实验室通风系统调试规范

实验室通风系统调试规范作为一名在暖通行业干了快十年，经手过近百个各类实验室通风项目的老调试员，我太清楚调试这一步对整个实验室通风系统有多重要了。实验室里经常会用到各类有毒有害、易燃易爆的气体或者试剂，通风系统就是实验人员身边最重要的安全屏障，如果调试不到位，要么风量不够有毒气体排不出去，伤了人的身体，要么风量太大浪费电噪音还大，要么压力不对导致有害气体扩散污染其他区域，这些问题我见过太多了，所以一套标准清晰的调试规范，不仅是项目验收的要求，更是对一线实验人员安全的保障。本文从调试前准备、分步调试流程到调试验收收尾，梳理出一套完整可落地的实验室通风系统调试规范，给同行和相关从业人员做参考。1调试前的准备工作调试工作不是上来就开风机测数据，准备工作做不扎实，后面大概率要走弯路，甚至出安全问题，我就吃过没核对图纸的亏，所以准备阶段一定要把这几项工作做足。1.1技术资料核对拿到项目第一步，先把全套技术资料理清楚，包括通风系统的设计施工图、设计说明书、设备生产厂家的说明书和参数手册、风管和部件的验收记录，最重要的是要明确各个不同区域、不同风口的设计风量要求，比如哪个区域是化学实验室要多大排风量，哪个是洁净样品室要保持正压，通风柜要求的面风速是多少，这些核心参数一定要提前记牢。我之前在一个区县的疾控中心实验室调试，施工队完工的时候把设计图弄丢了，只留了一张大概的草图，结果我们对着现场调了整整两天，最后发现万向抽气罩的设计风量比我们调的大了一倍，白忙活一天不说，还差点耽误了甲方的使用时间，所以资料核对这一步真的省不得。如果现场有施工变更，一定要让施工方提供变更后的图纸，核对清楚风口位置、风管管径、风机参数有没有变动，不能凭着经验瞎调。1.2现场施工条件核查资料核对完了就要去现场核查施工完成情况，首先要看整个通风系统的风管是不是全部安装完成，所有的接口是不是都做了密封处理，支吊架是不是都固定牢固了。然后检查所有的设备，风机、过滤器、阀门、执行机构这些是不是都按要求装好了，供电线路是不是接好了，绝缘测试合不合格，能不能正常送电。接下来要逐个检查风口和阀门，手动阀门能不能灵活开关，有没有卡涩或者掉零件的情况，电动阀门的控制线是不是接对了，能不能接收到控制信号。最后还要检查实验室的围护结构，门窗能不能正常关闭，缝隙过大的地方是不是做了密封处理，因为调试房间压力的时候，如果围护结构漏风太大，测出来的数据根本不准，另外实验室里面的实验台、家具这些都要安装到位，不能挡住风口或者通风柜的进风面，不然也会影响调试结果。1.3工具与人员准备调试要用的工具一定要提前准备好，而且要确保工具是经过校准合格的，不然测出来的数据偏差太大，等于白测。常用的工具有叶轮风速仪或者热球风速仪，用来测风口风速和面风速，还有微压计用来测房间压力差，皮托管用来测风管里的风量，噪音仪用来测室内噪音，震动仪用来测风机的震动，还有卷尺、记号笔、记录本这些小工具也要备齐。人员方面，调试不能一个人干，至少要配两名调试人员，一个负责现场测量操作，一个负责记录数据和观察设备运行情况，如果涉及到电气调试，还要有持证的电工在场配合，防止出现触电或者设备烧坏的问题。另外如果实验室还有残留的化学品或者有害气体，调试人员一定要配好防毒口罩、防护手套这些防护用品，保障自身安全，毕竟安全永远是第一位的。2系统分步调试流程准备工作全部确认到位之后，就可以进入正式的调试流程了，我们一般遵循从单机到系统、从主干到分支、先测试再调整的顺序一步步来，不会跳步，毕竟跳步很容易出问题。2.1单机试运转调试首先要做的就是单个设备的试运转，确认单个设备都能正常工作，再连起来调整个系统，不然整个系统开起来才发现某个设备坏了，还要拆下来修，耽误时间。