無(wú)塵室氣流控制問(wèn)題

2019-12-12 08:48 昆山清陽(yáng)凈化系統工程有限公司

潔凈廠(chǎng)房裝修施工規范-潔凈車(chē)間裝修施工-無(wú)塵室裝修設計-工廠(chǎng)裝修公司

根據我國《潔凈工廠(chǎng)裝修規范》（GB 50073-2001）規定不同級別的非單向流無(wú)塵室工程、潔凈室工程、無(wú)菌室工程等送風(fēng)量的計算所需的換氣次數以及無(wú)塵室工程的氣流速度/換氣次數，一直是無(wú)塵室工程設計中受到關(guān)注的問(wèn)題，隨著(zhù)無(wú)塵室污染源的控制效果增加及末端過(guò)濾器效率的提高等，對有關(guān)規范、導則等提出的推薦或參考值是否偏于保守，已有不少討論；FFU在應用中人們擔心的噪音、損壞維修等問(wèn)題已在實(shí)踐中得到解決，隨著(zhù)FFU的不斷改進(jìn)，對是否采用FFU回風(fēng)系統也是個(gè)熱點(diǎn)：懸浮分子污染（AMC）的控制在微電子及IC工業(yè)中已日益提到日程上來(lái)，受到關(guān)注。以下昆山清陽(yáng)潔凈工程對這些問(wèn)題的情況分別作歸納和分析。

關(guān)于無(wú)塵室工程的氣流速度

1、有關(guān)推薦或參考值的應用

無(wú)塵室內一定潔凈度下氣流速度的確定，隨無(wú)塵室用途等具體情況而異，它不僅受室內發(fā)塵量及過(guò)濾器效率還受其他因素影響，就工業(yè)無(wú)塵室工程而言，影響潔凈度及選擇氣流速度的因素主要是：

(1)無(wú)塵室內污染源：建筑物組件、人員數量及操作活動(dòng)、工藝設備、工藝材料及工藝加工本身等都是塵粒釋放源，根據具體情況而異，變化很大；

(2)無(wú)塵室內氣流流型及分布：?jiǎn)蜗蛄饕缶鶆?、平等的流線(xiàn)，但會(huì )受到工藝設備布置和位置變動(dòng)及人員活動(dòng)情況等的干擾形成局部渦流；而非單向流要求充混合，避免死角及溫度分層；

(3)自?xún)魰r(shí)間（恢復時(shí)間）的控制要求：無(wú)塵室中事故釋放或帶入污染物或空氣氣流的中斷或正常操作時(shí)的間歇性對流氣流或人及設備的移動(dòng)等都會(huì )造成潔凈度的惡化，恢復到原來(lái)潔凈度的自?xún)魰r(shí)間決定于氣流速度；對自?xún)魰r(shí)間的控制要求取決于此時(shí)間框架內（惡化的潔凈度下），對產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量及成品率影響的承受能力；

(4)末級高效過(guò)濾器的效率：在一定的室內發(fā)塵量下，可采用較高效率的過(guò)濾器以降低氣流速度；為節能應考慮采用較高效率的過(guò)濾器，并降低氣流速度，或采用較低效率的過(guò)濾器并采用較高的氣流速度，以求流量與阻力的乘積最??；

(5)經(jīng)濟性考慮：過(guò)大的氣流速度造成投資及運行費用的增加，合適的氣流速度為以上諸因素合理的綜合，過(guò)大往往不必要，亦不一定有效果；

(6)對潔凈度要求低的無(wú)塵室裝修工程，有時(shí)換氣次數決定于室內排熱的要求。以上因素，皆很難量化，只能分析對比并估計。因此在工程應用中，對無(wú)塵室的氣流速度往往參照有關(guān)規范、導則等的推薦或參考值，再按具體情況估計以上各影響因素進(jìn)行綜合考慮后確定。氣流速度用于單向流無(wú)塵室；非單向流無(wú)塵室宜用換氣次數，因為其氣流速度難于測準；亦有用末級過(guò)濾滿(mǎn)布率來(lái)反映的，可用于各種氣流流型的無(wú)塵室，一般滿(mǎn)布率100%相對于流速0.5m/s（100fpm），25%相對于0.125m/s（25fpm）。當前有關(guān)規范、導則等的推薦或參考值。

