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        潔凈室設計及運行管理
        日期:2015/7/27 | 瀏覽次數:3748

         潔凈室設計及運行管理

        培訓教材——空氣潔凈技術及潔凈設計

        一、 空氣潔凈技術的發展和它的重要性

        1、產生時間

        空氣潔凈技術最早發展產生在第二次世界大戰期間的美國,當時主要是應用于軍事領域,為了適應戰爭的需要(1939年發現了軸核的裂變,1945年投向日本廣島);空氣凈化的核心——高效過濾器在當時研制成功。

        我國在60年代初期對高效過濾器及層流潔凈室研制成功,在1975年以后得到迅猛的發展,產品生產廠家及品種、數量逐步系列配套,一般潔凈室所用的材料、配件、設備均實現國產化。

        2、應用領域

        軍事:飛機、軍艦、導彈、核武器

        工業部門:光學、機械、化工、宇航、半導體、電子

        其他:醫療、制藥、生物工程、動物飼養

        總之隨著經濟與科學技術的發展,空氣潔凈技術在各行各業的應用在加大,占據重要的地位?諝鉂崈艏夹g的水平與應用已成為衡量一個國家和一個地區現代化經濟和科技的重要標志。

         

        二、 空氣潔凈度等級標準及規范

        空氣潔凈標準和規范在經濟和科技發達的國家和地區都有自己的標準,都規定了有關的潔凈度等級。例如:美國、日本、西歐、北歐、俄羅斯等。我國于1984年頒布《潔凈廠房設計規范》(GBJ73-84),后經修改完善,當前使用2013版本(GB50073-2013),1990年頒布《潔凈室施工及驗收規范》(JGJ71-90)以指導施工和驗收的重要文件。目前,該規范重新修訂為(GB50591-2010)。

        GBJ73-84規定的潔凈度等級

        等級

        每立方米(升)空氣中》0.5μm塵粒數

        每立方米(升)空氣中》5μm塵粒數

        100

        《35*100(〈3.5〉

         

        1000

        《35*1000(〈35〉

        《250(〈0.25〉

        10000

        《35*10000(〈350〉

        《2500(〈2.5〉

        100000

        《35*100000(〈3500〉

        《25000(〈25〉

         

        美國聯邦標準FS209E中的潔凈等級

        等級名稱

        等級限值

        0.1μm

        0.2μm

        0.3μm

        0.5μm

        5μm

        容積單位

        容積單位

        容積單位

        容積單位

        容積單位

        國際單位

        英制

        單位

        m3

        Ft3

        m3

        Ft3

        m3

        Ft3

        m3

        Ft3

        m3

        Ft3

        M1.0

         

        350

        9.91

        75.7

        2.14

        30.9

        0.875

        10

        0.283

        /

        /

        M1.5

        1

        1240

        35.0

        265.0

        7.5

        106

        3

        35.3

        1

        /

        /

        M2.0

         

        3500

        99.1

        757

        21.4

        309

        8.75

        100

        2.83

        /

        /

        M2.5

        10

        12400

        350.0

        2650

        75

        1060

        30

        353

        10

        /

        /

        M3.0

         

        35000

        991.0

        7570

        214

        3090

        87.5

        1000

        28.3

        /

        /

        M3.5

        100

        /

        /

        26500

        750

        10600

        300

        3530

        100

        /

        /

        M4.0

         

        /

        /

        75700

        2140

        30900

        875

        10000

        283

        /

        /

        M4.5

        1000

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        35300

        1000

        247

        7

        M5.0

         

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        100000

        2830

        618

        17.5

        M5.5

        10000

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        353000

        10000

        2470

        70

        M6.0

         

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        1000000

        28300

        6180

        175

        M6.5

        100000

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        3530000

        100000

        24700

        700

        M7.0

         

        /

        /

        /

        /

        /

        /

        10000000

        283000

        61800

        1750

         

        美國宇航局標準NHB5340.2中的潔凈等級

        生物

        潔凈

        室標準

        塵埃

        生物粒子

        壓力

        溫度

        濕度

        氣流

        照度

        粒徑

        (μm)

        個/L

        浮游量

        (個/L)

        浮沉量

        (個/㎡周)

        ㎜H2O

        %

        換氣

        次數

        Lx

        100

        ≥0.5

        ≤3.5

        ≤0.0035

        12900

        ≥1.25

        指定數

        40~45

         

        1000~1620

        10000

        ≥0.5

        ≥5.0

        ≤350

        ≤2.3

        ≤0.0176

        64600

        ≥1.25

         

        100000

        ≥0.5

        ≥5.0

        ≤3500

        ≤23

        ≤0.0884

        323000

        ≥1.25

         

        日本工業標準JISB-9920-1989中的潔凈度等級

        粒徑(μm)

        潔凈度等級(個/m3)

        1級

        2級

        3級

        4級

        5級

        6級

        7級

        8級

        0.1

        101

        102

        103

        104

        105

        106

        107

        108

        0.2

        2

        24

        236

        2360

        23600

         

         

         

        0.3

        1

        10

        101

        1010

        10100

        101000

        1010000

        10100000

        0.5

        0.35

        3.5

        35

        350

        3500

        35000

        350000

        3500000

        5.0

        /

        /

        /

        /

        29

        290

        2900

        29000

         

         

         

        三、 潔凈室污染源:

        1、大氣塵(新風)

        室外大氣的含塵濃度

        地區

        計重濃度

        計數濃度(≥0.5μm)

        mg/m3

        個/L

        個/ m3

        市區

        0.1~0.35

        5x104~23.3x104

        15x105~70x105

        郊區

        0.05~0.3

        2x104~10x104

        10x105~30x105

        農村

        0.01~0.1

        1x104~3.3x105

        3x105~10x105

         

        2、作業人員發塵(主要塵源)

        作業人員發塵量(一){粒/(人·min)≥0.5μm}

        序號

        人員動作

        普通工作服

        潔凈工作服

        分套型

        全套型

        1

        339000

        113000

        5580

        2

        302000

        112000

        7420

        3

        臂上下運動

        2980000

        298000

        18600

        4

        上體前屈

        2240000

        538000

        24200

        5

        臂自由運動

        2240000

        298000

        20600

        6

        頭部運動

        631000

        151000

        11000

        7

        上體轉動

        850000

        266000

        14900

        8

        屈身

        3120000

        605000

        37400

        9

        踏步

        2800000

        861000

        44600

        10

        步行

        2920000

        1010000

        56000

         

