
潔淨室要獲得(dé)良好的潔淨效果(guǒ),不僅要著(zhe)重采取(qǔ)合理的空調淨化措施,而且(qiě)也要求工藝、建築(zhù)及其他專業采取相應的措施:不但要有合理的設計,而且還(hái)要精心的符(fú)合規範的施工安裝,以及正確的使用潔淨室和科學的維護管理。為使潔淨室獲得良好的效(xiào)果,國內外(wài)已有不少文獻從不同的角度作過(guò)闡述。實際上,不同專業之間很難做到理想地配合,而且設計(jì)者很難把握施工(gōng)安裝質量以及使用和管理情況,尤其後者。就潔淨室淨化(huà)措施而言,許多設計者,或者還有施工方,往往對其必要條件未予足夠重視,造成潔淨效果不理想。本文僅就潔淨(jìng)室(shì)淨化措施中達到潔淨度要求的四個必要條(tiáo)件簡要論述。
一、送風潔(jié)淨度(dù)
要保證送風潔淨度符合(hé)要求,關鍵是淨化係統末級過濾器的(de)性能和安裝。
淨化係統末級過濾器一般采用過濾器或亞過濾器。按我國(guó)標準規定過(guò)濾器效率分四檔:A類為≥99.9%,B類為≥99.9%,C類為≥99.999%,D類為(對≥0.1μm粒子)≥99.999%(亦稱超過濾器);亞過濾器為(對≥0.5μm粒子)95~99.9%。效率越(yuè)高,過濾器的價格(gé)也越(yuè)貴(guì)。所以選擇過濾器時應本著(zhe)既要滿足送風潔淨(jìng)度要求,又要考慮經濟合理。從潔淨度要求考慮,以低(dī)級別潔淨室選用低性能過濾器、別潔淨室選用高性能(néng)過濾器為原則(zé)。一般說來:100萬級可選(xuǎn)用高中效過濾器;低於1萬級可選用亞(yà)或A類過濾器;1萬~100級選用B類過濾器;100~1級選用C類過濾器。這裏每個潔淨(jìng)度級別似乎都有兩類過濾器可供(gòng)選(xuǎn)擇(zé),選擇高性能的還是低性能(néng)的,要視具體情況而定:當環境(jìng)汙染嚴(yán)重,或室內排風比例很大,或該潔(jié)淨(jìng)室特(tè)別重要,需要較大安全(quán)係數,在這些或其中之一情況下,均要(yào)選擇高一類過濾器;反之可選擇較低性能過濾器。對0.1μm粒子要求控製的潔淨室,不論控製的粒子濃(nóng)度(dù)高低(dī)均要選擇(zé)D類過濾器。以上所述僅從過濾器角度出發,實際上(shàng)要選擇好過濾器還要全麵考慮潔(jié)淨(jìng)室特性、過濾器特性和淨化(huà)係統特性。
要保證送風潔淨度,僅有合格(gé)的(de)過(guò)濾(lǜ)器是不夠的,還要保(bǎo)證:運(yùn)輸、安(ān)裝(zhuāng)過程不損壞過濾器;安裝嚴密。其次,安裝嚴密性問題,主要取決於安裝結構(gòu)型式優劣。對於單(dān)個過濾器采用明(míng)裝型式,這樣即便發生(shēng)滲漏,也不致漏到室內;采用成品送風口,嚴密性也比較容易得(dé)到保證。近幾年常采用液槽密(mì)封和負壓密封。液槽密封(fēng)必須保證液槽接縫嚴密和整體框架(jià)都處於同(tóng)一水平麵上。負(fù)壓密封就是使過濾器與靜(jìng)壓箱和框架(jià)接縫的外(wài)周邊處(chù)於負(fù)壓狀態,與明裝型式一樣即使滲漏也(yě)不會漏到室內。實際上隻要做到(dào)安裝(zhuāng)框架平整,過(guò)濾器端麵與安裝框架接觸均勻(yún),任何安裝(zhuāng)型式使過濾器達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(yǒu)所不同,它要求將(jiāng)zui幹淨的空氣首先送到操作部位,它的作用在於限製和減少對加工物的汙染。為此,在設計氣流組織時應考慮這些原則:盡量減少渦流,避(bì)免將工作區以外的汙染帶入工作區;盡量防(fáng)止灰塵的二次飛揚以減少灰塵對工件的汙(wū)染機會;工作區的氣流要盡量均勻,且其風速(sù)要滿足工藝和衛(wèi)生要求,當氣流向回風口流動時要使空氣中的(de)灰塵能有效的帶走。