2.1.1风机单机试运转风机是整个系统的心脏，第一步先调它。通电之后先点动一下风机，马上停下来，看看风机的转动方向对不对，有没有异响或者异常的震动，如果方向反了，马上调相序，方向对了再试转。点动没问题之后，就让风机连续运转几分钟，停下来检查轴承有没有发热，连接部位有没有松动，都没问题的话再做连续试运转，按照规范要求，连续试运转不能少于2小时，运转过程中要每隔十五分钟记录一次轴承温度和风机的输入电流，轴承温度不能超过设备说明书的要求，电流也不能超过额定电流，如果电流超标，大概率是风管阻力太大或者风机装配有问题，要停下来排查，不能硬着头皮运行，不然会烧坏电机。2.1.2阀门与执行机构调试风机试完了就挨个调所有的阀门和执行机构，手动阀门要逐个开关，测试开关是不是灵活，开到最大和关到最小的位置是不是到位，有没有松旷的情况，如果有开关不顺的，要提前调整或者更换，不能留到后面调风量的时候再处理。电动和气动阀门，要配合控制系统测试，从控制室发打开和关闭的信号，看看阀门能不能准确动作，到位之后有没有反馈信号，位置对不对，我之前遇到过一次，执行机构和阀门连接的螺栓松了，控制室显示阀门已经完全关闭，其实阀门只动了三分之一，导致整个支路的风量降不下来，其他支路风量不够，调了半天才找到问题，所以这一步一定要逐个试，不能偷懒。2.1.3风口调节阀预调所有阀门调完之后，把每个风口的调节阀都预先开到大概二分之一到三分之二的位置，做好记号，方便后面调整风量平衡，不要一下子开到最大或者关很小，给后面的调整留够空间，这个是我多年做调试攒下来的小经验，预调之后再细调，效率会高很多。2.2系统漏风量测试单机试运转没问题，接下来就要做系统漏风量测试，这一步是很多小项目容易跳过的，但偏偏是影响系统性能和安全的关键一步。2.2.1测试区域划分我们一般会把整个系统分成干管段、支管段分别测试，尤其是排风系统，特别是通风柜的排风支管，一定要单独测，因为排风系统是负压，如果漏风，就会把风管里的有害气体漏到吊顶或者走廊里，扩散到整个建筑，后果很严重。我之前遇到过一个高校化学实验室，通风系统完工之后没做漏风测试，投入使用大半年，总有老师说进实验室就头晕，找了好久原因，最后拆开吊顶才发现，排风干管有一个接口没密封好，漏出来的有机废气一直积在吊顶里，慢慢散到各个房间，想想都后怕，所以漏风测试真的不能省。2.2.2测试与漏点处理现在常用的是正压测试法，把测试段风管的两端封死，接入风机加压到要求的测试压力，稳定之后测量单位时间的漏风量，和规范要求的允许漏风量比对，一般实验室通风系统多是低压或者中压系统，只要漏风量在允许范围内就算合格。如果漏风量超标，就要找漏点，常用的方法是发烟法，用烟雾发生器往风管里打烟，看哪里漏烟，或者用肥皂水刷在接口位置，看有没有起泡，找到漏点之后，用密封胶或者密封胶带补好，补完之后重新测试，直到合格为止。2.3系统风量与压力调试漏风量合格之后，整个系统的基础就没问题了，接下来就是最核心的风量平衡和参数调试了。2.3.1总风量测定先把所有的风口阀门都打开，启动整个系统，让系统连续运行十五分钟以上，等运行稳定之后，测量风机的总送风量和总排风量，测量结果和设计值对比，偏差不能超过设计值的百分之十，如果偏差太大，就要找原因，是风机选型不对，还是风管堵了，或者漏风太大，解决了之后再重新测，总风量合格才能进行下一步。2.3.2风量平衡调整总风量合格之后，从干管到支管再到风口一步步调整，遵循“先主干后分支，先大风口后小风口”的顺序，我们做实验室调试，一般优先保证通风柜、万向抽气罩这些局部排风设备的风量，再调整全面通风的送排风口。