第二章 药厂洁净室通风空调与空气净化课件.ppt
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1、第二章 药厂洁净室通风、空调与空气净化,本章内容 2.1 概述 2.2 药厂洁净室通风常用系统 2.3 净化空调系统的主要零部件和设备,2.1 概述,GMP所应用的空气洁净技术,就是由处理空气的空调净化的设备、输送空气的管路系统和用来进行生产的洁净环境洁净室三大部分构成。,首先,由送风口向室内送入干净空气,室内产生的尘埃被干净空气稀释后强迫其由回风口进入系统的回风管路,在空调设备的混合段和从室外引入的经过过滤处理的新风混合,再经过空调机处理后又送入室内。室内空气如此反复循环,就可以在相当一个时期内把污染控制在一个稳定的水平上。,2.2 药厂洁净室通风常用系统,主要内容2.2.1 常规循环风系统
2、2.2.2 全新风系统2.2.3 有连续局部排风系统2.2.4 有间歇局部排风系统,2.2.1 常规循环风系统,图2-1 常规循环风系统,其特点是: (1)新风经过处理与回风混合后送入洁净室新风过去都用粗效空气过滤器过滤。这一做法现在已得到发展:新风本身经过粗效、中效和亚高效过滤器组合的新风处理装置(或称净化新风机组)的过滤。这样做的结果大大减少了系统中有关部件例如加热器、表冷器等的堵塞,而堵塞现象曾造成室内新风量锐减、人员晕厥的事件发生。,净化空调系统新风量远大于一般空调系统, 系统中尘粒的90多来源于新风,而尘粒又是细菌的载体,富含细菌需要的营养,因此将给系统带来污染。 所以,新风处理是系
3、统中的重要环节。新风过滤采用粗效、中效、亚高效三级过滤是最理想的做法, 而在其他国标如医院洁净手术部建设标准和医院洁净手术部建筑技术规范中已作了明确规定 。,(2) 在送风机之后、送风口之前,没有中效过滤器 即中效过滤器应设于风机正压段,就连系统中的消声器也应放在它的前面。这是因为这种中效过滤器又称预过滤器,是送风口上高效过滤器的保护者。 室内回风口上也必须设中效、最低为粗效的过滤器,这是防止系统和室内双向污染、气流倒灌、风口阻力微调和改善观瞻的需要。,(3) 在送风口上设有亚高效或高效过滤器 也就是说,亚高效或高效过滤器一般应设于最末端,这是净化系统区别于一般空调系统的最主要特征。(4) 净
4、化系统一般设单风机而不设双风机 因为双风机在回风系统阻力较小、系统阻力平衡没有做好或房间高度太高等的情况下,容易在室内形成负压,而室内正压是大部分洁净室所必须维持的。,2.2.2 全新风系统,图2-2 全新风系统,其特点是: (1) 全部空气量都来自室外,经过处理后送入室内。 (2) 室内的回风口不是把空气吸回系统,而是送入排风管道,由排风机或再经处理排至室外,每个房间可以单独排放,也可以几个房间联合排放。 (3) 排风量小于送风量时,室内保持正压,反之为负压。,2.2.3 有连续局部排风系统,图2-3 有连续局部排风的系统,其特点是: (1) 将生产部位散发的污染通过吸气罩集中后排至室外,或
5、经过处理再送入回风系统。吸气速度大则污染散逸至室内的就少,但消耗能量也大。 (2) 排出多少风量就要用多少新风补充。 (3) 排风量大于室内送风量时,室内为负压,反之为正压。,2.2.4 有间歇局部排风系统,这是为车间内局部有污染间歇产生而设计的见图2-4(a),(b)。例如: 当开启某设备时即发生污染,而这一设备是偶尔使用的。 又如车间有定期熏蒸消毒的要求,在消毒后需排风。但是应强调指出的是:对于洁净室和净化空调系统来说,一般巳无薰蒸消毒的必要。,图2-4(a)有间歇局部排风系统,图2-4(b)有间歇局部排风系统,图2-4 有间歇局部排风的系统,其特点是: (1) 一般是将生产部位散发的污染