根(gēn)據不同的潔淨度要(yào)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:均可獲得均勻向下氣流,便於工藝設(shè)備(bèi)布置,自淨能力強,可簡化人身淨(jìng)化設施等(děng)共同設施等共同優點外,四種送風方式還(hái)有其各自優缺點:滿布過濾器具有阻力低、更換過濾器周(zhōu)期長等優點(diǎn),但頂棚結構複雜,造價高;側布過濾器頂送、全孔板頂(dǐng)送與滿(mǎn)布過濾器(qì)頂送的優缺點相反,其中(zhōng)全孔板頂送在係統非連續運行時,孔板內表麵(miàn)易積(jī)塵,維護不好(hǎo),對潔淨度有些影響;密集散(sàn)流器頂送,因需要一段混和層,所以隻適用於4m以上高大潔淨室,其特點與全孔板頂(dǐng)送相仿;對於相對兩側格柵的板和相對兩側牆下部均勻布置回風口(kǒu)的回風方式僅適(shì)用兩側淨間距小於6m的潔淨室;單側牆下部布回風(fēng)口僅適用對牆間距較小(如≤<2~3m)的潔淨室(shì)。
(2)水平單向(xiàng)流(liú):隻在*工作區達到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,所以僅適用於同(tóng)一房(fáng)間工藝過程有不同潔淨度要求的潔淨室;送風牆局部布過濾器較滿布水平送可減少過濾器用量,節約初投資,但局部區域有渦流。
(3)亂流型(xíng)氣流:孔板頂送和密集(jí)散流器頂送的特點(diǎn)與前述相同(tóng):側送的優點易於管道布置,無需技術夾層,造價低(dī),有利於舊廠房改造,缺點是工作區風速較(jiào)大(dà),下風側比上風(fēng)側含塵濃度高;過濾器風口(kǒu)頂送具有係統(tǒng)簡單、過濾器後(hòu)無管道、潔淨氣流直接(jiē)送達工作區等優點,但潔淨氣流(liú)擴散緩慢,工作區氣流較均勻;不過當均勻地(dì)布置多個風口或采用帶擴散板地過濾器風(fēng)口時,也可使得工作區氣流較均勻;但在係統非連續運行地情況下,擴(kuò)散板(bǎn)易積塵。
以上論述均屬(shǔ)於較理想狀態,也(yě)是國家有關規範、標準或設計手冊所推(tuī)薦。實際工程中或受限於客觀條件,或由於設(shè)計者地(dì)主(zhǔ)觀原因而(ér)未設(shè)計好氣流組織,常(cháng)見的有:垂(chuí)直單(dān)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(kǒu)下未加下垂圍簾),亂(luàn)流型(xíng)潔(jié)淨室采用(yòng)過(guò)濾器風(fēng)口頂送上回或單側下回(對牆間距較大)等(děng),這些氣流組織方式經實測,其潔(jié)淨度大多數(shù)都達不到設(shè)計要求。由於現(xiàn)行規範規定空態或靜態驗收,個別的這類潔淨室在空態或靜態下勉強達到設計的(de)潔淨度級別,但抗汙染(rǎn)幹擾能力很低,一旦潔淨(jìng)室進入工作狀態就達不到要求。正確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生產的帶(dài)擴散板的送風口,其(qí)擴散板都隻是裝飾性孔板(bǎn)而不起擴散氣流作用,請設計者(zhě)和用戶要特別注意。
三、送風量或風速
足夠的通風換氣量是為了稀釋(shì)和排(pái)除室內汙染空氣,根據不同(tóng)的潔淨度要求,當潔淨室淨高較(jiào)高時(shí),適當增加換氣次數。其中,100萬級潔淨室的通風量是按(àn)高中效淨化係統考(kǎo)慮,其餘均按淨化係統考慮;當10萬級潔淨室過濾(lǜ)器集中布置在機房或係統末端采用亞過濾器時,可適當提高換氣次數10-20%。
