点多，对日常数据维护和存档，具体较高的要求。选用商用系列的电脑可24小时无故障稳定运行，在电脑上运行国内主流的组态监控软件――组态王，可实现对各输入/输出点的监控，参数设置，查看流程，查看历史数据和在线打印等等功能。
10.4其他低压元件采用法国施耐德，按照各器件的规格要求选配，确保稳定可靠，容易维护的效果。

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