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洁净车间关键区及其周边受控区净化方式的探讨

发布时间:2019-11-28      点击次数:2269

一、关键区即核心操作区,应采用单向流净化方式。
1、关键区(*区)通常是在受控环境下(B级背景下)的局部区域,有7种方式:
(1)工艺设备自带层流送回风系统式。
(2)大系统式。
(3)小系统式。
(4)层流(单向流)罩式。
(5)阻漏层、FFU、送风口(普通和无漏)等末端装置式。
(6)小室式。
(7)隔离器与隔离装置。
2、工艺设备自带层流送回风系统式
许多小容量水针灌装设备自带层流送回风系统(层流罩)。一般多为透明围挡,围挡上部送风,围挡下部开口回风,回风多在灌装口以下,送风多取自从室内或从围挡上面的静压箱上开采风口。
其优点是系统简单,但有不少设备需要在围挡上开设人工参与操作的口,做不到全封闭,人工干扰洁净度的风险较大,且国内设备以前的设计风速均达不到新版GMP的要求。由于风机在层流罩中(室内),如果按新要求设计,噪声易超标。
3、大系统式
在一洁净车间中设一局部*区,并将局部*的送回风都纳入大系统中,如下图所示。A区的垂帘可以是敞开式也可以是到地面的封闭式。

其优点是噪声小,也不用单设机房,但由于局部*风量大,使得这些房间不是过冷就是过热。有时这种生产车间的产品具有特殊性,如有强致敏性,所以纳入包含其他房间送风的大系统不合适。如果一定要这样做,尽量使局部*靠近机房,这样可以缩短大管径送回风管的长度。
4、小系统式
使该系统局部*送回风自成独立系统,这是常用的一种方法。局部*的垂帘可以到底,也可以不到底。


其优点是可以解决风机压头、风量不匹配问题。
5、层流(单向流)罩式
一般层流罩都是上送风侧上回风,如下图所示。
由于回风紧靠送风面,非常容易造成气流短路。因此,作为中小面积中的局部*,不应推荐使用上送上回层流罩。

如果选用层流罩方式,则尽可能改变其上回风方式:
(1)可将上部回风口封死,在贴近顶棚的层流罩顶部另开回风口,如下图。此回风口连接管道引向房间的侧墙,在侧墙上做回风夹道,从下部开回风口。

(2)如果层流罩已经安装好,并且操作允许,可在其四周加垂帘,尽可能。垂到地面,这样对于罩下的帘内空间来说,就变成上送下回了,其前提是罩外没有重要的操作,只是人的活动空间而已。如下图:

6、阻漏层等送风末端
(1)阻漏层送风末端及阻漏层送风口具有减少层高,防止泄露,对乱流可扩大主流区,风机和过滤器与风口分离,方便安装和维修等特点,凡用层流罩的地方均可用它代替。
其优点是可以消除安装边框和滤芯的泄露,而后者是其他方法都不能解决的。
(2)FFU就是风机过滤器送风单元
其优点是设计简单,过滤器边框不会由于边框问题而泄露,关停灵活。但电能消耗比较大,噪声大,对于风速的要求很难长时间达标,必须勤换过滤器或加大风机压头才能保持要求的风速,在高风速时噪声往往超标。
(3)也可以用送风口相连组成小面积层流区域。
7、小室式
将设备置于单向流洁净小室内,小室可以是刚性或柔性维护结构,也可以是现成产品。
8、隔离器与隔离装置式
隔离器就是采用严密构造和动态手段在确定的容积内部和外部之间创造可靠隔离水平的设备。
隔离器包括隔离器本体和传递装置。
隔离器和洁净空气罩、密封箱室、微环境同属隔离装置。
隔离器应为单向流。对外保持微正压,达到5级洁净度(*),外部环境不低于8级洁净度(D级)。
二、受控的周边区(如B级区)净化方式应根据关键区(如A区)条件确定。
1、实现周边区的要求与以下因素相关:
(1)房间各种设备材料和建筑表面的发尘量;
(2)房间面积与关键区面积之比,关键区在房间的相对位置;
(3)关键区的回风是否对周边区的实现有贡献;
(4)周边区送风口和回风口的布置方式,包括送风口在顶棚上布置的位置、送风口个数、送风口面积与顶棚面积之比;包括回风口在房间双侧布置还是单侧布置回风口面积大小。
2、关键区的不同结构形式将影响周边区的风口布置。
(1)关键区基本上是处于封闭到地的情况,如下图:

这种情况下,从关键区出来的气流基本被周边区的回风口短路,所以可不考虑关键区气流对周边区的贡献,可视为安全系数加大,周边区需单独布置风口。
(2)关键区全敞开的情况,如下图:

如果关键区送风速度按0.45m/s考虑,当关键区送风量可以满足不均匀分布计算的88.1次/h时,关键区面积ym
和全室面积xm2之比(假定室高为2.8m):

即关键区面积达到全室面积1/6时,周边区无送风也可达到5级,为安全计,取1/5。若关键区送风速度还高,则1/5这一数字更安全。
(3)关键区自循环或自循环加周边区回风的情况,如下图:

如果关键区全部自循环,或有周边区回风但回风量远小于自循环风量,则周边区中全部或大部分为关键区回风,回风洁净度显然比(2)中的送风洁净度要差。因此,当周边区不设送风时,关键区占全室面积之比要大于(2)中的比例,周边区才有望达到5级。
(4)关键区在工作面以上,并至顶全封闭的情况,如下图:

设此时围挡里台面高40cm,或者离检测的工作区截面尚有40cm。因为测定时一般在地面以上80cm左右的工作区截面采样,所以此时的关键区气流基本可以覆盖周边区工作面高度,但毕竟周边上部涡流会较多,由于条件复杂不便计算,所以周边区宜按(1)的原则设送风口,即使关键区有自循环,也只宜看作安全系数。
3、周边区实现静态非单向流5级和动态非单向流7级的空气净化系统方式有以下几种:
(1)双系统送风方式
当动、静态换气次数相差较大时,经过经济考虑,可按动、静态分设两个系统:
动态换气次数下只1个动态系统运行,有新风、有回风,系统内有空调设备。
静态换气次数下另1个静态系统也运行,只有室内自循环,换气次数按:静态换气次数--动态换气次数选用。系统内无空调设备。
动态时风口少,静态时风口多。
(2)单系统送风方式
系统和风口按静态换气次数设计,通过变频,在动态时下调风量。
(3)单系统送风加自净器方式
1)柜式自净器设于墙板后面夹道中,上侧送风,同侧下回风,如下图:

2)柜式自净器设于室内,如下图:
 
3)任何自净器按可能位置布于室内。


 


 

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