        作業人員發塵量(二){粒/(人·min)≥0.5μm}

        序號

        工作服型式及材料

        動作

        坐(四肢、頭部自由活動)

        走動

        1

        全套型粗織尼龍工作服

        38.3x104

        322x104

        2

        分套型密織尼龍工作服

        18.1x104

        128x104

        3

        分套型密織尼龍工作服

        內襯的確良工作服

        7.2x104

        73.8x104

        4

        棉的確良工作服

        20.5x104

        108x104

        5

        電力紡工作服

        101x104

        677x104

        6

        普通服裝

        210x104

        300x104

         

        3、建筑圍護結構產塵(屋頂、墻、地板)

        潔凈室建筑表面發塵量{粒/(min·㎡地面)≥0.5μm}

        序號

        建筑表面發塵量

        資料來源

        1

        (0.8~1)*104

        電子部十一院《設計通訊》1975年

        2

        (0.3~0.9)*104

        電子部十一院《蘇州半導體器件一廠潔凈室測定》1978年

        3

        0.77*104

        電子部十一院《北京西城半導體材料廠水平層流潔凈室測定報告》1975

        4

        4.5*104

        電子部十一院《出國考察報告》(74)013  1974年

         

        潔凈室建筑表面發塵量與作業人員發塵量的比較

        項目

        粒徑

         

        潔凈室建筑表面發塵量

        {粒/(min·㎡地面)}

        人員發塵量{粒/(人·min)}

        靜止(基本靜止)

        人員正常操作

        ≥0.5μm

        1.25*104

        10*104

        50*104

         

        4、工藝生產過程產塵(與生產設備、生產工藝、生產過程有關,不同的生產過程、工藝產塵量不同)。

        四、 關于潔凈室方面的幾個名詞

        1、 空氣潔凈度—

        指潔凈空氣環境中空氣所含塵埃量多少的程度。在一般情況下,指單位體積的空氣中所含大于等于某一粒徑粒子的數量。含塵量高則潔凈度低。

        2、 潔凈室——

        指對空氣潔凈度、溫度、濕度、流速、壓力、噪聲等參數根據需要都進行控制的密閉性較好的空間。

        五、 潔凈室的分類

        1、 按氣流形式:亂流、對角流、層流(垂直、水平);

        2、 按受控粒子的性質:塵埃(工業潔凈)、生物(生物潔凈)。

        生物潔凈必須用高溫、藥物、紫外線等方法滅菌。

        六、 潔凈室的負荷特點與節能

        一般情況下,潔凈空調系統的能耗大于普通舒適性空調,產生的原因:

        1、 由于生產線的排風量比較大,故補充的新風量比較大,從而冷負荷比較大;

        2、 潔凈室的換氣次數大于普通空調,故風機的送風量比較大,輸送的動力消耗大,風機管道溫升高;

        3、 室內的設備發熱量大,消耗的冷量大。

        以上三項負荷占總冷量對70~95%。

        節能控制的著眼點:

        1、 減少新風量;

        2、 控制送風量(換氣次數);

        3、 充分利用回風量;

        4、 選用高效低阻的過濾器。

         

        七、 潔凈室設計對生產工藝的要求

        1、 必須滿足生產工藝環境的要求;

        需要了解:建筑層高,潔凈區域建筑面積,室內溫、濕度、潔凈度的要求;

        2、 盡可能將相同級別的潔凈室布置在一起,處理排風與正常生產之間的差異。

        八、 潔凈室設計對建筑的要求

        1、 圍護結構應選用在溫度、濕度變化和振動作用下變形小和氣密性能好的建筑結構和材料;

        2、 隔墻采用輕質材料制作;

        3、 人流、物流要絕對分開,人流方向應由低級別潔凈室到高級別潔凈室;

        4、 建筑設計要注意防火,人員疏散線路要清楚,通暢;

         

         

        九、 潔凈室設計基礎原始資料

        1、 建設地區室外大氣的氣象資料和室外大氣的含塵濃度;

        2、 潔凈室的設計參數;

        3、 生產工藝資料(生產設備產熱、產濕量;排風量;排放有害物的品種、性質、濃度和排放量);

        4、 建筑原始資料;

        5、 所需要的冷源、熱源、電源的性質。

        十、 凈化空調系統方案

        1、 氣流分布

        (1) 送風氣流應以最短的距離,不受污染的直接送到工作區,盡量覆蓋工作區,使污染物在擴散之前就被攜帶到回風口;

        (2) 盡量減少渦流,避免把工作區以外的污染物攜帶入工作區;

        (3) 盡量控制上升氣流的產生,防止灰塵的二次飛揚,減少灰塵對工件的污染;

        (4) 工作區的氣流力求均勻,工作區的氣流速度應滿足生產工藝和衛生的要求。

        2、 氣流分布方式

        (1) 亂流:稀釋原理

        1000級:n》50次/h;10000級:n》25次/h;100000級:n》15次/h

        (2) 對角流

        (3) 層流:置換原理

        垂直流斷面風速:v》0.25m/s;水平流斷面風速:v》0.35m/s

        3、 送風方案

        (1) 集中式送風

        空氣處理設備和風機均集中設置在空調機房內,高效過濾器布置在末端。

        (2) 分散式送風

        一般空調環境或低級別凈化環境中,

        4、 集中式送風的凈化空調系統方案

        1) 新風集中處理和新風分散處理

        2) 單風機系統和雙風機系統

        3) 風機并聯系統和風機串聯系統

         

        凈化空調的運行管理

        一、凈化空調系統對維護管理的要求

        潔凈室的凈化空氣、直接表10-6的規定進么監測。在下列任何一種情況下,應更換高效空氣過濾器:

        表10-6潔凈室的凈化空氣監測頻數

        潔凈度等級

        檢測項目

        1~3

        4~6

        7

        8、9

        溫度

        循環監測

        每班2次

        濕度

        循環監測

        每班2次

        壓差值

        循環監測

        每周1次

        每月1次

        潔凈度

        循環監測

        每周1次

        每3個月1次

        每6個月1次

        1、 氣流速度降到最低限度。即使更換初效、中效空氣過濾器后,氣流速度仍不能增加。

        2、 高效空氣過濾器的阻力達到初阻力的1.5倍~2倍。

        3、 高效空氣過濾器出現無法修補的滲漏。

        當潔凈廠房內采用高效真空吸塵器進行清掃時,必須定期檢查吸塵器排氣口含塵濃度。

        二、凈化空調的運行管理的日常工作

        對凈化空調系統、潔凈室的運行管理主要應做好以下幾項工作:保證潔凈室內要求的空氣溫度和相對濕度;保證潔凈室內潔凈度;制定嚴格的管理規章制度。

        1、 保證潔凈內要求的空氣溫度和相對濕度

        在潔凈室內,如果空氣溫度過低,不便于工作的正常進行;如果溫度過高,則會使室內工作人員產生過多的汗液,汗液揮發成微小粒子進入空氣中,從而增加了潔凈室內空氣中含塵粒子數,進而使其潔凈度級別有所下降,無法保證工藝條件的要求。

        因此,保證潔凈室內要求的空氣溫度和相對濕度是空調系統進行的必要條件。

        2、 保證潔凈室內潔凈度的措施

        要保證潔凈室內要求的潔凈度,對正常運行的凈化空調系統、潔凈室,必須做到進入潔凈室內的空氣是清潔的,進入潔凈室內的人和物品就應該經過必要的凈化處理,盡量減少人和物帶入潔凈室內的灰塵量。要保證潔凈室內的潔凈度應采取以下主要措施:保證人凈的措施;保證進入潔凈室物料的凈化;保證進入潔凈室內的空氣是潔凈的;保證凈化空調系統的送風量;按要求保證潔凈室內的正靜壓值;盡量減少潔凈室的產塵量;保證對潔凈室內的定期清掃。

        1) 保證人凈的措施

        人體散發的污染物質主要有自身產生的污染物和攜帶物。人凈措施主要包括水洗、換鞋和衣服及空氣吹淋3個方面:

        (1) 水洗。用水洗去手、臉甚至全身體表皮臨時附著物和積存的體表排出物。

        (2) 換衣、鞋。為了減少從室外帶入潔凈室的污染物,進入潔凈室內的人員一般都在經過換鞋和衣服。至少應將外出鞋、衣服以及多毛的內衣脫掉,對無菌行業還要脫掉全部外出服和內衣、而后換用適合潔凈室或無菌室工作的服裝。外出鞋攜帶污染物最多,須在入口處采取水洗、吸塵和粘著等方式進行處理,以免嚴重污染入口門廳。

        (3) 空氣吹淋?諝獯盗苁怯酶咚贊崈艨諝獯祾呷矸b及裸體表面的臨時附著物,采用水洗、換衣和空氣吹淋3個方面的措施,可以在一定程度上減少人體服裝攜帶的外界污染物,減少因直接接觸而造成的污染,把身體的大部分及內衣與室內空氣隔離開。使頭發與皮膚的脫落物以及內衣的纖維子不容易播散出來、以減少人體在潔凈室內塵粒的散發量。

        2) 保證進入潔凈室物料的凈化

        進入潔凈室內的物料應在運入潔凈室之前進行清洗和必要的凈化處理,以減少物料在潔凈室內的發塵量。進入潔凈室的小件物品一般由潔凈室與外走廊或潔凈室之間(潔凈度級別不同的相鄰房間)通過傳遞窗進入。

        3) 保證進入潔凈室的空氣是潔凈的

        凈化空調系統在運行中,所使用的各級空氣過濾器必須是完好而無破損或泄漏。為防止送風系統將不應進入室內的塵粒帶進室內,必須對系統中使用的初效、中效及末端空氣過濾器進行定期的泄漏檢查。

        4) 保證凈化空調系統的送風量

        保證空調系統的送風量就是保證潔凈室內的換氣次數,以滿足室內氣流組織的需要。凈化空調系統在正常運行時,應定期對系統的送風量進行測定,測點可選在送風機進(出)口處和送風口處。因為系統的送風量在設計時是從能量的消耗量,室內應有的氣流組織等諸方面來綜合考慮的。如果系統送風量過低,則會使潔凈內送風口處的氣流速度降低,從而破壞室內的氣流組織形式,使室內受到污染的空氣無法排出,達不到室內要求的潔凈度等級。

        5) 按要求保證潔凈室內的正靜壓值。

        潔凈室在運行中一般都要求其與鄰室、走廊(包括外走廊)之間保持一定的正靜壓差,即潔凈室內的靜壓值高于鄰室(不同潔凈級別的房間)、走廊的靜壓,以避免鄰室、走廊等含塵濃度較高的潔凈室外部的空氣對其造成污染。因此潔凈室和凈化空調系統在運行中,應注意經常檢查、保養、調整和修理系統中的余壓閥,以及壓力傳感器、變送器、調節器和執行器,使之處于正常運行狀態,維持室內要求的正靜壓值。

        6) 盡量減少潔凈室的產塵量。

        僅僅從凈化空調系統的運行和管理方面來考慮,解決影響潔凈室內潔凈室內潔凈度的外部條件是不夠的,還應解決影響潔凈室內潔凈度的內部原因。在潔凈室內,產生塵埃的因素有兩個:一是設備的運轉,二是操作人員的活動。因此,應從此兩方面控制潔凈室的產塵量。

        7) 保證對潔凈室內的定期清掃

        潔凈室運行一段時間后,總免不了在一些死角、壁面、臺面上會積存一些塵埃,如果不及時進行清掃,這些塵埃在較大氣流的沖擊或其他某種擾動下,會重新卷入室內空氣中,從而增加了室內空氣塵粒的濃度,使室內空氣的潔凈度等級下降,無法保證工藝的正常進行。因此對潔凈室進行定期的清掃是必不可少的。對潔凈室內部的清掃,可采用分散可集中式真空掃除的方法進行。

