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无尘室的四个要求

2020-08-27 09:55:49 浏览次数:
洁净室要获得良好的清洁效果,不仅要注重采取合理的空调净化措施,还要求工艺,施工等专业采取相应措施:不仅要合理设计,还要按照规范精心施工安装,还要正确使用洁净室,科学维护管理。"为了使无尘室得到良好的效果,国内外许多文献从不同的角度对其进行了描述。事实上,不同专业之间很难达到理想的合作,设计师也很难把握建筑安装的质量,以及后者的使用和管理。就洁净室净化措施而言,许多设计人员,或者说建筑工人往往对其必要条件关注较少,导致清洁效果不尽如人意。本文仅就无尘室净化措施中满足洁净度要求的四个必要条件作了简要论述。
 
I.空气供应的清洁程度
 
为了确保空气供应的清洁度符合要求,关键是净化系统的最终过滤器的性能和安装。
 
净化系统末级过滤器一般采用高效过滤器或亚高效过滤器。按我国标准[1]规定高效过滤器效率分四档:A类为≥99.9%,B类为≥99.9%,C类为≥99.999%,D类为(对≥0.1μm粒子)≥99.999%(亦称超高效过滤器);亚高效过滤器[2]为(对≥0.5μm粒子)95~99.9%。效率越高,过滤器的价格也越贵。所以选择过滤器时应本着既要满足送风洁净度要求,又要考虑经济合理。从洁净度要求考虑,以低级别洁净室选用低性能过滤器、高级别洁净室选用高性能过滤器为原则。一般说来:100万级可选用高中效过滤器;低于1万级可选用亚高效或A类高效过滤器;1万~100级选用B类过滤器;100~1级选用C类过滤器。这里每个洁净度级别似乎都有两类过滤器可供选择,选择高性能的还是低性能的,要视具体情况而定:当环境污染严重,或室内排风比例很大,或该洁净室特别重要,需要较大安全系数,在这些或其中之一情况下,均要选择高一类过滤器;反之可选择较低性能过滤器。对0.1μm粒子要求控制的无尘室,不论控制的粒子浓度高低均要选择D类过滤器。以上所述仅从过滤器角度出发,实际上要选择好过滤器还要全面考虑洁净室特性、过滤器特性和净化系统特性。
 
要保证空气清洁,仅有合格的过滤器是不够的,还要保证:a.运输,安装过程中不损坏过滤器;b.安装严密。如果a,要求施工安装人员经过培训,既有安装净化系统的知识,又有较为熟练的安装技能,就很难保证过滤器不被损坏,这是一个深刻的教训。其次,安装严密性问题主要取决于安装结构的优劣。设计手册[4]一般推荐:对于单个过滤器,采用开式,这样即使发生泄漏,也不会漏在室内;成品用于高效风口。密封性也很容易保证。对于多重过滤器的空气--,近年来常采用液罐密封和负压密封。油箱密封必须保证油箱接头严密,整个车架在同一水平面上。负压密封是使过滤器外周与静压箱,框架接头处处于负压状态,即使泄漏也不像开式那样在室内泄漏。
 
二.气流组织
 
无尘房间的空气分布与一般空调房不同。它要求最清洁的空气首先送到操作场所,其功能是限制和减少加工物质的污染。因此,在空气分配设计中应考虑到这些原则:尽可能减小涡流,避免工作区域外的污染进入工作区;尽量防止粉尘二次飞扬,以减少粉尘对工件的污染机会;工作区内的气流应尽可能均匀,其风速应符合技术和卫生要求。当空气流入回风时,空气中的灰尘应有效地清除。根据不同的洁净度要求,选择不同的送回方式。
 
不同的空气分配方式有其自身的特点和范围:
 
1)垂直单向流:可获得均匀的向下气流,便于工艺设备布置,自净能力强,可简化个人净化设施等常用设施。四种送风方式各有利弊:全布高效过滤器具有阻力小,过滤器更换周期长等优点,但顶板结构复杂,成本高。侧向高效过滤器顶部进料,全孔板顶部进料和全布高效过滤器顶部进料的优缺点相反,其中全孔板顶部进料在系统不连续运行时容易在孔板内表面积灰,对洁净度有一定影响密集扩散器顶送,因为需要一个混合层,只适用于4m以上的高,高洁净室,其特点与全孔板顶送相似。对于相对格栅的板和墙体下部回风,只有两侧净间距小于6m的洁净室,单墙下部只适用于墙间距较小(如≤<2~3m)的洁净室。
 
2)水平单向流动:仅在第一工区达到100级洁净度,当气流流向另一侧时,粉尘浓度逐渐增大,因此仅适用于同一房间工艺对清洁度要求不同的洁净室;与全布水平输送相比,送风墙局部布的高效过滤器可降低滤芯的用量,节省初始投资,但局部地区存在涡流。
 
3)紊流:孔板顶部进给和密集扩压器顶部进给的特点与上述相同:侧送具有管道布置方便、无技术夹层、成本低等优点,有利于老厂房改造,但其缺点是工作区域风速大,下风侧粉尘浓度高于上风侧。高效过滤风口顶部输送具有系统简单、高效过滤器后无管道、洁净气流直接输送到工区等优点,但洁净气流扩散缓慢,工作区域气流更加均匀;然而,当多风口均匀布置或采用扩散板风口时,工作区内的气流也可以更加均匀;然而,在系统不连续运行的情况下,扩散板容易积尘。
 
