潔凈室的設計

1、第八章 潔凈室的設計第一節(jié) 潔凈室設計方案的基本原則一、潔凈室的設計原則1. 潔凈室設計必須執(zhí)行國家、地區(qū)、部門和行業(yè)有關現(xiàn)行的標準、規(guī)范和規(guī)定。2. 設計應根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，因地制宜，區(qū)別對待。3. 土建、采暖、通風、空調(diào)、凈化、給排水、動力、照明所有各專業(yè)必須共同協(xié)作，相互配合。4. 設計時應考慮到生產(chǎn)發(fā)展，工藝變更引起潔凈室改造的可能性和方便性。5. 設計必須盡量壓縮和減少非生產(chǎn)面積及輔助生產(chǎn)面積，以降低投資。6. 根據(jù)工藝要求，實事求是地確定潔凈室的潔凈度級別。二、綜合要求1、廠址選擇在條件可能的情況下，盡量選在周圍環(huán)境較清潔和綠化較好的地區(qū)，并盡量遠離鐵路、公路、機場（尤其是防振要

2、求較高的潔凈室）。不要選在多風沙的地區(qū)和有灰塵、煙氣、腐蝕性氣體污染的地區(qū)。若條件不允許，必須位于工業(yè)污染或其它人為灰塵較嚴重的地區(qū)時，要選在其全年主導風向的上風側(cè)。無論是新建或改建的車間周圍，都要進行綠化。廠區(qū)路面盡量選用堅固、起塵少的材料。2、工藝布置在不影響生產(chǎn)的情況下，為了減少交叉污染和便于系統(tǒng)布置。盡量將潔凈度要求相同的潔凈室安排在一起。潔凈室內(nèi)只布置必要的工藝設備。容易產(chǎn)生灰塵和有害氣體的工藝設備盡量布置在潔凈室的外部，工藝用的易燃、易爆的空氣容器不要設在潔凈室內(nèi)。在同一潔凈室內(nèi)，盡量將潔凈度要求高的工序布置在潔凈氣流首先到達的區(qū)域，容易產(chǎn)生污染的工序布置在靠近回、排風口的位置。3

3、、建筑要求潔凈室的位置要盡量設在人流少的地方，人流方向要由低潔凈度的潔凈室到高潔凈度的潔凈室，隨著潔凈度的提高，人流密度逐漸減少。若工藝無特殊要求，潔凈車間一般采用有密閉窗的廠房，其凈高盡量降低，一般為2.5m左右為了布置容易產(chǎn)塵的工藝設備，凈化空調(diào)系統(tǒng)，水氣管線，緩沖室外空氣溫、濕度和灰塵對空氣的影響，潔凈度高的潔凈室要沿外墻設技術走廊。中等潔凈度級別可根據(jù)具體情況確定，技術走廊可兼作參觀走廊。潔凈室的構(gòu)造盡可能密閉，室內(nèi)的平面圖形盡量簡單室內(nèi)平面及構(gòu)配件要盡量減少凹凸面縫隙。門窗及穿過潔凈室管線的接縫處均要求嚴密，所有縫隙可用硅橡膠和聚氨脂嵌縫膠密封。潔凈室的構(gòu)造要有利于生產(chǎn)工藝或?qū)嶒炦^程

4、的變更，其建筑隔墻盡可能采用輕型結(jié)構(gòu)。潔凈室的建筑材料通常采用質(zhì)地堅硬、耐磨、不起塵的材料。而且要求表面光滑、容易擦拭和清洗，并具有在溫濕度變化及振動等作用下形變小的物理化學穩(wěn)定性。對地面材料還要具有防腐蝕性能。潔凈車間的密閉性高于一般空調(diào)車間，人員流動路線復雜。因此防火問題應予以高度重視。同時，根據(jù)潔凈空間得面積大小和工藝性質(zhì)，開設一個或幾個安全出入口，便于事故情況下使用。4、其它要求 潔凈室內(nèi)使用得各種氣體，如氮氣、氧氣、氫氣、壓縮空氣等氣體，其含塵濃度高于室內(nèi)含塵濃度時要裝置氣體過濾器。潔凈室內(nèi)各種管道一般均為暗裝，并要考慮檢修方便，照明燈具得設計選用要注意防止積塵，不易積塵和易于擦拭的

