洁净工程案例分享.ppt

田耀荣,机电专业一级建造师，中国暖通净化行业协会技术学院技术总监，广东省机电建筑设计研究院深圳分院净化设计部总监。 历任知名企业设计工程师、预算工程师、设计部经理、上市公司设计总监等职位，从事洁净室设计和建造15年，参与过南方医院、蓝思等大型项目的设计、建造及验收的全过程，组织和全过程管理的项目约有20亿人民币，项目类型涉及医院、药厂、实验室及电子行业，2015年2月加入广东省机电建筑设计研究院深圳分院，并组建了净化设计部（又称深圳市壹格锐设计咨询有限公司），专注于机电（空调、电气、管道、智能化）专业和洁净室行业的发展。,洁净室工程案例分享,一、风华高新科技电子工程净化间项目,1、工程概况 2、工程要求及难点分析 3、设备选型及对比,感悟： 1、每做一个决定，都要问一个WHY， 请注意：专业的人做专业的事；不要惜字如金！ 2、思想前进一小步，项目成功一大步！,1、工程概况,1）动态万级区： 面积：197m；吊顶高度：3.5m； 温度要求：222；相对湿度:60% ； 2）普通区域： 面积：263m；吊顶高度：3.5m； 温度要求：233；相对湿度:65%（甲方车间配有独立除湿器）。,2、工程要求及难点分析,1）动态万级区： 地面需承载540kg/m以上、耐磨、防静电要求，且地面使用环境中存在有机溶剂； 洁净车间排风量较大，为保证室内正压，新风量占总风量的37%，冷源选择需慎重，冷水机组指定放置于屋面； 方案： 地面采用2mm厚耐磨防静电SUS304不锈钢地坪，达到耐磨、防腐、防静电要求； 选用模块式风冷冷水机组+AHU。,2）普通区域： 出风要轻柔，不能形成气流影响设备使用； 室内产生的气体会腐蚀普通散热片。 方案： 选用直流无刷式风机盘管，出风匀，噪音小，同时风口避开设备正上方安装； 风机盘管热交换器采用耐盐防腐亲水铝翅片，同时提高传换热效率。,2、工程要求及难点分析,3、设备选型及对比,1）动态万级区： 洁净车间设备发热量大，排风量大，为保证室内正压，新风量占总风量的32%，冷源选择需慎重，冷水机组指定放置于屋面； 方案： 此洁净车间设备总功率156KW，为冷负荷主要部分，据电动设备的散热量：Q=K1*K2*K3*K4*Qn（K1-蓄热系数，一班取0.8，二班取0.9，三班取0.95；K2-安装系数，电动机输入功率与装机功率之比，一般取0.70.9；K3-负荷系数，电动机小时平均实耗功率与输入功率之比；K4-电动机效率；Qn-设备总功率。）以及建筑负荷、照明负荷、人员负荷算出夏季总冷负荷为61.7KW。,3、设备选型及对比,最终选型冷量为185.1KW，平均负荷940w/m2。风华高科HVAC计算表，风华高科系统图，风华高科HV平面图 水冷柜机或直膨机：此洁净车间排风量较大，为保证室内正压，新风量占总风量的37%，如用水冷柜机或直膨机，新风需单独处理（直膨机、屋顶机等）再送入水冷柜机。成本较高且机组多占用面积大，系统控制较复杂。 水冷螺杆式冷水机组：需多加冷却水系统，且要放置在空调机房，屋顶搭建的机房需加大。螺杆机组较重，点荷载约为700800Kg/，放置于屋顶需钢构加固。经考虑项目选用了模块式风冷冷水机组。,3、设备选型及对比,2）普通区域： 选用直流无刷式风机盘管，风机盘管热交换器采用耐盐防腐亲水铝翅片。 特点：低风阻：使用椭圆管换热器，空气阻力低50%；高传热效率；加大换热接触面积；提高1015%换热效率；采用亲水铝翅片，防腐且提高传换热效率；湿风量低损技术；无位置传感器驱动方式的直流无刷电机，与交流电机相比，在名义高转速下节电31%，名义中转速下省电52%，名义低转速下省电65%，且体积小，重量轻，耗材少；机组运行宁静，环境安静舒适：风轮采用静音技术，出风均匀，大约8个月收回初投资成本。