        三、凈化空調運行管理制度

        為使凈化空調系統能得以安全、高效、節能的運行,日常管理過程中制定嚴格及有效的運行管理制度,并嚴格認真的執行,是非常必要的。應規定不準進入潔凈室內的人員、日常應注意的事項、對入室人員的狀況的登記制度、不準帶入潔凈室的物品、人員出入須知、用具和設備的選擇與管理制度、衛生和安全制度、潔凈室用服裝用其管理制度、教育訓練制度及衛生措施等規章制度。

        1、 不準進入潔凈室的人員:

        具有下列情況者應不能進入潔凈室:

        皮膚有曬焦、剝離、外傷和炎癥、搔癢癥者;對化學纖維,化學溶劑有異常反應的人員;手汗嚴重者;鼻子排出物過多者;感冒、咳嗽和打噴嚏者;過多掉頭皮及頭發者。

        2、 日常應注意的事項:

        爭取每天沖澡、換衣,經常洗頭,保持身體的清潔;男子盡量每天刮胡須;在潔凈室內不要拖足行走,不要振臂,轉動,不做不必要的動作或走動;在潔凈室內不許吸煙和飲食。

        3、 對入室人員狀況的登記:

        進入潔凈室的人要限制在最少數量:5級和更高級別的潔凈室人員密度不大于0.1,低于5級的潔凈室,人員密度不大于0.25為好;對上、下午進入潔凈室的人數、時間要分別登記;對正式工作人員以外的人員進入潔凈室的救員和時間進行登記。

        4、 不準帶入潔凈室的物品

        除按規定經常潔凈值班室可帶入的所有物品外,紙(包括匝紙和筆記用紙)和筆(鉛筆、鋼筆、以及橡皮等);一切個人物品包括鑰匙、手表、手帕、筆記本等。

        5、 人員出入須知

        一切人員進入潔凈區和潔凈室必須遵循規定的凈化路線和程序,不得私自改變;必須換上專用拖鞋方可進入潔凈區,必須換上專用帆布鞋才能進入潔凈室;外裝和潔凈工作服分地分柜存放,入室人員不得未脫外裝即進入潔凈室更衣間;進入潔凈區前,應將拖鞋在凈潔器(墊)上或濕的墊子上擦拭;潔凈區入口,如有空氣吹淋室,進入人員一定要通過吹淋室;進入潔凈區后,必須根據需要隨時洗手,洗手后再換上工作服;洗過的手在用潔凈烘干器吹干,或用發塵量少的紙巾擦干;換穿工作服后還要洗手,不能赤手操作已被凈化過的零件、產品和包裝材料;戴上潔凈手套或指套才能進入潔凈室操作;洗手后,穿帆布鞋在凈鞋器(墊)上通過;不能穿潔凈工作服上廁所(潔凈廁所除外)等。

        6、 用具、設備的選擇與管理

        必須定期清除清潔器中積存的污物,在雨天或濕度大的天氣尤其在注意;粘性墊必須定期更換或再生,或者定期除去表面上沾污的薄層,濕墊子必須每日清洗;洗手器的水龍頭要用腳踏式,不用手扭式;在備有潔凈室用的液體洗滌劑,護膚膏、手吹干器或發生量少的用完即丟棄的紙;要用發塵量少的材料如適當表面處理過的鋁或質量好的塑料制作工作臺和椅子。如有可能,最好用不銹鋼制作;潔凈室工作臺和格子結構要盡量簡單;家具的棱角部分要做成圓角,腿腳部分要加橡皮或塑料做的套子;器材柜的高度要便于用手清掃頂面,抽屜要安磨損少的滾珠;搬運車要用不銹鋼、硬塑料或以適當表面處理的鋼、鋁合金制作;對各級過濾器按照規定的內容和周期進行檢查、更換和記錄。

        7、 衛生和安全制度

        潔凈室的清掃應在每天下班前工藝操作結束后進行;清掃要在潔凈室凈化空調系統運行中進行;當采用集中式真空吸塵系統來完成潔凈室清掃工作時,要限制真空系統的排氣量,以免使潔凈室正壓降低太多甚至成為負壓;對于生物潔凈室,吸塵器中的集塵袋和過濾器,在取出之前要用氣體滅菌,取出后裝入聚乙稀袋中封好,然后燒掉;清掃用拖布、抹布,不要用易掉纖維的織物材料;潔凈室清掃用的洗滌劑可按每升水加入30g中性的殘留物量低的液體洗滌劑配制而成的;大的物件進潔凈室時,先要在一般環境中用真空吸塵器初步吸塵凈化,然后在潔凈室內,用潔凈室真空吸塵器擦拭方法進一步處理;需要拿入潔凈室的小物件,先要在準潔凈室內擦拭清潔,然后裝入搬運箱內再送進去;凈化空調系統啟動時,禁止先開回風機;系統關閉時,禁止先停送風機;系統未運行時,不應單獨開啟局部排風系統;進入潔凈室應隨手關門,最好設有自動關門裝置;對自動關閉門和正壓控制裝置,應經常檢查以免失靈;對潔凈室的消防器材、安全門、安全通道都要有醒目的指示;安全門必須保證隨時可以開啟,安全通道上不準堆放雜物;應經常檢查潔凈區中的安全防火設施;潔凈室發生火警時,應立即發出警報,關閉風機和潔凈工作臺等設備,切斷電源及易燃氣體的通路。

        8、 潔凈室用服裝及其管理:

        潔凈服的衣料要選用不產生靜電或經過防靜電處理的材料;潔凈服以衣、褲分離式為好,但上衣必須放在褲子內。高級潔凈室使用披肩帽時,其下擺應放在上衣之內,帽子不允許只戴人頭的后半部,一定要把前額上部頭發和頭發梢全罩起來;對有滑石粉的皮手套,拿進潔凈室前必須把滑石粉除掉;新做的潔凈服裝,在使用前必須經過洗滌;洗潔凈服最好用無塵水,潔凈服裝的洗耳恭聽滌、晾干、包裝必須在潔凈環境中進行,以免重新附著塵粒。

        9、 教育訓練:

        工作人員特別是有關技術人員進行教育訓練應掌握的內容:

        灰塵對產品的危害;潔凈室內的產品所要求的潔凈度;潔凈室塵源及其控制;工藝操作及其對潔凈度的影響;對潔凈室、產品、工作服的潔凈度測定方法;凈化設備和系統的使用規程,故障排除方法;本潔凈室的構造和性能;安全措施;測定方法和評價方法的細則。

        10、 衛生措施:

        對潔凈室的方法練習脫去個人服裝并保管設備;按規定的方法練習穿潔凈工作服;按規定的方法練習洗手、烘干、使用潔凈室專用紙;做不拖足行走的練習;做帶進潔凈室器材的清潔凈化練習;練習使用潔凈室的消防器材;做從潔凈室內緊急疏散的練習。

          

        凈化空調系統中的過濾器

        為了保證潔凈室(廠房)內的塵?刂圃跐崈羰遥◤S房)潔凈等級所要求的塵粒數以內,一般在凈化空調系統中使用三級或四級空氣過濾器,來擋截進入潔凈室(廠房)氣流中的塵埃粒子。

        凈化空調系統中所使用的空氣過濾器,按其空氣過濾的效率分為四種,即初效過濾器、中效不定期濾器、亞高效過濾器和高效過濾器(有些房間的潔凈度記于100級,如10級潔凈室,其凈化空調房間還要使用超高效過濾器)。

        初效空氣過濾器的濾塵對象主要是大于10um塵粒,其計數效率(對于0.3um的塵粒)小于20%,空氣阻力小于30Pa。

        中效過濾器的濾除對象是1~10um的塵塵粒,其計數效率(對于0.3um粒徑的塵粒)為20%~90%,空氣阻力小于100Pa。

        亞高效空氣過濾器的濾除對象主要是小于5um的塵粒,其計數效率(對于0.3um粒徑的塵粒)為90%~99.9%,其空氣阻力小于150pa。

        高效空氣過濾器具濾除對象主要是小于1.0um的塵粒,其計數效率(對于0.3um粒徑的塵粒)大于99.97%,空氣阻力小于250Pa。

        凈化空調系統中,所使用的空氣過濾器是在系統設計時,按照各級過濾器的額定風量,空氣阻力和過濾效率進行組合選型的。同時初效過濾器和中效過濾是根據過濾的風量和過濾的濾料的濾速來確定過濾器的尺寸。初效空氣過濾器空氣通過濾料的濾速為0.4~1.2m/s,中效空氣過濾器空氣通過濾料的濾速為0.2~0.4m/s,高效空氣過濾器空氣通過濾料的濾速為0.01~0.03m/s。

        在空氣過濾器的組合方面,以初、中、高三級空氣過濾器相組合的方式,一般用于10萬級到100萬級的潔凈室,對于1萬級到100級的潔凈室,其凈化空調系統也有使用初、中、中、高四級空氣過濾器的組合方式,或使用初、中、亞高效、高效四級過濾器的組合方式。在四級空氣過濾器的組合中,增加的第三級中效或亞高效空氣過濾器的目的是為了提高凈化空調系統的送風潔凈度,延長末端空氣過濾器的使用壽命,減少其更換的次數。

         

         

        凈化空調系統、潔凈室的運行管理

        一、 保證潔凈室內要求的空氣溫度和相對濕度

        在潔凈室內,如果空氣溫度過低,不便于工作的正常進行;如果溫度過高,則會使室內工作人員產生過多的汗液,汗液揮發成微小粒子進入空氣中,從而增加了潔凈室內空氣中含塵粒數,進而使其潔凈度級別的所下降,無法保證工藝條件的要求。

        潔凈室內相對濕度的過低,由于室內空氣的過分干燥而使室內設備、用具、以及潔凈室的結構表面的覆蓋層更容易脫落,變成粒子狀進入潔凈室的空氣中,增加空氣的含塵量。如果潔凈室的相對濕度過高,則會使室內空氣中的一些微細粒子在運動中發生碰撞而粘著,凝聚成稍大一些的塵埃粒子,從而使室內計數塵埃粒子數增加而破壞原有的潔凈度級別。室內相對濕度的過高,一些零件會生銹并產生一系列問題。

        二、 保證潔凈室內潔凈度的措施

        要保證潔凈室內要求的潔凈度,對正常運行的凈化空調系統、潔凈室,則必須做到進入潔凈室內的空氣是清凈的,進入潔凈室內的人和物品應經過必要的凈化處理,盡量減少人和物帶入潔凈室內的灰塵量。

        1、 人凈

        人凈措施主要包括水洗、換鞋和衣服及空氣吹淋三個方面。

        人體散發的污染物主要有自身產生的污染物和攜帶的污染物兩種。

        人體攜帶的塵粒有三種;一種是隨機附著在頭發上、衣服和鞋上的外界環境污染物質;以及衣服和鞋上殘留的污染物。另一種是人身涂抹物,如頭油、香水、睛膏、脂粉等物。第三種是服裝的磨損脫落物。

        人體又是潔凈室內主要的菌源之一。

        鑒于以上情況,進入潔凈室內的人員應采取一些必要的清凈措施。人凈措施包括:

        1) 水洗

        用水洗去手、臉甚至全身表皮臨時附著物和積存的體表排出物。

        2) 換衣、鞋

        為了減少從室外帶入潔凈室內的污染物,進入潔凈室內的人員一般都經過換鞋和衣服。對于工作服的要求一般是不僅表面潔凈度高而且易除去污染物,還能像過濾器那樣將人體大部分遮蓋后使人體發散的塵菌被濾留在人體一側,同時還應不易產生靜電。外出鞋攜帶污物最多,須在入口處采取水洗、吸塵和粘著等方式進行預處理,以免過多的沾污入口門廳。

        3) 空氣吹淋

        空氣吹淋是用高速潔凈空氣吹掃全身服裝及裸體表的臨時附著物。采用水洗、換衣服和空氣吹淋三個方面的措施,可以在一定程度上減少人體與服裝攜帶的外界污染物,減少因直接接觸而造成的污染,把身體的大部分及內衣與室內空氣隔離開。