5、燈具可以明裝，當燈具暗裝時，要注意密封，電器插座，接線盒等暗裝。潔凈室內(nèi)根據(jù)具體情況設置事故照明、安裝電話、緊急電鈴等設施，一旦發(fā)生事故，可以發(fā)出信號。5、潔凈室級別在確定改建、擴建和新建的潔凈室工程方案時，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，能夠采用低潔凈度級別的就不要采用高潔凈度級別。在同一潔凈室內(nèi)的不同區(qū)域，能夠采用不同潔凈度級別的就不要籠統(tǒng)地采用同一高潔凈度級別。三、系統(tǒng)方案的確定1、凈化系統(tǒng)的劃分，凡屬下列情況之一者，一般分開設置凈化系統(tǒng)。（1）平行流潔凈室與亂流潔凈室。（2）高效空氣凈化系統(tǒng)和中效空氣凈化系統(tǒng)。（3）運行班次和使用時間不同的潔凈室。2、系統(tǒng)設計時，應考慮以下幾點：（1）潔凈室面

6、積、凈高、位置和消聲、減振等要求，經(jīng)綜合技術經(jīng)濟比較后，確定系統(tǒng)形式。一般情況下，與面積較大、凈高較高、位置集中和消聲減振要求嚴格的潔凈室采用集中式系統(tǒng)，反之，可采用分布式系統(tǒng)。（2）當工藝無特殊要求時，在保證新鮮空氣量和潔凈室正壓條件下，凈化系統(tǒng)要盡量利用回風。（3）當潔凈室使用劇毒溶液或易燃、易爆物品時，要根據(jù)具體情況采取事故排風措施或防火措施（如設風道防火閥）（4）凈化系統(tǒng)設置消聲器時，要注意消聲器的產(chǎn)塵和積塵。盡量選用氣流暢通、阻力小的管式火片式消聲器。消聲器的位置一般設在中效過濾器之前的送風總管和回風總管上。3、潔凈室內(nèi)產(chǎn)生粉塵和有害氣體的工藝設備，應設局部排風裝置，排風口的操作面積

7、應盡量小，以減少排風量。排風系統(tǒng)設計時要注意以下幾點：（1）兩個凈化系統(tǒng)的局部排風點，一般不能共享一個局部排風系統(tǒng)。（2）當局部排風系統(tǒng)停止運行時，為防止空氣倒灌，可在風機吸入段設置中效過濾器或止回閥。（3）要注意消聲問題，若設置消聲器，要設在排風系統(tǒng)的吸入段上。（4）盡量減少排風量。（5）有害氣體濃度高于國家有關規(guī)定的，排放時要處理。4、設置值班風機 一般情況下，潔凈室可不設值班風機，當工藝要在非生產(chǎn)時間潔凈室仍要維持一定的潔凈度時，可設值班風機，其送風量按維持潔凈室正壓所需的風量考慮。5、輔助房間一般都采取一定的凈化設施。實際工程中多數(shù)采用經(jīng)粗效過濾器、溫、濕度處理和中效過濾器的送回風方式

8、，或利用潔凈室的回風。輔助房間內(nèi)的潔凈度一般不高于潔凈區(qū)內(nèi)最低潔凈度級別的潔凈室、衛(wèi)生間、洗手間內(nèi)一般要設排風裝置。二、 人、物凈化方案1. 潔凈室內(nèi)設置人身凈化、物料凈化用室。l 人身凈化用室的入口處，應設凈鞋器。l 存外衣和潔凈工作室應分別設置。l 進入潔凈室的設備和其它物品，均要進行吸塵和擦拭。l 盥洗室應設吸手和烘干設備。l 潔凈區(qū)不得設廁所。l 空氣吹淋室應設在潔凈區(qū)人員入口處，并與潔凈工作服室相鄰，當為100級垂直層流潔凈室時，可改設氣閘室，不必吹淋。當工藝操作在潔凈工作臺（箱）內(nèi)進行時，可以不設空氣吹淋室。2. 一般潔凈室人身凈化程序（見圖1）潔凈度級別高時為兩次換鞋兩次更衣方案

