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无尘洁净室技术应用的几个热点

宝正网-制药机械设备【www.baozheng360.com】 / 2014-10-15

   无尘洁净室的气流速度/换气次数,一直是洁净室设计中受到关注的问题,随着洁净室污染源的控制效果增加及末级过滤器效率的提高等,对有关规范、导则等提出的推荐或参考值是否偏于保守,已有不少讨论;FFU在应用中人们担心的噪音、损坏维修等问题已在实践中得到解决,随着FFU的不断改进,对是否采用FFU回风系统也是个热点:悬浮分子污染(AMC)的控制在微电子及IC工业中已日益提到日程上来,受到关注。以下对这些问题的情况分别作归纳和分析。

  无尘洁净室内一定洁净度下气流速度的确定,随洁净室用途等具体情况而异,它不仅受室内发尘量及过滤器效率还受其他因素影响,就工业洁净室而言,影响洁净度及选择气流速度的因素主要是:

  (1)室内污染源:建筑物组件、人员数量及操作活动、工艺设备、工艺材料及工艺加工本身等都是尘粒释放源,根据具体情况而异,变化很大;

  (2)室内气流流型及分布:单向流要求均匀、平等的流线,但会受到工艺设备布置和位置变动及人员活动情况等的干扰形成局部涡流;而非单向流要求充混合,避免死角及温度分层;

  (3)自净时间(恢复时间)的控制要求:洁净室中事故释放或带入污染物或空气气流的中断或正常操作时的间歇性对流气流或人及设备的移动等都会造成洁净度的恶化,恢复到原来洁净度的自净时间决定于气流速度;对自净时间的控制要求取决于此时间框架内(恶化的洁净度下),对产品生产的质量及成品率影响的承受能力;

  (4)末级过滤器的效率:在一定的室内发尘量下,可采用较高效率的过滤器以降低气流速度;为节能应考虑采用较高效率的过滤器,并降低气流速度,或采用较低效率的过滤器并采用较高的气流速度,以求流量与阻力的乘积最小;

  (5)经济性考虑:过大的气流速度造成投资及运行费用的增加,合适的气流速度为以上诸因素合理的综合,过大往往不必要,亦不一定有效果;

  (6)对洁净度要求低的洁净室,有时换气次数决定于室内排热的要求。

  FFU系统的应用

  FFU在使用寿命及维护上已经实践证明无可担心。当前其改进主要是:

  (1)采取均流及减少噪音的措施,噪音可在50db以内;

  (2)电动机采用DC/EC(电子整流电机),以耗较原交流电机节约近50%,因为小风机所用小容量(功率<1/2HP)的交流电机,一般皆为电容分相式或隐极式,其效率仅40%左右,而DC/EC电机的效率可达75~80%;在调速控制上可每台单独的以过滤器降压进行控制以节约能耗,但目前投资回收期尚长而未广泛采用,一般常用分组群控或全部群控。

  (3)但FFU出口静压不能过大,一般采用出口风速成0.38m/s,此时其静压一般在250Pa以内。

  FFU回风系统与其他方式相比的优点

  优点:

  (1)灵活性大,便于改造;

  (2)占用建筑物空间较少;

  (3)洁净室内空气压力大于回风静压室,排除静压室对洁净室污染的可能性。

  缺点:

  (1)要求回风道全部阻力(包括多孔地板、格栅及风道)、干表冷器阻力及末级过滤器的阻力(在初阻力时),总共应控制在165Pa左右,以满足运行时最大阻力在250Pa以内。因此干表冷器的传热面积要较大,回风道尺寸亦要较大,多孔地板及格栅等的阻力要小,一般作法是:控制干表冷器阻力在50Pa左右,回风道阻力在15Pa以内,否则就需要再增设加压风机系统,这就是降低了FFU系统的综合优点。

  (2)采用DC/EC电机后,单位风量的能耗可能比当前一般大型离心风机的集中系统为低,但已有研究指出,比采用改进后的大型轴流风机的回风系统的能耗还是要高。因此需要注意大型轴流风机的效率提高及其系统的阻力降低的因素。

  (3)一般FFU系统由于单位风量的能耗较大,因此洁净室的冷负荷亦相应增加。

  具体情况下的评价

  (1)FFU用于老建筑物改造成洁净室时,其综合经济性一般往往可取。

  (2)洁净度要求严的洁净室,末级过滤器满布率100%时,对大的系统采用FFU,当前还是不经济的;对小系统有意义作具体比较。

  (3)对洁净度要求不甚严的洁净室,末级过滤器满布率≤40%时对大系统综合经济性往往相差不多,但对IC工厂而言FFU系统的灵活性是重要的,因此当前IC工厂对过滤器满布率≤40%时,采用FFU系统已经普遍。

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