洁净技术章PPT课件

1、1第九章 洁净室的设计 第一节 洁净室设计方案的基本原则 一、洁净室的设计原则一、洁净室的设计原则 1.洁净室设计必须执行国家、地区、部门和行业有关现行的标准、规范和规定。 2.设计应根据生产工艺的要求，因地制宜，区别对待。第1页/共52页2充分利用已有条件并为施工安装、维护管理、检修测试和安全运行创造必要的条件。 3.土建、采暖、通风、空调、净化、给排水、动力、照明所有各专业必须共同协作，相互配合。第2页/共52页3 4.设计时应考虑到生产发展、工艺变更引起洁净室改造的可能性和方便性。 5.设计必须尽量压缩和减少非生产面积及辅助生产面积，以降低投资。 6.根据工艺要求，实事求是地确定洁净室的

2、洁净度级别。 第3页/共52页4 二、综合要求 1. 厂址选择 在条件可能的情况下，尽量选在周围环境较清洁和绿化较好的地区，并尽量远离铁路、公路、机场（尤其是防振要求较高的洁净室）。不要选在多风沙的地区和有灰尘、烟气、腐蚀性气体污染的地区。若条件不允许，必须位于工业污染或其它人为灰尘较严重的地区时，要选在其全年主导风向的上风侧。 第4页/共52页5 无论是新建或改建的车间周围，都要进行绿化。厂区路面尽量选用坚固、起尘少的材料2. 2. 工艺布置工艺布置 在不影响生产的情况下，为了减少交叉污染和便于系统布置。尽量将洁净度要求相同的洁净室安排在一起。洁净室内只布置必要的工艺设备。容易产生灰尘和有害

3、气体的工艺设备尽量布置在洁净室的外部，工艺用的易燃、易爆的气体容器不要设在洁净室内。第5页/共52页6 在同一洁净室内，尽量将洁净度要求高的工序布置在洁净气流首先到达的区域，容易产生污染的工序布置在靠近回、排风口的位置。 3. 3. 建筑要求建筑要求 洁净室的位置要尽量设在人流少的地方，人流方向要由低洁净度的洁净室到高洁净度的洁净室，随着洁净度的提高，人流密度逐渐减少。若工艺无特殊要求，洁净车间一般采用有密闭窗的厂房，其净高尽量降低，一般为2.5m左右。第6页/共52页7 为了布置容易产尘的工艺设备，净化空调系统，水、气管线，缓冲室外空气温、湿度和灰尘对室内的影响，洁净度级别高的洁净室要沿外墙

4、设技术走廊。中等洁净度级别的洁净室可根据具体情况确定，技术走廊可兼作参观走廊。第7页/共52页8 洁净室的构造尽可能密闭，室内的平面图形尽量简单，室内表面及构配件要尽量减少凹凸面缝隙。门窗及穿过洁净室管线的接缝处均要求严密，所有缝隙可用硅橡胶和聚氨脂嵌缝胶密封。 洁净室的构造要有利于生产工艺或实验过程的变更，建筑隔墙尽可能采用轻型结构。第8页/共52页9 洁净室的建筑材料通常采用质地坚硬、耐磨、不起尘的材料。而且要求表面光滑、容易擦拭和清洗，并具有在温、湿度变化及振动等作用下形变小的物理、化学稳定性。对地面材料还要具有防腐蚀性能。 第9页/共52页10 洁净车间的密闭性高于一般空调车间，人员流

5、动路线复杂。因此防火问题应予以高度重视。同时，根据洁净空间的面积大小和工艺性质，开设一个或几个安全出入口，便于事故情况下使用。第10页/共52页11 4. 其它要求 洁净室内使用的各种气体，如氮气、氧气、氢气、压缩空气等气体，其含尘浓度高于室内空气含尘浓度时，要装置气体过滤器。 洁净室内各种管道一般均为暗装，并要考虑检修方便。照明灯具得设计选用要注意防止积尘。不易积尘和易于擦拭的灯具可以明装，当灯具暗装时，要注意密封，电器插座、接线盒等暗装。 洁净室内根据具体情况设置事故照明、安装电话、紧急电铃等设施。一旦发生事故，可以发出信号。第11页/共52页12 5.洁净室级别 在确定改建、扩建和新建的