,二、凤岗厂房净化工程,1、工程概况 2、工程要求及难点分析 3、设备选型及对比,感悟： 1、不要拍脑袋，要有详细的理论和实践做支撑！ 2、做好项目总结，这才是自己的财富。,1、工程概况,1）动态千级区： 面积： 1658 m；吊顶高度：2.6m； 温度要求： 18-26 ，控制精度2；相对湿度： 45-70 % ；人员多，换气次数需满足动态千级要求； 2)普通区域： 面积： 1373.2 m；吊顶高度：2.6m； 温度要求：满足舒适性；相对湿度:满足舒适性。,2、工程要求及难点分析,1）温湿度要求范围较广，需考虑实际设计取值。 方案：室内设计参数夏季取温度232 ，湿度655%；冬季取温度212 ，湿度505%。达到业主要求的同时考虑满足室内人员的舒适度以及节能。 2）各个净化区域需有独立的空调风、水系统。洁净车间层高4414mm、大梁底3555mm、消防管下3349mm，需考虑综合布管。 方案：空调风系统采用MAU+FFU+FCU系统，新风通过MAU（组合式新风处理机组）处理后送入室内，和一部分经过FCU（风机盘管）等温冷却的回风以及另一部分不需要处理的回风混合后通过FFU送入室内。分区安装风机盘管用比例式电动二通阀，可以实现不同房间的温度控制及调节。此方案只有新风系统的送风管，风管少且规格小，施工难度小。HVAC计算表，HV系统图，HV平面图,2、工程要求及难点分析,3）洁净度要求为动态千级，净化车间满容纳人员达400人，需考虑换气次数的取值。 方案：各种洁净厂房设计规范只有关于静态千级的换气次数规定：5060次/小时，实际设计的时候大多数人会凭经验取值 。此方案通过查询红皮书P2065（实用供热空调设计手册）、空气洁净技术原理 P386388、 洁净厂房设计规范 P59等规范、设计手册以及和空气过滤器厂家的沟通，依据人员产尘量、室内产尘量、高效送风尘浓度等参数算出换气次数。换气次数计算 4）大洁净车间横向距离为33m，纵向距离为26.3m，需考虑送风均匀性。 方案：除车间隔墙处布置回风夹道，洁净车间中间柱子处加回风柱，同时风机盘管靠回风夹道及回风柱均匀布置，同时末端水管采用同程式，以确保送风的均匀性。,3、设备选型及对比,1）设计选型： 由于业主需求，动态千级区与洁净车间用两套冷源系统，动态千级区用冷源为螺杆式水冷冷水机组：425KW两台；普通舒适性空调系统用冷源为涡旋式风冷冷水机组：227KW一台； 冷水机组特点：动态千级区业主有考虑过用一台螺杆式水冷冷水机组。与之相比： 两台冷水机组在过渡季节时可以只开一台运行，节省电费。一台冷水机组在过渡季节因冷量需求少，运行效率下降，甚至可能在25%以下工况跳机； 两台冷水机组在运行上更加稳定，如果一台机组出现故障，另外一台能确保冷水的正常供应，只有一台冷水机组的情况下，出现故障则整个生产车间的冷水停止供应。,三、 深圳清溢精密光电有限公司一级洁净厂房,1、工程概况 1）、工艺的环境要求 生产用的TFT基板的原材料为8 mm厚的玻璃板（2 m1.5 m），进口一块玻璃板原材料价100万RMB，工艺加工完成后刻印上图形卖到TFT工厂的价格为500万元。一期工程面积为800 m。 环境要求：洁净度有200m为1级（0.5 m），600 m为10级（0.5 m）其温度要求为220.3，相对温度为505%。（其中一台工艺设备价钱就要1-2亿人民币。）,感悟： 借签别人的经验，做最好的自己！