CHƢƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VABIOTECH
1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
1
Công ty Vắcxin và Sinh phẩm số 1(VABIOTECH) là doanh nghiệp nhà
nƣớc đƣợc thành lập theo Quyết định số 650/2000/QĐ-BYT ngày 02/03/2000
của Bộ trƣởng Bộ Y Tế, trụ sở công ty đặt tại số 1 phố Yéc Xanh – Quận Hai
Bà Trƣng – Hà Nội. Công ty có chức năng sản xuất, kinh doanh các loại
vắcxin và sinh phẩm phục vụ hoạt động chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng
đồng. Nhiệm vụ chính của công ty là mang tới cho cộng đồng các loại Vắc-
xin và Sinh phẩm cần thiết cho việc chẩn đoán, điều trị và dự phòng các bệnh
truyền nhiễm.
Hiện tại, Công ty tiến hành sản xuất kinh doanh 5 loại sản phẩm chính
gồm Vắcxin Viêm gan A,Vắcxin Viêm gan B, Vắcxin Viêm não Nhật Bản,
Vắcxin Dại và Vắcxin Tả uống. Hàng năm các loại vắc-xin do Công ty sản
xuất đƣợc cung cấp cho Chƣơng trình Tiêm chủng Mở rộng Quốc gia, xuất
khẩu sang các thị trƣờng Ấn Độ, các nƣớc khu vực Đông Nam Á… và các đối
tƣợng có nhu cầu khác.
Về cơ sở vật chất, đƣợc sự hỗ trợ bằng vốn vay ƣu đãi của chính phủ
Hàn Quốc, công ty đã triển khai và thực hiện dự án xây dựng nhà máy sản
xuất 5 loại vắcxin. Dự án khởi công năm 2004 với diện tích đất sử dụng trên
8.000m
2
và đã khách thành đƣa vào hoạt động từ tháng 2 năm 2007. Nhà máy
đƣợc đầu tƣ hệ thống dây chuyền sản xuất vắcxin hiện đại và đồng bộ, đƣợc
chứng nhận đạt tiêu chuẩn GMP (Good Manufacturing Pratice - Tiêu chuẩn
Thực hành tốt Sản xuất) của tổ chức y tế thế giới WHO. Với hệ thống nhà
xƣởng và dây chuyền mới này, theo kế hoạch mỗi năm công ty sẽ sản xuất từ 1
Phòng kiểm tra CLSP
Phòng đảm bảo CLSP
Phòng công nghệ cao
Phòng tổ chức hành chính
Phòng kế toán - tài chính
Phòng Vật tƣ
Phòng kinh doanh – kế hoạch
Phòng dự án và hợp tác QT
Phòng kỹ thuật
Nhà chăn nuôi động vật thí nghiệm
Hệ thống kho bảo quản Vắcxin
BAN GIÁM ĐỐC
Hội đồng tƣ vấn
về khoa học công
nghệ
Hội đồng khoa
học công nghệ
Hình 1.1 Bộ máy tổ chức công ty VABIOTECH
và quốc tế, sử dụng hiệu quả nguồn tài năng trẻ để từng bƣớc ứng dụng sản
xuất và tiếp nhận các công nghệ cao trong sản xuất vắc-xin và Sinh phẩm.
1.2.4 Hợp tác quốc tế
Tăng cƣờng hợp tác quốc tế trên mọi lĩnh vực: đào tạo, nghiên cứu
khoa học, đầu tƣ, liên doanh liên kết, tƣ vấn, huy động vốn.
1.2.5 Tuyên truyền giáo dục sức khỏe
Áp dụng mọi hình thức, mọi phƣơng tiện, mọi lúc, mọi nơi nếu có thể
để tuyên truyền giáo dục sức khỏe, vệ sinh phòng bệnh, nhằm nâng cao nhận
thức, thay đổi hành vi trong cách sống, làm việc, sinh hoạt, giải trí nhằm nâng
cao sức khỏe, hạn chế các yếu tố ảnh hƣởng tới bệnh tật.
1.3 CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT
Theo cơ cấu bộ máy tổ chức, công ty Vắcxin và sinh phẩm số 1 chia
thành 3 khối, trong đó:
- Khối sản xuất: Bao gồm các xƣởng sản xuất Viêm gan A, viêm gan B,
Viêm não Nhật Bản, Tả uống, Phòng vắc xin thực nghiệm, Phòng kiểm tra
chất lƣợng sàn phẩm (CLSP), Phòng đảm bảo CLSP và phòng công nghệ cao.