6、洁净室工程方案时，在满足生产要求的前提下，能够采用低洁净度级别的就不要采用高洁净度级别。在同一洁净室内的不同区域，能够采用不同洁净度级别的就不要笼统地采用同一高洁净度级别。 第12页/共52页13 三、系统方案的确定 1. 净化系统的划分，凡属下列情况之一者，一般分开设置净化系统。 平行流洁净室与乱流洁净室； 高效空气净化系统和中效空气净化系统； 运行班次和使用时间不同的洁净室。第13页/共52页14 2. 系统设计时，应考虑以下几点： 根据洁净室面积、净高、位置和消声、减振等要求，经综合技术经济比较后，确定系统形式。一般情况下，与面积较大、净高较高、位置集中和消声减振要求严格的洁净室采用集中

7、式系统，反之，可采用分散式系统。 第14页/共52页15 当工艺无特殊要求时，在保证新鲜空气量和洁净室正压条件下，净化系统要尽量利用回风。 当洁净室使用剧毒溶液或易燃、易爆物品时，要根据具体情况采取事故排风或防火措施（如设风道防火阀）。第15页/共52页16 净化系统设置消声器时，要注意消声器的产尘和积尘。尽量选用气流畅通、阻力小的管式或片式消声器。 消声器的位置一般设在中效过滤器之前的送风总管和回风总管上。第16页/共52页17 3.洁净室内产生粉尘和有害气体的工艺设备，应设局部排风装置。排风罩的操作口面积应尽量小，以减少排风量。 排风系统设计时要注意以下几点： 两个净化系统的局部排风点，一

8、般不能共用一个局部排风系统。第17页/共52页18 当局部排风系统停止运行时，为防止空气倒灌，可在风机吸入段设置中效过滤器或止回阀。 要注意消声问题，若设置消声器，要设在排风系统的吸入段上。 尽量减少排风量。第18页/共52页19 有害气体浓度高于国家有关规定时，排放时要处理。 4. 设置值班风机 一般情况下，洁净室可不设值班风机。当工艺要求在非生产时间洁净室仍要维持一定的洁净度时，可设值班风机，其送风量按维持洁净室正压所需的风量考虑。第19页/共52页20第20页/共52页21 5.5.辅助房间一般都采取一定的净化设施。实际工程中多数采用经粗效过滤器、温、湿度处理和中效过滤器的送回、风方式，

9、或利用洁净室的回风。辅助房间内的洁净度一般不高于洁净区内最低洁净度级别的洁净室。卫生间、洗手间内一般要设排风装置。 第21页/共52页22四、人、物净化方案 1.洁净室内设置人身净化、物料净化用室。 人身净化用室的入口处，应设净鞋器。 存外衣和洁净工作室应分别设置。 进入洁净室的设备和其它物品，均要进行吸尘和擦拭。 盥洗室应设洗手和烘干设备。 第22页/共52页23 洁净区不得设厕所。 空气吹淋室应设在洁净区人员入口处，并与洁净工作服室相邻。当为100级垂直层流洁净室时，可改设气闸室，不必吹淋。 当工艺操作在洁净工作台（箱）内进行时，可以不设空气吹淋室。 第23页/共52页24 2. 一般洁净

