潔凈廠房設計
****潔凈室各細節方案選擇參考簡表****
___暨匯龍凈化兩套初步設計方案的特別考慮之處的部分說明
核心:1)優化的氣流組織設計--是降資、降耗、減噪、提過良品率的有效措施。 2)分析主要因素找對甲方負責有效的技術措施。
設計準則:感謝客戶上帝朋友給匯龍設計、施工的使命,竣工工程同時是我們匯龍使用的:用她檢驗我們責任心、發揮我們的技術
創新與積累、維持我們的口碑、追求進一步的精益求精
KEYWORD:通則、初投資、初投資、運行費用、產品合格率、維護對生產的影響、升級與設計余量、示意圖、類比
潔凈室的凈化任務要點
1 .防止灰塵產生----特別考慮的氣流組織+甲方良好生產管理;
2. 阻止灰塵進來----百級千級新風初中高效三級過濾+正壓+風淋+下班氣閘緩沖間;
3. 把已有的灰塵一次有效的排出----特別考慮的氣流組織+正壓:連續帶狀送風布于流水線上方+地柜式連續回風+人工回風柱
潔凈室塵的來源
動態生產時,人員、機器設備就是室內最主要產塵源,新風則是室外最主要產塵源。
1,影響產品質量的因素中,工藝占90%,潔凈室技術占10%,潔凈室技術因素主要指由于設計或使用不當而造成的空氣污染,這也是潔凈室污染的主要原因,
詳見: 污染源--所占比例--產生原因
空氣--85~90%(新風含塵占總循環風的90%,與級別有關)--潔凈技術優化不足
人員--8~9%--人體表面產塵
各種物料及圍護結構--1~2%(地面是主要因素,占其中90%)--表面發塵 。
2,數據參考文獻《藥品生產管理規范》(GMP)實施指南(1992)及有關資料
百級千級的新風三級過濾與系統過濾器更換頻率費用
匯龍凈化設計方案采用新風初中高效三級過濾(新風則是室外最主要產塵源。)
新風初中高效三級過濾比新風初效過濾、新風初中效過濾更適合于要求嚴格的100級、1000級潔凈室:
A,新風含塵(≥0.5µm,工業城市):3*105粒/升
B,百級潔凈室工作區平均含塵粒徑分布(≥0.5µm):3.5粒/升
C,千級潔凈室工作區平均含塵粒徑分布(≥0.5µm):35粒/升
D,百級潔凈室回風平均含塵粒徑分布(≥0.5µm):5粒/升
E,千級潔凈室回風平均含塵粒徑分布(≥0.5µm):43.8粒/升
F,新風初效過濾后含塵粒徑分布(≥0.5µm,工業城市):2.84*105粒/升
G=F/D=5.68*104
H=F/E=6.48*103
I,百級新風過濾到與回風相同潔凈度所需過濾效率:99.998%
J,千級新風過濾到與回風相同潔凈度所需過濾效率:99.995%
1,新風初中高效三級過濾對比初中效過濾:為您省潔凈室高效過濾器更換購買費用75% 以上,潔凈室級別越高越明顯;
2,采用亞高效/高效過濾器來取代無紡布初中效過濾器來處理新風 ,能將新風直接處理到同潔凈室回風相同或相近的含塵濃度, 在傳統的初、中、高三級過濾的凈化系統中,可以捕獲從新風中來的 96%以上的粒子,大大減輕高效過濾器的負荷,并可延長高效過濾器使用壽命 4 倍以上,也就是說停產更換高效過濾器所產生的經濟費用可降到原來的四分之一,其經濟效益十分顯著;
3,否則,新回混合時含塵濃度的差異直接縮短了中效過濾器清洗或更換的周期,縮短了亞高效過濾器或高效過濾器更換的周期,縮短了超高效過濾器的使用周期,同時也降了凈化空調系統的可靠性,特別是設置于潔凈于潔凈室內的高效和超高效過濾器,若更換周期縮短,就意味著過早地直接支付設備材料費和人工費。
4,參考完整附件文獻《凈化空調系統的新風處理》-重慶化工研究設計院
人體不同動作/不同無塵服產塵量
動態生產時,人員、機器設備就是室內最主要產塵源
保證動態(真正關乎產品合格率高低)區別保證靜態要注意:
1)人員盡量在被加工物品位置(流水線、工作臺)的下風側--人員前上方送風后下側回;
2)減少高校過濾器相對工位/流水線的死區--高級別潔凈室宜連續帶狀送風布于流水線上方;
3)有流水線的高級別潔凈室回風口:地柜式連續回風優于分散式柱角回風; 回風地柜可兼作擱物臺使用--避免連續回風夾墻造成可使用面積的減少;
4)適當增加人工回風柱--無土建柱的位置用材鋼板造柱;
動態、靜態:氣流組織
匯龍凈化設計方案采用考慮流水線、工位的布局的動態送風優化的設計:
據本公司25年、10年經驗的專業人員歷來總結--動態優化的設計必須考慮流水線、工位的布局:
1,一般組裝性質的車間,人員密度在10M2/人時,按現行潔凈室規范常規設計,靜態與動態含塵濃度比1:5~1:3范圍的居多,與生產管理好壞的關系很大;
2,優化的設計必須考慮流水線、工位的布局,那樣的設計在動態實際運行時可以調節到更小的實際運行風量,即更少的運行電費、噪音,同時達到更好的潔凈度、更高的產品合格率;
有隔板與無隔板過濾器
匯龍凈化設計方案采用無隔板高效過濾器:
1,無隔板過濾器適合于要求嚴格的單向流100級和級別高的1000級非單向流潔凈室項目。
2,有隔板過濾器適合于低級別的非單向流項目。
3,從凈化塵粒的角度來看,即使濾紙效率相同,無隔板灌膠密封性更好--無隔板的實際過濾效率要比有隔板高。要注意的差別是,成本和維護保養。有隔板過濾器中,鋁隔板過濾器主要用于高溫或高濕環境,紙隔板過濾器用在普通潔凈環境。至于密封形式、尺寸大小、規格的選擇,就看使用以后的維護、更換的考慮了。 有隔板過濾面速比無隔板的要高,但無隔板的過濾效率要比有隔板高,當然,無隔板的價格就要貴一點;
4,現百級房一般都采用無隔板高效過濾器,FFU中配置的也是無隔板高效過濾器.