这里最关键的就是通风柜的面风速，按要求一般要控制在0.3m/s到0.5m/s之间，风速太低，有害气体克服不了柜内的负压，会从柜门开口溢出来，伤害实验人员，风速太高，不仅会浪费电，增大噪音，还会在柜门口形成紊流，反而把柜内的气体带出来，所以这个范围一定要卡准。我调试的时候，一般会测柜门不同开度下的面风速，柜门开到三分之一、二分之一、最大开度都要测，保证所有开度下面速都符合要求，不能只测一个开度就完事。2.3.3房间压力梯度调整风量调完之后就要调房间的压力梯度，这个也是很多项目容易忽略的点，不同功能的实验室对压力要求不一样，存放有毒有害试剂或者做有害实验的房间，必须保持负压，也就是房间压力比外面的走廊低，防止有害气体流出去，污染其他区域；而洁净实验室、样品存储室这些需要保持干净的房间，要保持正压，也就是房间压力比外面高，防止外面的脏空气进来。不同等级的房间之间也要有压力差，一般相邻房间的压力差要在5Pa到10Pa之间。我之前听说过一个微生物实验室，就是因为压力梯度调反了，阳性对照室的压力比隔壁的样品准备室高，导致带菌的气溶胶飘到准备室，整批样品都污染了，几十万的实验打了水漂，所以这个压力梯度一定要调好，测准，不能错。调整的时候就是通过改变送风量和排风量的比例，慢慢调到要求的压力差，多测几次，稳定了才算合格。2.4专项功能调试基础参数调完之后，还要针对系统的不同功能做专项调试，确保所有功能都符合要求。2.4.1联动功能调试现在大部分实验室通风系统都带联动功能，比如打开通风柜柜门，系统自动增大排风量，关闭柜门就自动降低风量，达到节能的目的，还有特殊情况的时候会自动关闭通风阀或者切换风机转速，这些联动功能一定要逐个测试，模拟不同的工况，看看联动是不是准确，反应是不是灵敏，有没有误动作的情况。2.4.2变风量系统调试现在越来越多的实验室用变风量系统，变风量系统要测试不同负载下的运行情况，比如只开一个通风柜，开三个通风柜，所有通风柜都打开，测试不同工况下系统的风量调整速度，各个风口的风量是不是稳定，压力波动是不是在允许范围内，有没有明显的噪音或者异响，调整完之后稳定运行一段时间，确认没问题才行。2.4.3噪音与震动测试最后还要测实验室里面的噪音，一般要求实验室里面的噪音不能超过60分贝，如果噪音太大，实验人员待久了会头疼，影响工作，也伤身体。如果风机的震动太大，传到房间里，不仅有噪音，还有可能震松管道接口，导致漏风，所以如果震动或者噪音超标，就要检查风机的减震是不是做好了，是不是风机叶轮不平衡，调整减震垫或者做减振处理，直到合格。3调试后的验收与收尾工作所有调试都做完之后，就进入最后的验收收尾阶段了，这一步做好了，才能给项目画上一个圆满的句号。3.1调试数据整理汇总所有调试过程中的数据都要整理出来，包括每个风口的风量、通风柜的面风速、每个房间的压力、总送排风量、风机运行电流、轴承温度、噪音这些，都整理成清晰的记录，和设计要求还有规范要求一一比对，标注出哪些合格哪些不合格，不合格的地方整改完成之后，要重新测试，直到所有参数都合格才行，这份调试记录也是项目验收的重要资料，一定要留存好。3.2系统连续试运行调试合格之后，要让整个系统连续试运行至少72小时，试运行过程中每天都要检查设备的运行情况，记录电流、温度、运行状态，看看有没有异常的异响或者震动，各个参数是不是稳定，联动功能是不是正常，连续运行都没问题，才能算是调试合格。3.3交底与现场收尾试运行合格之后，要给甲方的运维人员做现场交底，告诉他们整个系统的基本情况，哪些阀门不能随便乱动，日常运行要注意什么，简单的故障怎么排查，比如调节阀动了之后会影响整个系统的风量平衡，没事不要乱调，这些注意事项一定要说清楚，避免后面用户乱调导致出问题。然后把现场整理干净，调试的时候拆的东西都装回去，把调节阀的位置固定好，防止不小心碰动，整个调试工作就完