        人體在空氣吹淋室內的吹淋時間與吹淋風速有關,吹淋時間越短需要吹淋風速就大一些。相反則可以小一些。一般吹淋時間在20~60s之間。

        空氣吹淋室一般包括吹淋風機,初、中效空氣過濾器、高效過濾器、靜壓箱、噴嘴等組成。

        4) 氣幕與氣閘

        由于吹淋小室往往就設在潔凈區的入口處,同潔凈區直接毗鄰,而且兩端的門往往相互連鎖啟閉,因此它不僅用于人員凈化,而且還有氣閘的作用,防止來自室外的污染。對人員凈化要求不高的潔凈室門口,有時用氣閘帶有風幕,在潔凈室入口處頂板設置帶有中、高效過濾器的機組,通過條縫向下噴射氣流,形成遮擋污染的氣幕。

        2、進入潔凈室物料的凈化

        進入潔凈室的物料一般來講應在運入潔凈室之前進行清洗和必要的凈化處理,以減少物料在潔凈室內的發塵量。

        進入潔凈室的小件物品一般由潔凈室與外走廊或潔凈室也潔凈室之間(潔凈度級別不同的相鄰房間)通過傳遞窗進入。傳遞窗一般有箱式型、回轉式等。

        3、進入潔凈室內的空氣是潔凈的

        凈化空調系統在運行中,所使用的各級空氣過濾器必須是完好而無損壞和泄漏現象。,凈化空調系統在運行中,為防止送風系統將不應進入室內的塵粒帶進室內,必須對系統中使用的初效、中效及末端空氣過濾器進行定期的泄漏檢查。

        三、 保證凈化空調系統的送風量

        即保證潔凈室內的換氣次數,以滿足室內氣流組織的需要。凈化空調系統在正常運行時,應定期對系統的送風量進行測定,測定點可選在送風機進出風口處和送風口處。因為系統的送風量在設計時是從能量的消耗量,室內應有的氣流組織等諸方面來綜合考慮的。如果系統送風量過低,則會使潔凈室內送風口處的氣流速度降低,從而破壞室內的氣流組織形式,使室內受到污染的空氣無法排出,達不到室內要求的潔凈度標準。

        系統送風量的減少可能會有以下幾個因素:

        1) 皮帶傳動的風機在運行一段時間后由于皮帶的拉長,而使風機轉速下降,從而風機輸送風量減少。

        2) 空氣過濾器容塵量達到最大值,從而使空氣阻力加大,風送不出去。

        因此,凈化空調系統和潔凈室在運行中應經常性地注意檢查各級空氣過濾器和空氣阻力情況(空氣過濾器前后裝有壓差計時)和容塵量,或者定期使用差壓計進行檢測(空氣過濾器前后無壓差計者);或者憑經驗判斷以決定各級空氣過濾器是否應該更換,使系統的送風量基本保證不變。

        四、 按要求保證潔凈室內的正靜壓值

        潔凈室在運行中一般都要求其與鄰室、走廊(包括外走廊)之間保持一定的正靜壓差,即潔凈室內的靜壓值高于鄰室(不同潔凈級別的房間)、走廊的靜壓,以避免鄰室、走廊等含塵濃度較高的潔凈室外部的空氣對其造成污染。因此潔凈室和凈化空調系統在運行中,應注意經常檢查、保養、維護、調整和修理系統中的余壓閥(又稱微壓差調節閥),以及壓力傳感器、變送器、調節器和執行器,使之處于正常運行狀態,維持室內要求的正靜壓值。

        在國家標準GBJ73-84《潔凈廠房設計規范》中,要求不同等級的潔凈室及潔凈區與非潔凈區之間的靜壓差,應不小于0.5mmH2O,潔凈區與室外的靜壓差不應小于1.0mmH2O。但也不是靜壓差越大越好。如果靜壓差過大,有可能破壞潔凈室的密封,造成過多的能量消耗,同時室內的工作人員會有一種壓迫感。

        五、 盡量減少潔凈室的產塵量

        在潔凈室內,產生塵埃的因素有兩個;一是設備的運轉,二是操作人員的活動。

        在潔凈室內,人員是最大的發塵要素。因此,在潔凈室內的工作人員必須穿戴特別規定的適于潔凈室內的無塵工作服。至于潔凈室內運轉設備的發塵則是不可避免的,但應從減小運轉設備的振動和空動轉的時間,使動轉設備的發塵量控制在最小限度。

        六、 潔凈室內的定期清掃

        潔凈室在運行一段時間后,總免不了在一些死角、壁面、臺面上會積存一些塵埃,如果不及時進行清掃,這些塵埃在較大氣流的沖擊或其它某種擾動下,會重新卷入室內空氣中,從而增加了室內空氣的潔凈度等級下降,無法保證工藝的正常進行,因此對潔凈室進行定期的清掃是必不可少的。

        對潔凈室內部的清掃,一般不允許使用掃帚和拖布進行,可采用分散或集中式真空掃除的方法進行。

        七、 潔凈室內潔凈度的檢測及檢測數據的評價

        1、 檢測儀器的選用

        盡管對潔凈室內的潔凈度的測量,可以采用光散射粒子計數器、凝結核粒子計數器、電子顯微鏡和光學顯微鏡,但目前用得最多的為光散射粒子計數器。由于此種粒子計數器在使用中可以對室內空氣的含塵量進行自動、連續、及時地對應測量,并且可以直接顯示瞬時的含塵濃度,也可以對不同粒徑的含塵濃度進行測量,使用簡單、方便、及時、靈活。計數器大體上可分這兩種類型:一種是照射系統光軸與檢測系統光軸交叉布置的側向散射型;另一種是兩光軸布置在同一直線上的前向散射型。

        2、 檢測點的布置

        根據中華人民共和國國家標準GBJ73-84《潔凈廠房設計規范》的規定:在對潔凈室進行潔凈度檢測時,檢測點應為距室內地坪1.00m的水平面內;對于單向流型潔凈室測點總數應不小于20點,測點間距為0.5-2.0m。水平單向流潔凈室測點僅布置在第一潔凈工作區內;非單向流潔凈室按潔凈面積小于或等于50m2布置5個測點。