,2）、施工现场状况,（1）、土建工程有一个民用建筑施工单位施工。下夹层地梁表面坑坑洼洼凹凸不平地梁表面高度不平.给架设活动地板造成很多困难。 （2）、施工现场环境极为恶劣，土建施工与净化施工同时进行外面灰尘很大。 （3）、施工进度要求很短三个月。,2、设计和施工中的措施,1）、设计方采用MAU+FFU+DC的方案:三层结构，上夹层是送风技术夹层里面布置新风管和FFU。新风和回风在这里混合，中间层是洁净生产车间，下夹层是回风技术夹层，干冷盘管布置在下夹层。另外一些管道电缆等管线也布置在下夹层。 2）、净化空调设备的选用 （1）新风机组任务和选择： a新风机组要保证工艺生产房间的相对湿度，因此新风机组有加湿和去湿功能；同时也有加热和降温功能，还有高精度的自动控制。新风机组还要保证房间的正压，因此每个工艺房间有独立的新风管，每个新风管上设有电动调节阀和精密的自动控制。,b采用5级过滤保证进入工艺生产房间新风的品质并且保护FFU中的超高效过滤器（即共有六级过滤，其中有粗效.中效.化学过滤.中效.高效和超高效过滤器， 共6级）。 c新风机组的风机为双风机一用一备，保证运行的安全可靠。新风机组的功能段有两级表冷,一级加热.一级加湿 两台风机和五级过滤共16个功能段。冷冻水温度1为5-10热水温度为50-60.加湿用电热式蒸汽加湿器并采用纯水做水源。 设计选用时与新晃、开利、约克等著名生产厂家的技术人员进行技术座谈最后选用了新晃生产的产品，实际运行效果很好。,b采用5级过滤保证进入工艺生产房间新风的品质并且保护FFU中的超高效过滤器（即共有六级过滤，其中有粗效.中效.化学过滤.中效.高效和超高效过滤器， 共6级）。 c新风机组的风机为双风机一用一备，保证运行的安全可靠。新风机组的功能段有两级表冷,一级加热.一级加湿 两台风机和五级过滤共16个功能段。冷冻水温度1为5-10热水温度为50-60.加湿用电热式蒸汽加湿器并采用纯水做水源。 设计选用时与新晃、开利、约克等著名生产厂家的技术人员进行技术座谈最后选用了新晃生产的产品，实际运行效果很好。,（2）FFU的参数和选择,一级洁净室的FFU采用 U17超高效过滤器其效率为99.999995%（0.12m）。 十级洁净室的FFU采用U16超高效过滤器其效率为99.999995%（0.12m）。 FFU是保证房间洁净度的最后关口因此非常重要。,aFFU单体噪声要求，噪声50dB(A)； bFFU的机外余压120Pa； cFFU的出口断面 风速的均匀度为20%（15%）； dFFU的电机寿命50000小时； 我们建议采用美国飞达仕生产或瑞典康斐尔生产的FFU。但是甲方坚持购买XXX生产的产品结果在施工和调试中因FFU 的泄漏更换多达3-4%不仅影响施工和调试的进度而且最终调试噪声高达 70dB(A)超标。但因为是业主定的产品故甲方没有提出疑意。,（3）干盘管的运用和控制,干盘管采用两排，翅片间距3mm。面风速为m/s时阻力大约为30Pa， 通入干盘管的中温水参数为1419，通过干盘管的面风速m/s，此时干盘管的面积很大。有时下夹层布置不下还要斜放。中温水用冷冻水混合制取。 干盘管的下面作了凝结水的滴水盘和冷凝水的排水系统 有的车间只能单侧布置干盘管，.或因设备基础（实体）占房间面积很大，会造成单向流气流出现一定的偏斜.因此这样高级别和高温湿度精度的洁净厂房的回风和和干盘管布置尽量均匀，设备基础面积最好不要超过房间面积的1/2。,干盘管是保证工艺车间的温度精度的关键设备，控制采用各干盘管由分区的温度敏感元件单独控制。