注：

A、ISO14644-4對于氣流速度/換氣次數是明確作為參考資料的，表中所列僅適用于微電子及IC工廠(chǎng)；對制藥廠(chǎng)只列ISO5級氣流速度>0.2m/s，對ISO6～8級皆未列出參考值。

B、（M）指混合流，N指非單向流；*指對污染源已采取有效的隔離措施的潔凈區。 表1中有關(guān)氣流速度和換氣次數的推薦或參考值，應該說(shuō)是經(jīng)驗的反映。如ISO/DIS14664-4提出的數值皆明確適用于那類(lèi)無(wú)塵室的；IEST的推薦值亦是被一些權威機構認為僅適用于半導體工廠(chǎng)。由于具體情況變化較大，有的經(jīng)驗值可能已不適合當前的室內塵源控制措施及過(guò)濾器效率提高的情況。

2、對有關(guān)推薦或參考值的討論近年來(lái)不少人通過(guò)實(shí)驗認為這些推薦或參考值過(guò)于保守，其論點(diǎn)可歸納為：

(1)潔凈室內氣流的橫向擴散只在甚低的流速下才有可能，單向流在合理的氣流組織下，流速0.05～0.1m/s就足夠帶走污染物，在此流速下亞微米粒子的擴散性能遠低于對流性能；而大于0.36m/s的氣流速度反而易千百萬(wàn)渦流，引起污染物的再卷入。因此，無(wú)塵室的理想自?xún)魰r(shí)間Tr=體積/流率，到一定值后由于污染物的再卷入，再增大氣流速度，實(shí)際的Tr并不再有明顯的減少。

(2)末級過(guò)濾器的效率對潔凈度的影響是值得起注意的。有的氣流速度/換氣次數推薦或參考值對末級過(guò)濾器效率提高的因素往往沒(méi)作考慮。當前HEPA/ULPA的效率從99.67%、99.99%、99.999%、99.9995%直至8個(gè)9以上都可選擇。其效率對氣流速度的影響除以上已提及外，以下方面亦值得引起注意，在非單向流情況下，按衡釋原理的無(wú)塵室內含塵濃度穩定公式可以得出：

(a)室內發(fā)塵量較高時(shí)，末級過(guò)濾器效率的變化對潔凈度影響甚微，因此在這種情況下，過(guò)高的過(guò)濾效率是無(wú)必要的。

(b)室內發(fā)生塵量較低的情況下，采用低的氣流速度下，末級過(guò)濾器效率的變速器變化，對潔凈度的影響增大。以上情況可以引用的圖1a～1c看出。 作圖有關(guān)數據：新風(fēng)進(jìn)末過(guò)濾器前的含塵濃度1.75×106個(gè)/m3 室內發(fā)生量:G1=350個(gè)/m3.min G2=3500個(gè)/m3.min G3=35000個(gè)/m3.min G4=350000個(gè)/m3.min 新風(fēng)量對于全空氣量的比率0.03 當前有的IC工廠(chǎng)其ISO5級(0.3μm)的無(wú)塵室工程，采用FFU系統,帶ULPA(99.9995%,0.12μm)，出口風(fēng)速為0.38m/s，其滿(mǎn)布率為25%，這樣室內平均氣流速度為0.095m/s，在各有關(guān)推薦或參考值的下限下。此無(wú)塵室工程的工藝加工在微環(huán)境內無(wú)塵室的人員亦較少，可以認為無(wú)塵室內發(fā)生較低，這種情況下采用低的氣流速度可能是可取的。據報道，目前IEST對無(wú)塵室內氣流速度推薦值的下限有所降低，如： ≤ISO5級：氣流速度0.2～0.5m/s； ISO6級或5級（非單向流）；換氣次數＞200次/h； ISO7級：換氣次數20～200次/h; ISO8級：換氣次數2～20次/h。