以上论述属于理想状态,也是国家相关规范,标准或设计手册所推荐的。在实际工程中,气流组织因为设计者的观点而设计不好,如垂直单向流,上返(即无垂直帘),高效过滤器风口顶部返或一侧下返(墙间距大)等。由于现行规范[6]空气或静力验收,个别洁净室在空气或静力状态下勉强达到设计洁净度水平,但抗污染干扰能力很低,一旦洁净室进入工作状态将达不到要求。正确的气流组织局部区域应设置一个垂向工作区域高度的窗帘,100000高度不应送回。
 
三.空气供应或风速
 
充分的通风与换气是对室内污染空气的稀释和去除。根据不同的洁净度要求,当洁净室的洁净高度较高时,应适当增加通风量。其中,100万级无尘室的通风量按中、高效率净化系统考虑,其余按高效净化系统考虑。当100000级无尘室高效过滤器集中布置在机房或系统末端时,通风量可增加10~20%。
 
对于上述通风推荐值,笔者认为单向流无尘室通过房间段的风速较低,紊流无尘室是安全系数比较充分的推荐值。垂直单向流≥0。同时,我国风机系列中还没有适用于净化系统的风机,一般的设计人员往往没有对系统的空气阻力进行准确的计算,或者在特性曲线上没有注意到所选用的风机是否处于较有利的工作点,以致系统投运后风量或风速不能很快达到设计值25 m/s,水平单向流量≥0。35米/秒。虽然在空置或静态条件下清洁度能满足要求,但抗污染能力较差。房间一旦进入工作状态,洁净度可能达不到要求。这样的例子不再是个别的。45米/秒),在全室无干扰的情况下,速度不均匀度在20%以内,气流速度的任何明显下降都会增加自净时间与工作位置之间污染影响的可能性(1987年10月FS209C颁布后,除粉尘浓度外的所有参数指标均未作规定)S.联邦标准(FS209A~B)直到1987年10月27日才对此作出规定:单向流洁净室通过洁净室段的流速一般维持在9oft/min(0.为此,笔者认为适当提高我国目前单向流速的设计值是适宜的。我们单位在实际工程中就这样做了,效果还是比较好的。湍流洁净室是安全系数足够的推荐值,然而,很多设计师还是不放心。在做具体设计时,10万级无尘室通风量提高到20-25次/h,1万级无尘室提高到30-40次/h,1000级无尘室提高到60-70次/h。这不仅会增加设备容量,增加初期投资,还会增加日后的维护和管理费用。其实大可不必。我国空气净化技术措施[7]编制过程中,对我国100多个洁净室进行了调查测量,仍有许多洁净室进行了动态条件下的测试。结果表明,10万级≥10次/h,1万级≥20次/h,1000级≥50次/h的通风量均能满足要求。美国联邦标准(FS2O9A~B)规定,非单向流无尘室(10万级,1万级)室高为8~l2ft(2。44~3.66米),通常认为至少每3分钟对整个室通风一次(即。20次/h)。因此,设计规范[6]的规定已经考虑了较大的富裕系数,设计人员可放心地按表1通风量的推荐值进行选择。
 
四.静压差
 
在无尘房间内保持一定的正压,是确保洁净室不受污染或较少污染的必要条件之一,以维持设计的洁净程度。即使负压洁净室,亦必须有不低于其邻近房间或套房的清洁水平,以维持一定的正压,而负压无尘房间的清洁亦可以维持。
 
无尘室的正压力值是指在门窗全部关闭的情况下,室内静压大于室外静压的数值。该方法实现了净化系统供风量大于回风量和排风量的方法。为了保证无尘房间的正压值,送风、回风和排风机是最佳的联锁。当系统开启时,供应风扇启动,然后返回风扇和排气风扇启动;当系统关闭时,排气风扇被关闭,然后风扇和风扇被关闭,以防止系统打开和关闭时对洁净室造成污染。
 
保持无尘室正压所需的风量主要取决于维修结构的密封性,在我国洁净室建设初期,由于围护结构密封性差,需要保持≥5PA的正压2次/h,目前维修结构的密闭已大大改善,相同的正压仅为1≤2次/h供气,≥1 OPa的维护仅为2倍3次/h供气。
 
我国设计规范[6]规定,洁净室与洁净区,洁净区与非洁净区的静压差不应小于0.5mmH2O(~5Pa),洁净区与室外的静压差不应小于1.OmmH2O(~10Pa)。笔者认为数值似乎偏低,原因有三:1。正压是洁净室通过门窗缝隙抑制室内空气污染的能力,或在短时间打开门窗时将渗入室内的污染物减少到最低限度。正压表示抑制污染能力的强弱,当然正压越大越好(后文讨论)。二。正压所需的风量有限,5Pa正压与10Pa正压仅相差一次/h左右。为什么不呢?很明显,l0Pa比低正压极限更优越。3.美国联邦标准(FS209A~B)规定,当所有出入口关闭时,洁净室与任何相邻低洁净度区域之间的最小正压差为0.05英寸水柱(12。
 
根据机组30多年的实际工程试验,当正压值≥30Pa时,开门比较困难,关门有点神不知鬼不觉,砰!可怕的跳跃;当正压≥50~70Pa时,门窗间隙会发出口哨,身体虚弱或有某种不适应疾病的人的不适感觉但是,国内外许多国家的相关规范或标准都没有规定正压的上限值,这样的结果很多单位只寻求下限值来满足要求,而无论上限值达到多少,笔者实际遇到的无尘室中正压值都高达100Pa,造成了非常不好的影响。不过,无尘室的正压值并不是越大越好。其实正压的调节并不是很难,完全可以控制在一定范围内。有报道称,东欧某国将正压值设定为1-3mmH20(约10~30Pa)。
 
对于无尘房间,必须同时满足上述四个必要条件,以确保清洁符合要求,并具有适当的抗污染和抗干扰能力。
 
 
 
 
 
 

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