        3、 潔凈室潔凈度檢測時,使用光散射粒子計數器的取樣量

        關于塵埃粒子計數器檢測時的空氣取樣量,在國標GBJ73-84中規定:對于100級的潔凈室,每次取樣量應大于或等于1L,對于1000~10000級的潔凈室,每次取樣量應大于或等于0.3L,對于10000級的潔凈室,每次取樣量應大于或等于0.1L。

        對于100級潔凈室,宜采用大流量粒子計數器進行測試。如果不具備,也應采用每次采樣量不小于1L的粒子計數器。

        在對潔凈室進行潔凈度檢測時,盡管規定了空氣的最小采樣量,但在實際工作中,我們應在保證最小采樣量前提條件下,根據已有的檢測設備,盡量采用大流量的塵埃粒子計數器。

        4、 關于等動力采樣的問題

        所謂等動力采樣就是在檢測時,粒子的計數器的采樣管的入口方向與被采樣的單向氣流方向相一致,而且空氣進入取樣管入口的平均速度與該位置單向氣流的平均速度相同。

        因為對潔凈室的檢測我們主要關心兩種粒徑,即0.5um和5um。非等動力采樣對于≤0.5um的粒子影響不大。如果取樣空氣用于計算大于或等于0.5um的粒徑濃度,如果這些粒子不受非等動力條件的影響,則計算結果也不受影響。因此,潔凈區域內的非等動力取樣僅對大于或等于0.5um粒子才有意義。

        5、 潔凈室內潔凈度的檢測

        按照上述方法在潔凈室內布好測點,選擇好所使用的、并已經過校正的塵埃粒子計數器,同時繪制潔凈室內測點平面布置圖,并進行測點編號,以備檢測時做記錄。

        檢測時對于單向流潔凈室,其粒子計數器的采樣口應對著氣流方向;對于非單向流潔凈室,采樣口宜向上,使采樣口處的氣流速度盡可能接近室內的氣流速度。

        同時應注意采樣管口必須干凈,連接處不得有滲漏現象,采樣管的長度應根據儀器的允許長度,如果無規定時,不宜大于1.5m。

        每個采樣點的采樣次數不少于3次,但各采樣點的采樣次數可以不同。在測試儀器穩定運行條件下,每次測定數據均應記錄在記錄表上。

        八、 凈化空調系統中送風機與循環風機、值班風機的作用

        1、 凈化空調系統中送風機與循環風機

        為了滿足潔凈室內氣流組織和工作區域氣流速度的要求,潔凈室內的送風量都比較大,換氣次數較高,將這樣大量的空氣處理到潔凈室內所要求的溫度、濕度范圍內,勢必增加系統中空氣處理設備的容量,使空氣處理設備的面積增加很多,增加了一次投資費用、運行費用和設備的維護、修理費用,同時增加了能量的消耗。因此,在凈化空調系統中空氣處理的設備一套空氣處理器(即空調器,主要是熱、濕處理),作為對室外補充新風和一部分回風的熱、濕處理和凈化預處理,而另一部分大量的回風則只以凈化處理作為循環使用,以滿足室內送風量的要求。因此,凈化空調系統的送風機又稱為熱、濕處理風機,而循環風機則只是保證系統的送風量。

        2、 凈化系統中值班風機的作用

        對于間歇運行的凈化空調系統,為了在空調系統停運時不使潔凈室受到室外空氣的污染,維持室內應有的潔凈度,因此在系統停運時采用值班風機的運行的方法,一般值班室風機的風量是按維持室內正壓值所需的換氣數的確定。

        九、 凈化空調系統中空氣過濾器的更換

        凈化空調系統中所使用的空氣過濾器,在經過一段時間的運行后,其容塵量和空氣阻力都會達到其允許的最大值。此時則必須進行更換,否則凈化空調系統將無法正常運行,潔凈室也將不會達到其使用效果。在更換凈化空調系統中各級空氣過濾器時應注意以下幾個問題:

        1、 空氣過濾器的更換周期

        凈化空調系統中所使用的各級空氣過濾器在什么情況下應該更換,應根據各自的具體條件。

        1) 新風空氣過濾器(又稱預過濾器或初過濾器、粗效過濾器)和中間空氣過濾器(又稱中效空氣過濾器)的更換,可以在空氣阻力為初阻力值的2倍時進行。

        2) 末端空氣過濾器(一般為亞高效、高效、超高效空氣過濾器)的更換。

        國標GBJ73-84中是這樣規定的,氣流速度降到最低限度,即使更換初效、中效過濾器后,氣流速度仍不能增大;高效空氣過濾器的阻力達到初阻力的兩倍;高效空氣過濾器出現無法修補的滲漏時則應予以更換。

        2、 空氣過濾器的選用

        凈化空調在運行一段時間后,系統中所使用的空氣過濾器則必須進行更換。過濾器的更換應注意以下幾點:

        1) 首先應盡量采用與原使用的過濾器型號、規格、性能(甚至包括生產廠)一致的空氣過濾器。

        2) 采用新型號、規格的空氣過濾器時應考慮原安裝框架的安裝可能性,同時還應考慮其耐火的性能。

        3、 空氣過濾器的拆除和凈化空調系統送、回風管路的清掃

        對于凈化空調系統在原空氣過濾器進行拆除之前(主要是指末端的高效或超高效空氣過濾器),應對潔凈室內的設備,地板等可采用塑料薄膜進行包裹和覆蓋,以防在末端空氣過濾器拆除中和拆除后,風道、靜壓箱等處積存的灰塵落下對設備和地板造成污染。