10、室人身净化程序 第24页/共52页25 洁净度级别高时为两次换鞋两次更衣方案。洁净度级别低时为两次换鞋一次更衣方案或一次换鞋两次更衣方案。 3.物品净化与消毒 洁净室的设备和物料出入口，应根据设备和物料的性质、形状等特征设置物料净化用室及其设施，物料用室的布置，应防止净化后物料在传递过程中的被污染。对进入无菌室内的物品，均应进行消毒灭菌。 第25页/共52页26第二节 洁净室计算 一、送风量计算洁净室的送风量，应取下列三项中的最大值：1、为保证空气洁净度等级的送风量。2、根据热、湿负荷计算确定的送风量.3、向洁净室内供给的新鲜空气量第26页/共52页27 为保证空气洁净度等级的送风量，按下表中

11、有关数据进行计算：气流流型和送风量（静态）空气洁净度等 级气流流型平均风速（m/s）换气次数（h-1）14单向流0.30.55单向流0.20.56非单向流50607非单向流152589非单向流1015注：换气次数适用于层高小于4.0m的洁净室 室内人员少、热源少时，宜采用下限值第27页/共52页28二、排风量计算 洁净室内产生有害物的工艺操作，通常在通风柜内进行，其排风量L（m3/h）按下式计算：L=3600 v（AB）AB操作孔（工作口）的有效面积，m2 v操作孔（工作口）的断面风速，m/s 第28页/共52页29v按以下数值取： 无毒有害气体0.30.5m/s 有毒有害气体0.71.0m/

12、s 剧毒有害气体1.21.5m/s第29页/共52页30三、新风量计算 空气净化系统的新风量在满足卫生要求的条件下，还用以维持正压、局部排风以及补充系统漏风。 从卫生角度考虑，主要用以稀释空气中的有害气体和气味。平衡以后的稀释空气量为：310)0cc(LQ第30页/共52页31式中： L室内发生的有害气体量（m3/h） c大气中该有害气体浓度（L/m3） c0控制后的该有害气体浓度（L/m3） 对于经常而又较多地产生有害气体的洁净室，应根据国家有关卫生标准，确定上述各量。对于一般洁净室，则主要以CO2为准。第31页/共52页32洁净厂房设计规范规定： 洁净室内应保证一定的新鲜空气量，其数值取下

13、列风量中的最大值：1、补偿室内排风和保持室内正压值所需新鲜空气量之和； 2、保证洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40m3。 第32页/共52页33 3、乱流洁净室为总送风量的10%30%； 层流洁净室为总送风量的2%4%； 四、洁净室正压值的确定 1、缝隙法 洁净室维持不同正压值所需风量Q按下式计算： Q=a（qLqL） （m3/h）第33页/共52页34a根据围护结构气密性确定的安全系数， 取1.11.2；q当洁净室为某一正压值时，其围护结 构单位长度缝隙的漏风量，m3/hm （见下表）；L围护结构的缝隙长度，m；2、换气次数法 设计时正压风量可根据正压值和房间换气次数确定。第34页/共

14、52页维护结构单位长度缝隙的漏风量q（m3/hm）压差压差（Pa）门门 窗窗 形形 式式 非密非密闭门闭门 密闭门密闭门 单层固定单层固定密闭木窗密闭木窗 单层固定单层固定密闭钢窗密闭钢窗 单层开启单层开启密闭钢窗密闭钢窗 传递窗传递窗 壁壁 板板 漏风量（漏风量（m3/hm） 4.91741.00.73.52.00.39.82461.51.04.53.00.614.73082.01.36.04.00.819.63692.51.57.05.01.024.540102.81.78.05.51.229.444113.01.98.56.01.434.348123.52.19.07.01.539.25

15、2133.82.310.07.51.744.155154.02.510.58.01.949.060164.42.6 11.59.02.0第35页/共52页洁净室正压值与房间换气次数的关系室内正压值室内正压值（Pa）有外窗气密性有外窗气密性较差的洁净室较差的洁净室（次（次/h）有外窗气密性有外窗气密性较好的洁净室较好的洁净室（次（次/h）无外窗土建式无外窗土建式洁净室洁净室（次（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.

