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潔淨室的潔淨度要求

潔淨室要獲得良好的潔淨效果,不僅要着重采取公道的空調淨化措施,而且也要求工藝、建築及其他专业采取相應的措施:不但要有公道的設計,而且還要精心的符合規範的施工安裝,以及準确的使用潔淨室和科学的維護治理。为使潔淨室獲得良好的效果,海内外已有不少文獻從不同的角度作過闡述。實際上,不同专业之間很難做到理想地配合,而且設計者很難掌握施工安裝質量以及使用和治理情況,尤其後者。就潔淨室淨化措施而言,很多設計者,或者還有施工方,往往對其必要前提未予足夠正視,造成潔淨效果不理想。本文僅就潔淨室淨化措施中达到潔淨度要求的四個必要前提扼要論述。

一、送風潔淨度

要保證送風潔淨度符合要求,樞紐是淨化系統末級過濾器的機能和安裝。

淨化系統末級過濾器一般采用高效過濾器或亞高效過濾器。按我國尺度[1]劃定高效過濾器效率分四檔:A類为≥99.9%,B類为≥99.9%,C類为≥99.999%,D類为(對≥0.1μm粒子)≥99.999%(亦稱超高效過濾器);亞高效過濾器[2]为(對≥0.5μm粒子)95~99.9%。效率越高,過濾器的价格也越貴。所以選擇過濾器時應本着既要知足送風潔淨度要求,又要考慮经濟公道。從潔淨度要求考慮,以初級别潔淨室選用低機能過濾器、高級别潔淨室選用高機能過濾器为原則。一般說来:100萬級可選用高中效過濾器;低于1萬級可選用亞高效或A類高效過濾器;1萬~100級選用B類過濾器;100~1級選用C類過濾器。这里每個潔淨度級别好像都有兩類過濾器可供選擇,選擇高機能的仍是低機能的,要視詳細情況而定:當環境污染嚴峻,或室内排風比例很大,或該潔淨室特别重要,需要較大安全系數,在这些或其中之一情況下,均要選擇高一類過濾器;反之可選擇較低機能過濾器。對0.1μm粒子要求控制的潔淨室,不論控制的粒子濃度高低均要選擇D類過濾器。以上所述僅從過濾器角度出發,實際上要選擇好過濾器還要全面考慮潔淨室特性、過濾器特性和淨化系統特性[3]。

要保證送風潔淨度,僅有合格的過濾器是不夠的,還要保證:a.運輸、安裝過程不損壞過濾器;b.安裝嚴密。要做到第a,則要求施工安裝職員練习有素,既要有安裝淨化系統方面的知识,又要具備較純熟的安裝技能,否則将難以保證不損壞過濾器,这方面是有深刻教訓的。其次,安裝嚴密性題目,主要取決于安裝結構型式優劣,設計手冊[4]一般推薦:對于單個過濾器采用明裝型式,这樣即便發生滲漏,也不致漏到室内;采用成品高效送風口,嚴密性也比較輕易得到保證。對于多個過濾器的風□,近幾年常采用液槽密封和負壓密封。液槽密封必需保證液槽接縫嚴密和整體框架都處于統一水平面上。負壓密封就是使過濾器與靜壓箱和框架接縫的外周邊處于負壓狀态,與明裝型式一樣即使滲漏也不會漏到室内。實際上隻要做到安裝框架平整,過濾器端面與安裝框架接觸平均,任何安裝型式使過濾器达到安裝嚴密性要求應該說是不難的。

二、氣流組織

潔淨室的氣流組織與一般空調房間有所不同,它要求将最幹淨的空氣首先送到操縱部位,它的作用在于限制和減少對加工物的污染。为此,在設計氣流組織時應考慮这些原則:盡量減少渦流,避免将工作區以外的污染帶入工作區;盡量防止灰塵的二次飛揚以減少灰塵對工件的污染機會;工作區的氣流要盡量平均,且其風速要知足工藝和衛生要求,當氣流向回風口活动時要使空氣中的灰塵能有效的帶走。根據不同的潔淨度要求,選擇不同的送、回風方式。

不同的氣流組織,各有其特點和範圍:

1) 垂直單向流:均可獲得平均向下氣流,便于工藝設備布置,自淨能力強,可簡化人身淨化舉措措施等共同舉措措施等共同長處外,四種送風方式還有其各自優缺點:滿布高效過濾用具有阻力低、更換過濾器周期長等長處,但頂棚結構複雜,造价高;側布高效過濾器頂送、全孔闆頂送與滿布高效過濾器頂送的優缺點相反,其中全孔闆頂送在系統非連續運行時,孔闆内表面易積塵,維護不好,對潔淨度有些影響;密集散流器頂送,因需要一段混和層,所以隻合用于4m以上高大潔淨室,其特點與全孔闆頂送相仿;對于相對兩側格栅的闆和相對兩側牆下部平均布置回風口的回風方式僅合用兩側淨間距小于6m的潔淨室;單側牆下部布回風口僅合用對牆間距較小(如≤<2~3m)的潔淨室。