6、通过吸气罩集中后排至室外,或回收后排至室外,而不再送入回风系统。 (2) 给室压控制带来困难,一般可使排风与新风(也可专设)匹配、联锁;或与回风匹配、联锁;或在送风上设变风量控制装置。,2.3 净化空调系统的主要零部件和设备,2.3.1 新风口2.3.2 排风口2.3.3 回风口2.3.4 风 道2.3.5 管件和阀门2.3.6 过滤器,2.3.7 送风末端2.3.8 加湿器和除湿机2.3.9 风 机2.3.10 空调设备2.2.11 净化新风机组,2.3.1 新风口,新风口也称室外采风装置,是系统的最始端,即进入新风的入口。 新风口设置地点的好坏,直接影响到系统空气处理设备负荷大小及过滤器寿
7、命长短,应该引起重视。 新风口应设置在室外空气比较干净的地点,即选择在含尘浓度较低又变化不大的地点。 为避免空气中的含尘浓度受地面的影响,新风口设置高度一般在离地515m处,至少也要高于34m 。,一般来说,要比普通空调系统和通风系统的进风口高。 如果新风口设置在屋面上,同样为避免屋面上灰尘的影响,应高出屋面1m以上。 另外,新风口无论在水平和竖直方向上都要尽量远离或避开污染源。 当然这应该在洁净厂房厂址选择时综合考虑,新风口可选择的地点毕竟有限。常规考虑,总是把新风口布置在污染源的上风侧。 如附近有排风口,则应尽量设在排风口的上风侧并低于排风口。一般排风口比新风口至少要高出2m。,为避免风雨
8、直接影响,新风口处常设薄钢板制作的百叶窗(不应用木制), 但应设置在容易清洗的地点,但应使进风口至新风阀之间管道距离尽量短而不拐弯,以免百叶窗上和管道内的积尘,使得新风合尘浓度波动太大。 对于净化空调系统来说,为了保证在系统停止运行时,减少室外空气对系统内污染,要求在新风口安装新风密闭阀。 有可能的话,应使送风机与新风密闭阀联锁。新风口的空气流通净面积,可根据新风量及风速确定,风速可在25m/s间选取。,2.3.2 排风口,净化空调系统中的排风口,是因生产工艺需要而设置的局部通风的排风口。 为在系统停止运行时,不致使室外空气对系统内污染, 尤其是局部通风的排风口,往往是直接通到洁净室内,要重视
9、在排风口设防止室外空气倒灌的装置。 常用的方法是在排风口设置止回阀、密闭阀、中效以上过滤器直至高效过滤器,以及水浴密封池等,都是一些较好的措施。,排风口的空气流通净截面积,也可按风速来确定,一般不宜小于1.5ms。 当然也不能太大,排风风速反映了出口动压损失。 另外,由于排出空气中常会有水蒸汽,在冬季为了防止在排出以前因温度下降而在排气口附近风管中结露结霜, 在排风风管的外露部分及排风口要考虑保温。,2.3.3 回风口,洁净室的回风口往往被忽视,前面已经讲过,回风口上应设过滤器(层), 最好是中效过滤器(层),对于有害粉尘,有时也设亚高效或高效过滤器。室内回风口速度应2ms,走廊回风口速度应4
10、ms。 回风口应有微调室内静压的可能,一般的百叶风口基本没有这个性能,因其叶片不便调节通气截面大小, 而且在调节叶片时,气流方向也随之改变,对于单向流洁净室,回风气流方向的变化,也能影响速度场和浓度场。,图2-5 FDK-1型定风向可调风量风口 1-外框;2-过滤层;3-内框;4-连接件;5-调节手柄;6-叶片,该风口有以下特点:(1)可调风量并使其调节风量后不改变气流的方向,特别适合洁净室使用,尤其是单向流洁净室使用。(2) 风口结构阻力低,可降低常由回风口引起的附加噪声。(3) 风口带过滤层,也消除了风口如黑洞般的视觉。(4)风口叶片为竖向,避免了横向叶片的容易积尘。(5) 风口调节性能基