風柜+風口 對比 FFU送風
匯龍凈化設計方案采用FFU送風,級別高的100級、1000級潔凈室,FFU送風比風柜送風更合適:
全風柜送風比FFU送風:
1,風管系統大;
2,阻力大;
3,實際運風能耗高;
4,漏風多;
5,冷量損耗大;
6,系統累計積塵更多;
7,清潔難度大;
8,硬物類細屑易其穿過濾器造成更多的灰塵微漏;
9,總體升級(如:提高潔凈度生產更精密的產品)不容易;
10,要節能一般配變頻器;
11,但是,運行噪音比FFU的小;
12,發生故障后需大面積停產,影響用戶訂單的交貨期;
13,維修、更換過濾器、換風機、馬達、皮帶輪所需時間長,影響訂單的交貨期;
14,風柜節能空間小(而FFU配集散控制后可以說實現:單臺開關、單臺調速、單臺監測過流等故障,既可以整個潔凈室里可分成N個小區域單獨實現調控)
15,非FFU送風,一般就用風柜+高效送風口。送風口多用3件/4件組合套裝送風口的居多,少數用一體化送風口。3件/4件組合套裝送風口容易造成壓不緊而加大過濾器漏塵、用久了擴散板上側易聚空氣中的灰塵不好清潔、上擴散板時一般都用電鉆上自攻釘從而造成鐵屑及油漆粉末停留在擴散板上側;一體化送風口一般是過濾器與鍍鋅箱體粘在一起的,密封性好些,但更換過濾器時一般連鍍鋅箱體一起換(因粘成一體),造成更換成本增加,且要重新固定保溫軟管接頭,費時且易整爛保溫軟管,保溫軟管內外表面都是一道道的褶皺--積塵而不宜用在100級、1000級的空調凈化系統。 因此100級、1000級的空調凈化系統,建議還是 FFU送風 比 風柜+風口 合理。
升級與設計余量
節能燈與非節能燈
匯龍凈化設計方案采用T5節能燈管,比T8普通燈管更適合潔凈室:
1,T5的2*28W 比 T8的2*40W單套亮度更好;
2,照明直接節能-比如:T5的2*28W 與 T8的2*40W 布置密度每套對應5平方米潔凈室(2.5M高)地面--照度250~300Lex,則3班制1000平方米車間一年用T5管節電=(2*40-2*28)*24*365*(1000/5)*1000=42048度電(千瓦時); 3,考慮到T5的2*28W 比 T8的2*40W單套亮度更好--T5的2*28W 比 T8的2*40W可以相對布置稀疏一點,則實際節電可以更多一些;
4,空調制冷能耗有所減少--T5的2*28W 比 T8的2*40W產熱量小,按水冷空調柜機+水塔+水泵+冷量損耗考慮,南昌光電廠基本在全年制冷工況,3班制1000平方米車間相應空調節電接近42048度電(千瓦時)/2.5=16819.2度電(千瓦時); 5,綜上,最大年節能接近58868度電(千瓦時),當然實際節電量要少于此值。
應急照明
匯龍凈化設計方案采用了應急照明(潔凈燈加裝了蓄電裝置):
潔凈室太密閉,若市政供電或廠內電力系統有故障時,應急照明則可以保證此情況下人員從容收工、撤離,避免恐慌、人物碰撞損壞。
潔凈區空調機的組合方案
匯龍凈化設計方案建議潔凈區空調機的組合方案:2臺40HP水冷柜式潔凈式(帶初中效過濾)空調機,每臺4個壓縮機:
1,空調匹數:應是100級+1000級,正壓新風量大、風機總功率大溫升產熱大、室內人員密度大,常規裝機60~70匹冷量就不夠,選裝2臺40HP水冷柜式空調機;
2,2臺空調機:萬一一臺要檢修維護的時候,關閉這一臺空調及其出風管即可,第二臺空調機的運行保證了無需停產、保證訂單交貨期。若裝機改為自用一臺大空調(如:80HP)--則無法實現該保障;
3,空調建議用多壓縮機系列的,一般為每臺4個壓縮機,這樣可以間歇均衡運行:壽命更長、4個里的某個壓縮機有故障時還能保證生產交貨。(開利柜式空調一般為單活塞壓縮機:維修保養影響正常生產、活塞壓縮機噪音大)