        系統中的空氣過濾器拆除后,應對安裝框架、空調器、送、回風管道進行認真徹底的清掃。

        在系統中拆除空氣過濾器時,建議按照初效(新風)過濾器、中效過濾器、亞高效過濾器、高效過濾器和超高效空氣過濾器的順序進行,這樣可以減少進入潔凈室的灰塵量。

        由于凈化空調系統末端空氣過濾器更換一次并非易事,同時更換周期也較長,因此建議在更換末端空氣過濾器的同時,對系統中的所有設備進行一次大修。

        4、 清除細小塵粒

        在系統中空氣過濾器拆除和全面清除后,可以啟動系統中的風機對全部風管主要是送風管)和末端過濾器安裝框架及潔凈室進行吹除,以清除粘附在各有關表面上的細小塵粒。

        5、 末端(亞高效、高效、超高效)空氣過濾器的更換

        在凈化空調系統中,各級空氣過濾器的安裝,對保證潔凈室的潔凈度起關鍵作用的是末端過濾器。

        潔凈室的終端過濾器一般使用高效、超高效過濾或低滲透率的過濾器,這些過濾器的濾塵效率都非常高,因此有容易堵塞的缺點。一般在潔凈室的運行中,往往由于室內工作的關系和為了保證潔凈室的潔凈度,不便在潔凈室內和凈化空調系統中的主送風道簡單地拆卸和更換終端過濾器,因而在終端過濾器的上風側為了把粒子濃度有效地降低到潔凈室的潔凈度所需要的濃度,同時為了延長終端過濾器的壽命,要在高效或超高效過濾器的前面設置中間過濾器。

        6、 末端過濾器更換后的綜合性能檢測

        凈化空調系統中熱、濕處理設備、風機在與過濾器更換后,應起動系統風機使凈化系統投入運行,并進行綜合性能的檢測,檢測的主要內容為:

        1) 系統送、回風量、新風量、排風量的測定

        系統送、回風量、新風量、排風量的測定,是在風機空氣入口處或風管上有風量測定孔處進行測定,并調整有關調節機構。

        測定時所使用的儀器儀表一般為:畢托管和微壓計或葉輪風速儀、熱球式風速儀等。

        2) 潔凈室內氣流速度及均勻性的測定

        單向流潔凈室,垂直單向流潔凈室在高效過濾器下方10cm處(美國標準定為30cm)和距地坪80cm工作區水平平面上進行測定,測點間距≯2m,測點數不少于10個。

        非單向流潔凈室(即亂流潔凈室)內氣流速度,一般為測定送風口下方10cm處風速,測點數可根據送風口的大小適當布置即可(一般為1~5個測點)。

        3) 室內空氣溫度和相對濕度的檢測

        (1) 室內空氣溫度和相對濕度測定之前,凈化空調系統應已連續運行至少24h,對于有恒溫要求的場所,根據對溫度和相對濕度波動范圍的要求,測定宜連續進行8h以上。每次測定間隔不大于30min。

        (2) 根據溫度和相對濕度的波動范圍,應選擇相應的具有足夠精度的儀表進行測定。

        (3) 室內測點一般布置在以下各處:

        a、 送、回風口處

        b、 恒溫工作區內具有代表性的地點

        c、 室中心

        d、 敏感元件處

        所有測點宜在同一高度處,離地坪0.8m,也可以根據恒溫區的大小,分別布置在離地不同高度的幾個平面上,測點距外表面應大于0.5m。

        4) 室內氣流流型的檢測

        對于室內氣流流型的檢測,實際是檢查潔凈室內的氣流組織方式是否能滿足潔凈室潔凈度的一個關鍵問題,如果潔凈室內的氣流流型不能滿足氣流組織的要求,則潔凈室內的潔凈度也不會或很難達到要求。

        潔凈室內氣流組織一般為頂送下回形式。檢測時需要解決以下兩個問題:

        (1) 測點布置方法

        (2) 用發煙器或懸掛單絲線的方法逐點觀察和記錄氣流的流向,并在有測點布置的剖面圖上標出氣流流向。

        (3) 將此次測定記錄與上次測定記錄進行對比,發現有不相符或與室內氣流組織方式相矛盾的現象,則應分析其原因并加以處理。

        5) 流線不行性的檢測(用于單向流潔凈室內流線平行性的檢測)

        (1) 可以用單線線來觀察送風平面的氣流流向,一般每臺過濾器對應一個觀察點。

        (2) 用量角器測定氣流流向偏離規定方向的角度:試驗的目的是為了驗證整個工作區氣流平行度以及潔凈室限制內部產生污染的擴散性能。使用的器材有;等動力煙霧發生器,鉛垂或水平儀,卷尺,指示器和機架。

        6) 室內靜壓的測定和控制

        7) 室內潔凈度的檢測

        8) 室內浮游菌和沉降菌的檢測

        9) 室內噪聲的檢測

        10) 室內微振的檢測

         

         

        潔凈室、凈化空調系統的節能運行

        潔凈室在運行中所消耗的能量主要為以下幾部分:

        1、 新風熱、濕處理所消耗的能量

        根據國家規范的規定,由于衛生要求,潔凈室內工作人員所需新風量,維持室內正壓所需的新風量,系統的排風量,系統及潔凈室的漏風量。這些新風量之和,對于10萬潔凈室則大于等于30%,1萬級潔凈室不低于20%,1000級潔凈室則不低于10%,水平單向流潔凈室為不低于4%,垂直單向流潔凈室內不低于2%,相當于潔凈室約5~10次換氣,為同樣一般空調面積送風量的1~1.5倍。

        2、 由系統中風機的溫升所消耗的能量。

        由于凈化空調系統中送(回)風量都比較大,在運行中風機所消耗的電能將會有一部分變為輸送空氣的動能,而另一部分則轉換為熱能而散發于空氣中。

        3、 由于潔凈室的送風量比一般空調系統要大得多,所使用的風機風量大,而且為克服系統的空氣阻力風機的壓頭要多出500~700Pa,約占一般系統的壓頭一半左右。因此潔凈室運行的動力負荷要比一般空調的動力負荷大3-30倍。

        4、 由于工藝設備運轉所消耗的能量。

        鑒于以上情況,潔凈室、凈化空調系統在運行聽節能問題,可以從以下幾個方面來解決。

        1、 減少系統的送風量

        2、 改變潔凈室要求的溫、濕度基數

        3、 減少排風量

        4、 適當降低潔凈室內的靜壓值

        5、 采用低阻力空氣過濾器

        6、 非工作時間采用值班風機運行,關閉系統中的送、回風機

        7、 在設置循環風機的凈化空調系統中的節能

        8、 盡量減少由于風機、電動機的溫升而消耗處理空氣的能量

        9、 減少凈化空調系統和空調器的漏風量

         


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