單向流潔淨室通過房間截麵風速偏(piān)低,亂流型潔淨室是有較充(chōng)分(fèn)安全係數的推薦值。垂直單向流≥0.25m/s,水平單向流≥0.35m/s,在空態或靜態下檢測潔淨度,雖然能達到要求,但抗汙染能力(lì)較差,一旦(dàn)室內進入工作狀態,潔淨(jìng)度就可能達不到要求,這類實例已不屬於個別;同時,我國通風機係列中尚未有較適合淨化係(xì)統用的風機,一般設(shè)計者(zhě)又往往對係統空氣阻力未(wèi)作準(zhǔn)確計算,或(huò)未(wèi)注意到所選用的風機(jī)是否處於特性曲線上比(bǐ)較有利的(de)工作點,使得係統在投入運行後不久,風量或風速就達(dá)不到設計值。美國聯邦標準(FS209A~B)在1987年10月27日之前一直這樣規定:單向流潔淨室(shì)通過潔淨室截麵的氣流速度(dù)通(tōng)常保持在9Oft/min(0.45m/s),在整個房間無(wú)幹(gàn)擾的條件下,其(qí)速度不均勻度在士20%以內,氣流速度任何明顯的下降都會增加自淨時間和工(gōng)作位置之間汙染影響的可能性(1987年10月FS209C頒布之後對含塵濃度以外的所有(yǒu)參數指標(biāo)均未作(zuò)規定)。為此,宜適當提高目前國內對(duì)單向流(liú)速度的設計值,我們單位在實(shí)際工程(chéng)中照此(cǐ)做(zuò)了,效果還是比較好的(de)。亂(luàn)流型潔淨室是(shì)有較充分安全(quán)係數的推薦值,但許多設計者(zhě)仍不放心,在做具體設計時將10萬級(jí)潔淨室通風量加大到20~25次/h,1萬級加大到30~40次/h,1000級加大到60~70次/h,這樣(yàng)做不僅(jǐn)加大了(le)設備容量(liàng)、加大了初投(tóu)資,也增加了日後維護管理費用,實際上也沒有(yǒu)必要這(zhè)樣做。
四、靜(jìng)壓差
潔淨室維持一定的正壓(yā)是保證潔淨室不受或少受汙染、以維持設計潔淨度等級(jí)*地條件之一。即便是負壓潔淨室,它也必須有不低於它潔淨度級(jí)別地相鄰房間(jiān)或套間維持一定地正壓,負壓潔淨室的潔(jié)淨度(dù)才能得以維持。
潔淨室正壓值是指(zhǐ)門窗全部關閉狀態下,室內靜壓大(dà)於室(shì)外靜壓的(de)數(shù)值。它(tā)是通過淨(jìng)化係統送風量大於回風量(liàng)和排風量的方法(fǎ)來達到。為了保(bǎo)證潔淨室正壓值,送風、回風和排風(fēng)機聯鎖,係統開啟時先啟動送風機,再啟(qǐ)動回風機和排風機;係統關閉時先關排風機(jī),再關回風(fēng)機和送風機,以防止潔淨室在係統開(kāi)啟和(hé)關閉(bì)時(shí)受到汙染。
維持潔(jié)淨室(shì)正壓所需(xū)的風量主(zhǔ)要根據維護結構密閉性好壞來確(què)定。我國潔淨(jìng)室建設初期由於圍護結構(gòu)密閉性較差,要(yào)維持≥5Pa的正壓就要2~6次/h送風量;目前維護(hù)結構(gòu)密閉性已大為提(tí)高,維(wéi)持同樣的正壓隻要1~2次/h送(sòng)風(fēng)量(liàng);維持≥1OPa也隻要2~3次/h送風量。
我國設計規範規定:不同等級的潔淨室以及潔淨區和非潔淨區之間(jiān)的靜壓差應不小(xiǎo)於0.5mmH2O(~5Pa),潔淨區與室外的靜壓差應不小於1.OmmH2O(~l0Pa)。該值似偏低(dī),原因有三:1.正壓是(shì)表示潔淨室抑製通過門窗縫隙汙染室內空氣的能力,或在短(duǎn)時間打開門窗時使滲入室內的汙染物(wù)減少(shǎo)到zui低限度的能(néng)力,正壓大小表示抑製(zhì)汙染能力的強弱,當然不是正壓越大越好(hǎo)(後麵將談到)。2.正壓所需的風量有限,5Pa正壓與10Pa正壓所需(xū)風量僅差約1次/h,何樂而不為呢?顯然(rán)正壓值低限取l0Pa更*些。3.美國聯邦標準(FS209A~B)規定(dìng):當所有(yǒu)出入口關(guān)閉時,潔淨室與任何相鄰的低(dī)潔淨度(dù)區域之間的zui低(dī)正壓差為0.05英寸水柱(12.5Pa),這數值已被許多國家采用(yòng)。