11、本为线性,见图2-6。 当风口的回风速度为2ms时,回风口阻力13Pa。,图2-6 FDK型回风口性能曲线,图2-7 选择规格时用的尺寸,表2-1 常用规格,2.3.4 风 道,风道是空气输送管路,用薄钢板或塑料板材制成的风道也称风管。 风道是净化空调系统的重要组成部分,它迫使空气按照所规定的路线流动。在集中式净化空调系统中,它在总造价中占有较大的比例。 对风道的要求是能够有效和经济地输送空气。所谓“有效”表现在;严密性好、不漏气;不易发尘、不污染;有足够强度并且能耐火、耐腐蚀、耐潮湿。 所谓“经济”表现在:材料价格低廉,施工方便,降低工程造价;内表面光滑,具有较小的流动阻力,减少运行费用。,
12、由于净化空调系统的特殊性,对风道严密性和不易产尘有更高要求。 净化空调系统内因增加了三通过滤器,系统的阻力几乎比一般空调系统的大一倍,风道严密性显得更为重要。 怎样有效、经济地解决好净化空调系统风道泄漏问题,也是一项重要课题。 一般来说,风道负压段泄漏比正压段泄漏大几倍。风道漏风会造成洁净空气污染;会消耗电能、热能,会造成系统空气不平衡,破坏系统原设计的压力分布,使温湿度参数控制困难,,同时也会在泄漏处堆积尘埃,因某些外界因素而使聚集的尘埃二次飞扬,造成穿透过滤器的尘埃量增加,影响室内洁净度。用薄钢板制作的风道漏风问题,主要是风道咬口漏风和法兰间及法兰翻边漏风。 根据国内多年的实践,对净化空调
13、系统的风道咬接形式,根据咬口在风道上不同部位,比较见表2-2。并对一些咬口形式作出推荐,表2-2 各种咬口方式的比较,表2-2 各种咬口方式的比较,风道不发尘主要从其制作材料及风道结构上避免产尘或集尘,另一方面防止管道内锈蚀和漆层脱落。 在净化空调系统中,风道绝大多数均以薄钢板制作。 根据要求和截面尺寸不同,钢板厚度为0.51.5mm。土建式风道由于发尘及漏风缘故很少采用,而只有地下风道才采用。 通常用混凝土板做底,两边砌砖,内表面砌瓷砖或内衬塑料管,上面再用预制钢筋混凝土板顶,但一定要保证其严密性。,如地下水位较高,尚需做防水层。对于排风系统的风道,其制作材料是随着输送气体的腐蚀性程度的强弱
14、而定。 如采用涂刷防腐漆的钢板风道仍不能满足要求时,可用硬聚氯乙烯塑料板制作, 截面可以是矩形也可以是圆形,其厚度为3-8mm.,风道内风速大小则管道尺寸大,造成浪费;太大则噪声大。一般建议取下列数值: 总管 610ms 无风口支管 46ms 有风口支管 24ms 风道系统的阻力可用以下方法估算:确定量长环路的长度L。直管部分的单位沿程阻力系数 R1Pa,沿程阻力 H=RL,局部阻力h可取作直管部分的k倍, 对于50延米以下小系统或拐弯多的大系统,A11.5,大系统 k0.71.0,有消声装置时,k=1.52.5。 注意: 这里局部阻力不包括过滤器等设备的阻力,只针对系统的零部件而言。,2.3
15、.5 管件和阀门,空气能在净化空调系统中流动的主要原因是管段内存在着压力差,而不是压力。 要使整个净化空调系统按照预想的正确运行循环, 这就要求我们合理布置管路,特别是合理设计好各管件,正确选择好风阀,使各段风管间保持合适的压力差, 这样才能保证把一定量的洁净空气按照要求送到各洁净室,并保证各洁净室维持所需的正压。,如前所述,因为管件及风阀引起的局部阻力大大高于风道的沿程阻力。 因此,在管路设计时,尤其要注意管件设计与风阀选择。管件主要有弯头、渐扩管、渐缩管、三通管及四通管等。 在风管布置时,要尽量减少这些管件的局部阻力。 如弯管的中心曲率半径不要小于其风管直径(或矩形风管边长),一般采用1.