Theo kế hoạch sản xuất kinh doanh khối này làm việc theo chế độ 40 giờ/tuần
(Khoảng 2000 giờ/năm). Với đặc thù là ngành sản xuất dƣợc phẩm kết hợp
với công nghệ sinh học, các quá trình sản xuất đƣợc thực hiện trong điều kiện
phòng sạch theo tiêu chuẩn GMP của tổ chức Y tế thế giới (WHO). Điều kiện
môi trƣờng sạch trong các xƣởng sản xuất đƣợc duy trì liên tục 24/24 giờ bởi
hệ thống thông gió và điều hòa không khí (HVAC) đảm bảo các thông số
nhiệt độ, độ ẩm, áp suất của khu vực sản xuất ổn định và đúng tiêu chuẩn.
Bên cạnh đó, quá trình sản còn sử dụng hơi bão hòa tinh khiết (Pure Steam -
PS) và nƣớc cất pha tiêm (Water for Injection - WFI) là các công nghệ đặc
thù của ngành sản xuất vắc-xin.
- Khối văn phòng bao gồm: Phòng tổ chức – hành chính, phòng kế toán
– tài chính, phòng vật tƣ, phòng kinh doanh – kế hoạch và phòng kỹ thuật.
Với chức năng gián tiếp phục vụ sản xuất kinh doanh, đảm bảo các điều kiện
4.012.606
2
Vắcxin tả uống
Liều
3.200.000
3.200.000
3
Vắcxin viêm gan B
Liều
1.500.000
1.595.000
4
Vắcxin viêm gan A
Liều
45.000
46.152
Nguồn: Công ty VABIOTECH. Báo cáo tổng kết công tác năm 2007 & 2008.
Công ty Văcxin và Sinh phẩm số 1 sẽ đầu tƣ thƣờng xuyên vào công
tác nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ hiện đại nhƣ công nghệ gen, dây
chuyền đông khô hiện đại, công nghệ chăn nuôi chuẩn thức động vật thí
nghiệm, kiểm định chất lƣợng Vắcxin và Sinh phẩm nhằm nâng cao năng lực,
hiệu quả, chất lƣợng và phát triển các vắcxin và sinh phẩm mới, phục vụ nhu
cầu ngày càng tăng của nhân dân, góp phần vào công tác chăm sóc và bảo vệ
sức khoẻ toàn dân.
1.4 HỆ THỐNG SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI HƠI ĐỐT
1.4.1 Nguồn cấp hơi đốt – Lò hơi
Công ty VABIOTECH đƣợc trang bị 2 nồi hơi nhãn hiệu DMI – 300K
do hãng Dae Yeol Boiler (Korea) chế tạo, nhiên liệu sử dụng là dầu diezel
(DO). Nồi hơi đƣợc lắp đặt trọn bộ (Package Boiler), thân ngang kiểu ống lò
ống lửa. Ƣu điểm của nồi hơi trọn bộ là: Buồng đốt nhỏ, tốc độ truyền nhiệt
Áp suất làm việc định mức
Bar(g)
10
Hiệu suất nhiệt
%
90
Diện tích tiếp nhiệt
m
2
33
Hành trình khói nóng
Pass
2
Suất tiêu hao nhiên liệu định mức
L/h
210
Điện áp làm việc
Volt
380 /3Φ – 50Hz
Công suất điện động cơ quạt
kW
7.5
Công suất điện động cơ bơm nƣớc
kW
4kW
Công suất điện động cơ bơm dầu
kW
0.75
Nguồn: Theo Catalogue của nhà sản xuất.
* Chú thích: Năng suất sinh hơi định mức đƣợc tính toán với nhiệt độ nƣớc
hơi, các hệ thống PSG và WFI sẽ đƣợc nói rõ trong Chƣơng II – Tính toán
cân bằng hệ thống mạng nhiệt.
CHƢƠNG II TÍNH TOÁN CÂN BẰNG HỆ THỐNG NHIỆT
2.1 HỆ THỐNG LÒ HƠI
Phần này trình bày về Đánh giá hoạt động của lò hơi (sử dụng các
phƣơng pháp trực tiếp và gián tiếp để tính hiệu suất lò hơi), xả đáy và xử lý
nƣớc của lò hơi.