9、.潔凈度級別低時為兩次換鞋一次更衣方案或一次換鞋更衣方案。3. 物品凈化與消毒潔凈室的設備和物料出入口，應根據(jù)設備和物料的性質(zhì)、形狀等特征設置物料凈化用室及其設施，物料用室的布置，應防止凈化后物料在傳遞過程中的被污染。對進入無菌室內(nèi)的物品，均應進行消毒滅菌。第二節(jié) 潔凈室計算一、送風量計算1. 層流潔凈室層流潔凈室的送風量一般按室內(nèi)斷面風速v決定：100級垂直層流潔凈室v0.25m/s，水平層流潔凈室v0.35m/s2. 亂流潔凈室一般按換氣次數(shù)n估算：1000級潔凈室n50次/h 10000級潔凈室n25次/h 100000級潔凈室n15次/h二、排風量計算潔凈室內(nèi)產(chǎn)生有害物的工藝操作，通常

10、在通風柜內(nèi)進行，其排風量L（m3/n）按下式計算：L=3600v（A×B）A×B操作孔（工作口）的有效m2v操作孔（工作口）的斷面風速m/sv按以下數(shù)值?。簾o毒有害氣體0.30.5m/s 有毒有害氣體0.71.0m/s 劇毒有害氣體1.21.5m/s三、新風量計算空氣凈化系統(tǒng)的新風量在滿足衛(wèi)生要求的條件下，還用以維持正壓，局部排風以及補充系統(tǒng)漏風。從衛(wèi)生角度考慮，主要用以稀釋空氣中的有害氣體和氣味。平衡以后的稀釋空氣量為：Q=式中：L室內(nèi)發(fā)生的有害氣體量（米3/時）c大氣中該有害氣體濃度（升/米3）co控*的該有害氣體濃度（升/米3）對于經(jīng)常而又較多地產(chǎn)生有害氣體地潔凈室，

11、應根據(jù)國家有關衛(wèi)生標準，確定上述各量。對于一般潔凈室，則主要以CO2為準。潔凈廠房設計規(guī)定：潔凈室內(nèi)應保證一定的新鮮空氣量，其數(shù)值取下列風量中的最大值： 亂流潔凈室為總送風量的10%30%層流潔凈室為總送風量的24% 補償室內(nèi)的排風和保持室內(nèi)正壓值所需的新鮮空氣量。 保證室內(nèi)每人每小時的新鮮空氣量不小于40m3。四、潔凈室正壓計算1. 縫隙法：潔凈室維持不同正壓值所需風量Q（m3/h），按下式計算：Q=a·（q·L）a根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)氣密性確定的安全系數(shù)，取1.11.2q當潔凈室為某一正壓值時，其維護結(jié)構(gòu)單位長度縫隙的漏風量m3/h ，m（見表54）L圍護結(jié)構(gòu)的縫隙長度m。2.

12、 換氣次數(shù)法設計時正壓風量可根據(jù)正壓值和房間換氣次數(shù)確定（見下表）潔凈室正壓值與房間換氣次數(shù)的關系 表81室內(nèi)正壓值（pa）有外窗氣密性較差的潔凈室（次/h）有外窗氣密性較好的潔凈室（次/h）無外窗土建式潔凈室（次/h）4.900.90.70.69.811.51.21.014.722.21.81.519.623.02.52.124.533.63.02.529.434.03.32.734.344.53.83.039.245.04.23.244.155.74.73.449.056.55.33.6五、室內(nèi)計算參數(shù)的確定1、潔凈室內(nèi)的計算溫、濕度應符合下列規(guī)定：l 滿足工藝使用要求。l 當生產(chǎn)工藝無溫