16、25倍直径(或矩形风管边长)。 大断面风管,可在管内加导流片,以减少阻力。,图2-8 带导流片的直角弯头,图2-8是一种带导流片的直角弯头,它比一般弯头阻力要低很多。 用于风管变径的管件,不要做成突然扩大或突然缩小,宜作成渐扩管和渐缩管。 渐扩管每边扩展角度不宜大于15,渐缩管每边收缩角不宜大于30. 矩形风管的三通要顺气流弯管弯曲分流, 支管同样应考虑一定的曲率半径(见图2-9)如非要90直角分流,须在弯头内加导流片。 许多管件已成为标准化,可在有关的国标图内查到.,图2-9 几种三通的做法,图2-10图2-11给出了管道扩大和缩小,分流做法。,图2-10 管道的扩大和缩小 图2-11 分流
17、三通前阀门安装,净化空调系统内的阀门是不可缺少的。 如前面提到的新风密闭阀或排风密闭阀,这是属于开关阀,它仅仅起开关作用, 因此,要求全开时阻力小、全关时密闭性能好。 如前所述,为了使系统不因三级过滤器积尘或更新造成风量过大波动,常在送、回风管上安装阀门。 这种阀门属于经常调节阀,因为它在运行中需要经常调节。,如果采用自动调节时,则要求阀门的执行机构与风量变化成线性或接近线性的关系。 常采用对开多叶阀,它在风阀开启任何角度下,气流的总方向总是平行于管道中心的,并具有较好调节性能, 但它的阻力要比平行多叶阀大(图2-12),见下页,图2-12 多叶阀,(a)平行多叶阀; (b)对开多叶阀,为了要
18、使管路阻力平衡,不致引起失调,除了精心设计外,靠阀门调节平衡是必不可少的。 因为设计的系统与实际施工后的系统总是有出入的,在系统使用前,总要经过调试。 这种阀门仅仅在调试中一次调整后就不再调整,专为系统和各支风管段达到设计风量用的调节阀,称为一次调节阀。 其实这种阀门只起到一种增加阻力作用,只要求阀门调节后位置不变。,常用的有蝶阀、三通调节阀、多叶阀(平行型和对开型)和插板阀等。 蝶阀适用于风管断面较小的送、回风支管上。在矩形风管边长或圆形风管直径大于600mm时,宜采用多叶型调节阀。 三通调节阀用于调节两个支管的风量比例。,现在系统上常安装电动风阀,这里要注意电动风阀从开到关的运行时间要达1
19、00s甚至更长。 如果在排风管路上有电动阀,在关机时一定要先关排风机和电动阀。延时10s再关送风机。 由于此后排风电动阀还处于从开至关的过程中,室内正压已消失,则使室外空气可能沿排风管路进入室内, 所以除像前面所说要在管路上安逆止阀,最好使送风机延迟至电动阀全关后再停机,这大约需要120150s。,另一类功能型阀门叫做防火阀,它是一种常开阀。当发生火灾,它才自动关闭而切断风管通路。 目前,常用的阀门都是利用阀板的本身重力作自动关闭的,阀板本身作成偏心的,重的一端用钢丝拉起,钢丝上安装易熔片,保持着开启状态。 当风管内气流温度超过设计规定要求,易熔片熔断,阀门就自动关闭。 防火阀可连接信号报警装
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