2.1.1 Đánh giá hoạt động của lò hơi
Các thông số hoạt động của lò hơi nhƣ hiệu suất và tỷ lệ nƣớc bốc hơi,
giảm theo thời gian do quá trình đốt kém, tắc ngẽn bề mặt truyền nhiệt, hoạt
động và bảo trì kém. Ngay cả với một lò hơi mới, những nguyên nhân nhƣ
chất lƣợng nhiên liệu và chất lƣợng nƣớc đi xuống có thể khiến lò hơi hoạt
động kém. Cân bằng nhiệt sẽ giúp chúng ta xác định đƣợc những tổn thất
nhiệt có thể và không thể tránh khỏi. Kiểm định hiệu suất lò hơi sẽ giúp chúng
ta tìm ra sự chênh lệch giữa hiệu suất lò hơi cao nhất và hiệu suất lò hơi của
khu vực trục trặc chúng ta nhắm tới để có các biện pháp phù hợp.
2.1.2 Cân bằng nhiệt
Quá trình đốt cháy trong lò hơi có thể đƣợc mô tả bằng một sơ đồ dòng
năng lƣợng. Sơ đồ này cho thấy cách thức năng lƣợng đầu vào từ nhiên liệu
đƣợc chuyển thành các dòng năng lƣợng hữu dụng, nhiệt và dòng năng lƣợng
tổn thất. Độ dày mũi tên của một dòng tƣơng ứng với khối lƣợng năng lƣợng
sử dụng trong dòng đó.
HÌNH 2.1 Sơ đồ cân bằng năng lượng của một lò hơi
Cân bằng năng lƣợng là để cân bằng giữa tổng năng lƣợng đầu vào của lò hơi
với năng lƣợng đầu ra dƣới những dạng khác nhau. Hình dƣới đây minh hoạ
cho những tổn thất khác nhau xảy ra trong quá trình tạo hơi.
HÌNH 2.2 Minh họa các tổn thất trong quá trình tạo hơi
Trong quá trình nồi hơi hoạt động, các dữ liệu vận hành của nồi hơi DMI–
300K số 1 và số 2 đƣợc thu thập trong các Bảng 2.1 và Bảng 2.2
BẢNG 2.1 Dữ liệu vận hành nồi hơi DMI – 300K số 1
STT
Thông số vận hành
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị đo
Giá trị cho
trƣớc
1
Thành phần nhiên liệu DO + Hàm lƣợng Carbon
C
lv
%
86.65
+ Hàm lƣợng Hydro
H
lv
%
%
0
+ Hàm lƣợng ẩm
W
lv
%
0
+ Nhiệt trị thấp làm việc LHV
Q
t
lv
kJ/kg
43000
2
Thành phần O
2
trong khói thải
O
2
kt
%
t
a
o
C
33
7
Độ ẩm không khí
h
k
kg/kg kk
0.018
8
Năng suất hơi thực tế
D
bh
kg/h
1000
9
Áp suất hơi thực tế
P
bh
Bar(g)
6
Đơn vị
Giá trị đo
Giá trị cho
trƣớc
1
Thành phần nhiên liệu DO + Hàm lƣợng Carbon
C
lv
%
86.65
+ Hàm lƣợng Hydro
H
lv
%
13.3
+ Hàm lƣợng Oxy
O
lv
W
lv
%
0
+ Nhiệt trị thấp làm việc LHV
Q
t
lv
kJ/kg
43000
2
Thành phần O
2
trong khói thải
O
2
kt
%
1.5
3
Thành phần CO2 trong khói thải
CO
2
7
Độ ẩm không khí
h
k
kg/kg kk
0.018
8
Năng suất hơi thực tế
D
bh
kg/h
1200
9
Áp suất hơi thực tế
P
bh
Bar(g)
6
10
Tiêu hao dầu DO
B
kg/h
92
.
nc
lv
t
i
BQ
Trong đó:
- η(%): Hiệu suất nhiệt tổng
- D: Sản lƣợng hơi tiêu thụ ; kg/h
- i”
bh
: Entanpi hơi bão hòa ở áp suất 6 bar(g)
(Tra Bảng nƣớc và hơi
bão hòa) ; kJ/kg
- i‟
nc
: Entanpi nƣớc cấp ở nhiệt độ 28
o
C (Tra Bảng nƣớc chƣa sôi và
hơi quá nhiệt) ; kJ/kg
- B: Lƣợng tiêu hao dầu DO ; kg/h
Năng suất sinh hơi thực tế của nồi đƣợc xác định nhƣ sau:
D = M
nc
– (M
Enthalpy hơi bão hòa:
2500 1,7. ; /
2500 1,7.158
2768,6 /
bh S
i T kJ kg
kJ kg
Enthalpy nƣớc cấp ở 28
o
C: i‟
nc
= 117 kJ/kg
Hiệu suất lò hơi:
1000.(2768.6 117)
.100%
77.43000
80,1%
Ƣu điểm của phƣơng pháp trực tiếp:
Công nhân trong nhà máy có thể đánh giá nhanh hiệu suất lò hơi.