但在室内发热量很少的时候，中温水阀门开启得很小控制水量较困难，为达到控制目的，还特意将新风送风温度提高.加大中温水的水量来保证房间温度精度。 （4）自动控制元件选用国际上控制精度最精,价格最贵的瑞典为沙拉公司的产品与专业的自控公司共同施工调试 （5）金属壁板和活动地板,经过调查和比较设计时选择了台湾惠亚公司提供的金属样板和活动地板。 外墙内衬的彩钢板和疏散走廊的隔墙采用耐火一小时的玻镁彩钢板。而内间隔墙采用铝蜂窝彩钢板（防火一小时），有时因外因碰撞洼痕影响美观但重量很轻。 因风量很大活动地板的开孔率为50-60%，且设备基础大。回风面积受到一定影响。,另外还有活动地板的平整度的问题，由于土建施工先天不足，地梁本身平整度很差，为了找平还要土建梁上作一层工字钢的钢梁,而且为了平整在工字钢和土建梁之间要垫高低不同的垫片，再用激光仪器操平。增加施工难度和进度. 地板的承重问题，根据甲方提供地板承重要求800 kg/m，但施工后设备放上去（有的设备是用几条腿支撑）出现地板局部凹陷问题，最后采用不锈钢条形板将设备的支腿垫起来才消除了局部凹陷。 另外，还有一个底面积只有6 m2，其重量却有13吨的设备还未到货，重量折合2200kg/m2。在设备的运输通道上要垫设多厚，多大面积的不锈钢板才能将设备运进来，又不破坏地板。又是一个大问题。,3、调试中遇到的问题,1）、电热式蒸汽加湿器的显热对室内温度的影响问题，一般设计时设计人员都将蒸汽加湿作为等温加湿处理，即不考虑蒸发温度既显热的影响，但是在高温度精度的洁净厂房设计时还是要考虑蒸汽部分显热的影响。否则在冬季蒸汽加湿投入时室内的温度曲线就会突然波动，后加湿停止也会产生波动，使室内温度波动较大，影响温度的精度。,2）、室内出现大粒子问题,由于净化施工的周围环境十分恶劣。 a施工前在地下室空间建立了一个100级的设备材料库房，其面积大约100m把洁净室用的设备，配件和材料等存在100级的净化环境中保证进入洁净室的设备和材料的洁净度。 b工人员要严格规范施工.质检人员和监理要经常监督检查 c试时维持室内较大正压，调试人员要按规定更两次衣，两次吹淋方能进入,d由于进度要求没有空态测试验收的时间（合同是空态验收），工艺设备就要进入洁净室进行二次配管配线和调试（进口设备），工艺设备的调试和二次配管配线又一次影响了洁净室内的洁净度，尤其是甲方坚持要提前安装并满布FFU；当时施工单位和我们主张，等最后清扫空吹后再装FFU。因为新风送进时已经达到100级的洁净度，能满足工艺设备调试的环境要求。但最终还是将FFU过早的装上了。这样就出现洁净厂房动态调试时0.1m粒子合格.0.5 m粒子为0个/ft，而1 m和5 m的大粒子随机地不断出现。为此调试时间延长了一个多月来找大粒子产生的原因。, 因过早地安装FFU，为了省电，工艺设备调试时FFU部分开启，因上技术夹层为负压，就造成室内的空气通过不开启的FFU倒流到上夹层,部分灰尘 就沉积在超高过滤器的表面；调试时这样大 粒子会随机落下。 洁净厂房内的通讯喇叭的纸盆不是洁净厂房专用，一振动也产生大量大粒子。 工艺设备的配套件不是洁净厂房专用的设备。有些还带风机也会产生大量的大粒子。找到原因后采取必要的措施最后测试合格达标。,4、结果,最后我们和甲方联合请具有NEBB资格的新加坡（港思）快思特公司第三方进行测试结果。 一级洁净室（0.5 m）动态测试达到1级洁净室（0.3 m）。 十级洁净室（0.5 m）动态测试达到1级洁净室（0.5 m）。 温度达到230.1。 相对温度达到503%。,四、 其它大项目设计新思路,水系统特点： 1、 MA