機房一次回風與二次回風
同一個一次回風不同級別不同二次回風的溫濕度均勻性
百級千級的二次回風方式選擇
風淋下班通道浴非風淋下班通道
下班建議走下半通道(雙門互鎖氣閘緩沖間):
1,相對于下班走風淋,可將風淋是使用次數減少一半,延長風淋無故障使用壽命;
2,提高下班速度。
更衣室的洗手盤/烘手器
建議更衣室設置洗手盤/烘手器
潔凈室壓縮空氣的過濾
建議進潔凈室壓縮空氣經緊密油、水過濾吉干燥。
靜電/相對濕度/加濕器/霉斑
避免干燥季節、人員較少時相對濕度偏低、靜電厲害:
1,防靜電地板連接室外接地系統(深坑、加鹽土回填、銅板/銅棒);
2,設加濕器。
流水線與非水線布局的氣流組織
局部凈化與大區域凈化
百級千級雙層天花與單層雙層天花
百級的方案一
匯龍凈化百級設計方案有兩套(請見相應的著色電子版3D演示錄像文件、3D效果貼圖WORD文檔):
1,方案一:局部微環境+低耗+低噪 (類似百級潔凈工作臺串成一片、流水線上罩一路百級潔凈棚/層流罩)
1-1, 離整條百級段操作流水線正上方60~70CM處為FFU的過濾器出風面(離地1.5M),即被短距離層流潔凈氣流罩住了;
1-2,層流罩上方(離地1.5M到下層彩鋼板天花)四周圍于彩鋼板或烤漆板,以避免堆積灰塵、避免千汲區氣流紊亂;
1-3,百級、千級回風一起經回風地柜、回風柱回到雙層天花夾層、空調機。
1-4,由于包洛的空間小--真正保證產品高合格率的有效區域,所以還可以配裝去靜電離子風棒達到最理想效果(相對于傳統的大面積層流百級做法);
1-5,由于操作人員在檉柳區域外,配上合理的氣流組織--如本公司該方案的演示錄像文件--身前流水線正上方帶狀區送風+身后地柜帶狀回風--構成百級層流+外圍矢流(即對角準層流),降低了人體/潔凈服產塵對加工對象的污染。 1-6,出風面1.5M到臺面0.75m,比傳統百級做法的出風面2.5m到臺面0.75m,兩者層流路徑長度比=0.75:1.75 =3:7,層流效果更佳;
1-7,出風面1.5M外圍到臺面0.75m外圍的這段距離中,上半截空間外圍還可以圍上透明有機玻璃板,層流效果更得到再次增強。
百級方案二
百級段操作流水線及操作人員正上方一起,被下層彩鋼板天花處的ffu(區域6.6m*3m)長送風距離層流潔凈氣流罩住了;
此做法比較接近行業傳統做法。但與傳統做法一樣,相對于上面的方案一:在噪音、能耗、造價、光電產品合格率方面表現略差;
千級方案
匯龍凈化千級設計方案:身前流水線正上方帶狀區送風+身后地柜帶狀回風
1,這樣構成核心區外圍矢流(即對角準層流)+走廊過渡流(準矢流+紊流)的綜合流場 ;
2,降低了人體/潔凈服產塵對加工對象的污染;
3,好鋼用在了刀刃上;
4,正常上班期間,流水線之間的過道塵源少且 過道里的空氣不太會污染到流水線上的制品,因此過道上方ffu相對于流水線上方比較稀疏;
5,這樣 線+點+線 的布局(流水線上方連續線布ffu + 過道上方點布ffu + 回風地柜連續線布回風百葉),克服了常規全室 點布ffu/高校送風口 +點布回風百葉 帶來的許多盲區/死區、不規則渦流/紊流。 6,本文開頭幾個母項一論述過:靜態每生產,動態即在生產,生產時人員、機器設備就是室內最主要產塵源,新風則是室外最主要產塵源。 ,因此優化的氣流組織設計--是降資、降耗、減噪、提過良品率的有效措施。
流水線下方空間布置回風道的建議(配合流水線供應商)
春節假后開工的加熱
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