viii
)
Trong đó, các tổn thất trên nguyên tắc ở lò hơi là tổn thất nhiệt:
q
i
. % tổn thất do khói thải
q
ii
. % tổn thất do nƣớc bay hơi đƣợc tạo thành (có H
2
trong nhiên liệu)
q
iii
. % tổn thất do độ ẩm trong nhiên liệu bay hơi
q
iv
. % tổn thất do độ ẩm trong không khí
q
v
. % tổn thất do nhiên liệu chƣa cháy hết trong tro, xỉ
q
vi
. % tổn thất do nhiên liệu chƣa cháy hết về mặt hóa học
q
vii
. % tổn thất do tỏa nhiệt ra bên ngoài (chù yếu là bức xạ và đối lƣu)
q
viii
. % tổn thất do xả lò và những tổn thất khác chƣa tính đƣợc.
(Tổn thất do độ ẩm trong nhiên liệu và do đốt cháy H
21 %
1,9
.100%
21 1,9
9,9%
kt
kk
kt
O
O
Ở đây,
2
kt
O
là thành phần O
2
trong khói thải (%)
Lò hơi vận hành với một quạt gió cƣỡng bức (Forced Draft Fan - F.D
Fan – Xem hình 2.x. Sơ đồ nguyên lý lò hơi) nên buồng lửa có áp suất dƣơng,
một lƣợng khói sẽ lọt ra ngoài, do đó hệ số không khí thừa trong buồng lửa
(α
bl
) sẽ lớn hơn hệ số không khí thừa tại chỗ khói thải (α
kk kk
W W kg kgDO
kg kgDO
Tính toán các tổn thất nhiệt:
i. Tổn thất nhiệt do khói thải:
.
. .( )
(%) .100
k p k k a
i
lv
t
m C t t
q
Q
m
k
: khối lƣợng khói khô theo kg/kgDO
m
k
= khối lƣợng khí cấp thực tế + khối lƣợng nhiên liệu cấp
= 15,9 + 1 = 16,9 kg/kgDO
Q
(C
p
: Nhiệt dung riêng của hơi bão hòa; C
p
= 0,45 kcal/kg)
iii. Tổn thất do độ ẩm trong nhiên liệu bay hơi
Do W
lv
= 0% q
iii
= 0% iv. Tổn thất nhiệt do độ ẩm trong không khí
. . .( )
(%) .100
15,9.0,018.0,45.(175 33)
.100
43000 / 4,18
0,18 %
kk kk p k a
iv
lv
(CO
kt
: thành phần CO trong khói thải; CO
kt
= 1 ppm)
vii. Tổn thất do tỏa nhiệt ra bên ngoài (chù yếu là bức xạ và đối lƣu) [3]
( ). .( )
.100% .100%
vii bx dl w a
vii
lv lv
tt
Q A t t
q
B Q B Q
Trong đó:
α
bx
, α
đl
: hệ số trao đổi nhiệt bức xạ và đối lƣu của bề mặt lớp bảo ôn ;W/m
2
K
44
Với:
E: độ đen bề mặt; E = 0,9
σ: hằng số Stefan-Boltzman; σ = 5,76 W/m
2
K
4
B: hằng số phụ thuộc vào cấu trúc hình dạng lò; lò nằm ngang B = 1,2
A: tổng diện tích bề mặt lớp bảo ôn ; m
2
Đƣờng kính trong thân lò d
1
= 1291 mm
Bề dày thân lò δ
viii. Tổn thất do xả lò:
.( )
.100% .100%
50.(2768,6 117)
.100%
77.43000
4%
t
viii xa bh nc
viii
lv lv
t
Q D i i
q
B Q BQ
Các tổn thất khác chƣa tính đƣợc: 2%
Vậy, hiệu suất lò hơi:
η = 100 – (5,4 + 7,5 + 0,18 + 0,09 + 4 + 2) = 80,8 %
Suất hóa hơi của thiết bị:
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị tính toán
1
Hệ số không khí thừa
α
kk
%
9.9
2
Lƣợng không khí lý thuyết
W
0
kk
kg/kgDO
14.5
3
Lƣợng không khí thực tế
W
kk
kg/kgDO
15.9
4
Entanpi hơi bão hòa
i
bh
kJ/kg
Thông số vận hành
Ký hiệu
Đơn vị
Giá trị đo
Giá trị
tính toán
1
Thành phần nhiên liệu DO + Hàm lƣợng Carbon
C
lv
%
86.65 + Hàm lƣợng Hydrogen
H
lv
%
13.3 + Hàm lƣợng Ôxy+Nitơ
0 + Nhiệt trị của dầu DO (LHV)
Q
t
lv
kJ/kg
43000
2
Nhiệt dung riêng của khí cháy
C
pK
kJ/kg.K
0.96
3
Thành phần O
2
trong khói thải
O
2
kt
%
1.5
t
a
o
C
33
8
Hệ số không khí thừa
α
kk
%
7.7
9
Lƣợng không khí lý thuyết
W
0
kk
kg/kgDO
14.5
10
Lƣợng không khí thực tế
W
kk
kg/kgDO
92
15
Nhiệt độ nƣớc cấp
t
nc
o
C
28
16
Entanpi nƣớc cấp
i
nc
kJ/kg
117
17
Tổn thất khói thải
Q
2
%
5.2
18
Nhiệt độ vỏ ngoài lớp bảo ôn
t
C cho thấy tình
trạng lớp bảo ôn còn tốt.