2)水平單向流:隻在第一工作區达到100級潔淨度,當空氣流向另一側的過程中含塵濃度逐漸升高,所以僅合用于統一房間工藝過程有不同潔淨度要求的潔淨室;送風牆局部布高效過濾器較滿布水平送可減少高效過濾器用量,節約初投资,但局部區域有渦流。

3)亂流型氣流:孔闆頂送和密集散流器頂送的特點與前述相同:側送的長處易于管道布置,無需技術夾層,造价低,有利于舊廠房改造,缺點是工作區風速較大,下風側比優勢側含塵濃度高;高效過濾器風口頂送具有系統簡樸、高效過濾器後無管道、潔淨氣流直接投遞工作區等長處,但潔淨氣流擴散緩慢,工作區氣流較平均;不外當平均地布置多個風口或采用帶擴散闆地高效過濾器風口時,也可使得工作區氣流較平均;但在系統非連續運行地情況下,擴散闆易積塵。

以上論述均屬于較理想狀态,也是國家有關規範、尺度或設計手冊所推薦。實際工程中或受限于客觀前提,或因为設計者地主觀原因而未設計好氣流組織,常見的有:垂直單向流采取相鄰兩側牆下部回風,局部百級采用上送上回(即局部送風口下未加下垂圍簾),亂流型潔淨室采用高效過濾器風口頂送上回或單側下回(對牆間距較大)等,这些氣流組織方式经實測,其潔淨度大多數都达不到設計要求。因为現行規範[6]劃定空态或靜态验收,個别的这類潔淨室在空态或靜态下委曲达到設計的潔淨度級别,但抗污染幹擾能力很低,一旦潔淨室進入工作狀态就达不到要求。準确的氣流組織局部區域應設圍簾下垂至工作區高度,10萬級也不應采用上送上回。還有目前大多數工廠出産的帶擴散闆的高效送風口,其擴散闆都隻是裝飾性孔闆而不起擴散氣流作用,請設計者和用户要特别留意。

三、送風量或風速

足夠的透風換氣量是为了稀釋和排除室内污染空氣,根據不同的潔淨度要求,當潔淨室淨高較高時,适當增加換氣次數。其中,100萬級潔淨室的透風量是按高中效淨化系統考慮[7],其餘均按高效淨化系統考慮;當10萬級潔淨室高效過濾器集中布置在機房或系統末端采用亞高效過濾器時,可适當進步換氣次數10-20%。

對于上述透風量推薦數值筆者以为:單向流潔淨室通過房間截面風速偏低,亂流型潔淨室是有較充分安全系數的推薦值。垂直單向流≥0.25m/s,水平單向流≥0.35m/s,在空态或靜态下檢測潔淨度,固然能达到要求,但抗污染能力較差,一旦室内進入工作狀态,潔淨度就可能达不到要求,这類實例已不屬于個别;同時,我國透風機系列中尚未有較适合淨化系統用的風機,一般設計者又往往對系統空氣阻力未作正确計算,或未留意到所選用的風機是否處于特性曲線上比較有利的工作點,使得系統在投入運行後不久,風量或風速就达不到設計值。美國聯邦尺度(FS209A~B)在1987年10月27日之前一直这樣劃定:單向流潔淨室通過潔淨室截面的氣流速度通常保持在9Oft/min(0.45m/s),在整個房間無幹擾的前提下,其速度不平均度在士20%以内,氣流速度任何顯著的下降都會增加自淨時間和工作位置之間污染影響的可能性(1987年10月FS209C頒布之後對含塵濃度以外的所有參數指标均未作劃定)。为此,筆者以为宜适當進步目前海内對單向流速度的設計值,我們單位在實際工程中照此做了,效果仍是比較好的。亂流型潔淨室是有較充分安全系數的推薦值,但很多設計者仍不放心,在做詳細設計時将10萬級潔淨室透風量加大到20~25次/h,1萬級加大到30~40次/h,1000級加大到60~70次/h,这樣做不僅加大了設備容量、加大了初投资,也增加了日後維護治理用度,實際上也沒有必要这樣做。在編制我國空氣潔淨技術措施[7]時曾調查測定了海内100多個潔淨室,很多潔淨室仍是在动态下檢測的,結果表明:10萬級≥10次/h、1萬≥20次/h、1000級≥50次/h透風量即可知足要求。美國聯邦尺度(FS2O9A~B)劃定:非單向流潔淨室(10萬級、1萬級),室高8~l2ft(2.44~3.66m),通常考慮全室至少每3分鐘換氣一次(即20次/h)。因此,設計規範的劃定[6]已经考慮了較大的富裕系數,設計者完全可以放心地按照表1透風量地推薦值選用。

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本帖在2013-03-17 16:34:09被gggipn重新編輯

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