16、23.244.155.74.73.449.056.55.33.6第36页/共52页37五、室内计算参数的确定1、洁净室内的计算温、湿度，应符合下列规定：（1）满足工艺使用要求；（2）当生产工艺无温、湿度要求时，洁净室温度为：2026 （冬季取下限，夏季取上限），湿度小于70%；（ 3 ） 人 员 净 化 用 室 和 生 活 用 室 温 度 为1628 ，（冬季取下限，夏季取上限）。第37页/共52页38 2、大气尘浓度 （1）对于高效空气净化系统，为了在任何室外条件下（除去极严重污染的特殊情况），都能保证 洁净室的安全，设计大气尘浓度取M=106粒/L （2）对于中效空气净化系统，由于洁净室含

17、尘浓度受大气尘浓度影响很大，按M=106粒/L设计是很不经济的，所以可按分区方法取不同值。第38页/共52页39工业城市（污染地区） 3105粒/L （0.31mg/m3）工业城市郊区（中间地区） 2 105粒/L （0.10.3mg/m3）非工业区或农村（清洁地区） 1 105粒/L （0.1mg/m3）第39页/共52页403、室内单位容积发尘量（1）人静止（或基本静止）时： Gm=0.4105（1/P/F）式中： 0.4105人体单位容积发尘量，粒/m3分； P室内人数； F室内面积，m2； 相当于1个人静止发尘量时的建筑面积，一般取=8。第40页/共52页41（2）人活动时： 一般认为

18、一个人在室内活动时的发尘量为其静止时的5倍（平均值），则： Gn=2105（ 1/P/F ）式中： =40第41页/共52页42六、洁净度的计算1、均匀分布理论法 设一非单向流洁净室，如图所示，图中：M：大气含尘浓度，粒/L。V：洁净室容积，m3；n：换气次数，次/h；N：室内稳定含尘浓度，粒/ L；G：室内单位容积发尘量，粒/m3min；N0：室内原始含尘浓度，即t=0时的含尘浓度，粒/L；N t：某时间t（min）的室内含尘浓度，粒/L；第42页/共52页43 S：回风量与全风量之比； 1：初级过滤器效率； 2：中级过滤器效率； 2：末级过滤器效率。 新风通路上过滤器的总效率为n： n=1

19、（1 1 ）（1 2 ）（1 2 ） 回风通路上过滤器的总效率r为： r=1（1 2 ）（1 3 ）第43页/共52页44当t时，稳定的含尘浓度N为：2、不均匀分布理论法洁净室含尘浓度NV（粒/L）为：)1(S1(n)1)(S1(Mn10G60Nrn3 )VV)(11(n10G60NNb3SV 第44页/共52页45式中：NS：送风含尘浓度，粒/L； NS = N tS（1- r）+M（1-S）（1- n） 由于N t比M小得多，所以 NS M（1-S）（1- n）G：单位容积发尘量，粒/m3min；n：根据均匀分布理论计算确定的换气次数，次/h；第45页/共52页46：主流区发尘量与总发尘量

20、之比，G a：主流区发尘量，粒/min；G b：涡流区发尘量，粒/min；G0：总发尘量，粒/min； ：涡流区至主流区的引带风量与送风量之比， =Q/QQ：涡流区至主流区的引带风量，L/min； Q：送风量，L/min；Vb：涡流区容积，L； V：洁净室容积，L。0abaaGGGGG 第46页/共52页47洁净室NVn通式的物理意义： 在NV定义式中，N=NS+60G10-3/n为尘粒均匀分布条件下的含尘浓度。 令不均匀系数 该式代入上述NV式中，则 NV=NS+60G60G10-3/n)VV)(11(b 第47页/共52页48由于NS（送风含尘浓度）很小，所以上式变为： 由该式可以看出：按不均匀分布理论计算的含尘浓度等于按均匀分布理论计算的含尘浓度乘以不均匀系数。 若 、V b/V不便于确定时，可由下表确定：N)n10G60N(N3SV 换气次换气次数数n10204060801001201401601802001.51.221.161.060.990.90.650.