13、、濕度要求時，潔凈室溫度為2026（冬季取下限，夏季取上限）濕度小于70%l 員凈化用室和生活用室溫度為1628。（冬季取下限，夏季取上限）2、大氣塵濃度l 對于高效空氣凈化系數(shù)，為了在任何室外條件下，（除去極嚴重污染的特殊情況）都能保證潔凈室的安全，設計大氣塵濃度取。l 對于中效空氣凈化系統(tǒng)，由于潔凈室含塵濃度受大氣塵濃度影響很大，按M=106粒/升設計，是很不經(jīng)濟的，所以可按分區(qū)方法取不同值：工業(yè)城市（污染地區(qū)）3×105粒/升（0.31mg/m3）工業(yè)城市郊區(qū)（中間地區(qū)）2×105粒/升（0.10.3mg/m3）非工業(yè)區(qū)或農(nóng)村（清潔地區(qū)）1×105粒/升（0

14、.1mg/m3）3、室內(nèi)單位容積發(fā)塵量l 人靜止（或基本靜止）時：Gm=0.4×105(+)式中：0.4×105人體單位容積發(fā)塵量，粒/m3·分P室內(nèi)人數(shù)F室面積相當于1個人靜止發(fā)塵量時的建筑平米數(shù)，一般=8l 人動作時：一般認為，一個人在室內(nèi)活動時的發(fā)塵量為其靜止時的5倍（平均值），則：Gn=2×105(+)式中：=40六、潔凈度的計算1、均勻分布理論法設亂流潔凈室如右圖所示，圖中：Nt： 某時間t（min）的室內(nèi)含塵濃度，粒/L（回風含塵濃度）N：室內(nèi)穩(wěn)定含塵濃度，粒/LNo：室內(nèi)原始含塵濃度，即t=0時的含塵濃度，粒/LV：潔凈室容積，m3n：換氣

15、次數(shù)。次/nG：室內(nèi)單位容積發(fā)塵量。粒/m3·minM：大氣含塵濃度。粒/LS：回風量對于全風量之比。1：初級過濾器效率。2：中間過濾器效率。3：末級過濾器效率。新風道路上過濾器的總效率為nn=1-（1-1）（1-2）（1-3）回風道路上過濾器的總效率為rr=1-（1-2）（1-3）當t時，穩(wěn)定的含塵濃度N為；N=2、不均勻分布理論法潔凈室含塵濃度N v（粒/L）為：N=式中：Ns：Nt·S（1-r）+M（1-S）（1-n）由于Nt比M小得多，所以NsM（1-S）（1-n）式中：G：單位容積發(fā)塵量，粒/m3，m·minn：根據(jù)均勻分布理論計算確定的換氣次數(shù)1/h（

16、次/h） ：主流區(qū)發(fā)塵量與總發(fā)塵量之比=Ga：主流區(qū)發(fā)塵量。粒/minGb：渦流區(qū)發(fā)塵量。粒/minGo：總發(fā)塵量（粒/min）Go= Ga + Gb ：渦流區(qū)至主流區(qū)得引帶風量與送風量之比 =Q：渦流區(qū)至主流區(qū)的引帶風量，L/minQ：送風量 ，L/minVb：渦流區(qū)容積，LV：潔凈室容積，L潔凈室NVn通式的物理意義：在NV定義式中，N=Ns+ 為塵粒均勻分布條件下的含塵濃度。令不均勻系數(shù) =（+）（+）該式代入上述Nv式中 則Nv=Ns +由Ns（送風含塵濃度）很小，所以上述式變?yōu)椋篘v=（Ns +）=N由該式可以看出：按不均勻分布理論計算的含塵濃度等于按均勻分布理論計算的含塵濃度乘以不均勻系數(shù)若、不便于確定時，可由下表確定：換氣次數(shù)n10204060801001201401601802001.51.221.161.060.990.90.650.510.510.430.43由以上分析可以認為：Nv=N中的N等同于均勻分布理論計算公式N=-所以在計算中，只要求出N、代入Nv中即可其中N=Ns+七、過濾器效率對于過濾器效率，若已有選定的過濾器，可按實際給定值確定，當沒有確定值時，可按下述數(shù)值?。捍挚着菽芰洗中н^濾器：1=0.10.2中細孔泡沫塑料中效過濾器：2=0.30.4玻璃纖維中效過濾器：3=0.40.5高效過濾器：4=0.9