Tuy nhiên hiệu suất nồi hơi qua cả hai cách tính thuận và nghịch chỉ đạt
khoảng 80%, hiệu suất này là khá thấp so với hiện trạng làm việc của thiết bị.
Đó là vì thiết bị này hoạt động ở chế độ phụ tải thấp, hệ thống điều chỉnh bộ
phận đốt chỉ hoạt động ở 2 trạng thái ON – OFF. Mỗi lần vòi đốt hoạt động
tiêu hao lƣợng DO lớn hơn so với khi đầu đốt hoạt động liên tục. Một lý do
nữa là thao tác xả đáy nồi hơi chƣa đƣợc kiểm soát dẫn đến tình trạng lãng phí
nhiệt khi thực hiện xả đáy.
2.2.4 Xả đáy lò hơi (Blow Down)
Khi nƣớc đƣợc đun sôi và tạo thành hơi, bất cứ chất rắn hoà tan nào
trong nƣớc sẽ đọng lại trong lò hơi. Nếu trong nƣớc cấp có nhiều chất rắn đƣa
vào lò hơi, chúng sẽ cô đặc lại và có thể sẽ vƣợt quá khả năng hoà tan và đóng
cặn. Khi mức độ cô đặc vƣợt quá một giới hạn nhất định sẽ gây ra hiện tƣợng
sủi bọt và làm hạn chế quá trình sinh hơi. Những chất rắn hòa tan này cũng
làm hình thành lớp cặn trong lò hơi và phát sinh những điểm quá nhiệt cục bộ
tại các bề mặt trao đổi nhiệt và gây ra các hƣ hỏng cho các dàn ống cụm sinh
hơi.
Vì vậy cần phải kiểm soát nồng độ chất rắn lơ lửng và hoà tan trong
nƣớc lò. Để giảm nồng độ chất rắn, ngƣời ta tiến hành “xả đáy” - một lƣợng
nƣớc nhất định sẽ đƣợc xả ra ngoài và lò hơi - bộ phận cấp nƣớc tự động bù
lại lƣợng nƣớc xả đáy này. Việc xả đáy là cần thiết để bảo vệ các bề mặt trao
đổi nhiệt trong lò hơi, nhƣng nếu xả đáy không hợp lý sẽ dẫn đến tổn thất một
lƣợng nhiệt lớn.
Tiêu chuẩn để xác định lƣợng xả đáy phù hợp cho nồi hơi đang hoạt
động là kiểm soát nồng độ chất rắn hòa tan (TDS – Total Dissolves Solids)
trong nƣớc lò. Đối với các nồi hơi đốt DO trọn bộ giới hạn tối đa cho phép
của TDS là 3000ppm [12].
Có 2 biện pháp xả đáy phổ biến đƣợc áp dụng đó là “Xả đáy gián đoạn” và
„Xả đáy liên tục”.
Giảm chi phí xử lý sơ bộ
Giảm tiêu thụ nƣớc cấp qua xử lý
Rút ngắn thời gian dừng hoạt động để bảo trì
Tăng tuổi thọ của lò hơi
d) Tính toán lưu lượng xả đáy
Lƣu lƣợng xả đáy cần thiết để kiểm soát nồng độ chất rắn trong nƣớc lò đƣợc
xác định theo công thức:
Lượng xả đáy [%] =
TDS nước cấp qua xử lý x % nước cấp bổ xung qua xử lý
TDS tối đa cho phép
Với hiện trạng vận hành nồi hơi DMI – 300K tại Công ty VABIOTECH :
+ Nồng độ TDS tối đa cho phép = 3000ppm
Copyright: Tài liệu đại học ©