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洁净室中的仪器仪表——大连净化工程

2018-02-22

随着科学技术的进步,经济的发展,洁净技术的应用越来越广泛。目前在电子、制药、食品、生物工程、医疗等领域对洁净室的要求也越来越高,它综合了工艺、 建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通空调及自动化控制测量等各方面的技术。本文从洁净室的角度,谈谈自动化仪表控制与监测技术在洁净室的应用。

现代洁净室技术将洁净室设计建造、洁净室测试与检测、洁净室运行分为三大范畴, 每一范畴内都包含了自动化仪表控制与监测技术。净化工程是系统性很强的一项工程,它包括净化围护结构、净化空调系统。整个系统是否合理、是否***终能够满足空气净化级别和生产工艺所要求的各项指标或参数,取决仪器仪表的检测和自动化程度的高低。对于整个净化空调系统来说,净化空调机组和风管是这个系统的重要组成部分。它的作用是对空气进行过滤、加热或降温,加湿或减湿后送至各需要的场所。但是送入房间的空气是否达到了洁净要求,空气的温度、湿度是否满足生产要求,则需要由检测和控制设备来实现。

1.洁净室空调系统的特点

 风机的压头高,风量大  温度,湿度控制精度高  正负微差压控制精度高  过滤系统效能要求高  变风量调节要求高

 要求具备高的稳定性和可靠性

针对于洁净室工程的特点,在控制仪表和检测仪表方面需要更高的可靠性能和稳定性能,这样不仅经能达到工艺生产的目的,还能节能降耗,降低生产成本,保护环境。 图1是空气处理系统中需要仪表控制的原理图。

2 洁净室的微差压的控制:

按工艺要求维持洁净室与周围空间一定的微小差压,可正压或负压。微差压可通过送风口,回风口或余压阀来控制。

压差控制在净化空调系统中是一个非常重要的环节。只有通过对净化区域的压差进行控制,保证合理的气流组织,才能达到净化和工艺的要求。例如洁净厂房必须保 持一定的正压使外界未经净化的空气不会进人净化区域,保证洁净级别;并且通过对各净化区域的不同的压差控制,达到净化分区的作用,在GMP中就要求不同净 化级别区域的压差应得到控制不小于+5Pa。在生物安全洁净室中,压差控制更是保证安全防护屏障的关键手段,《生物安全实验室建筑技术规范》要求必须使实验室的负压梯度得到稳定可靠的控制。因此对于净化空调系统来说,压差控制是非常重要的。

根据《洁净室设计规范》(以下简称《规范》),洁净室室内压力保持高于外部压力,则为正压洁净室:反之称为负压洁净室。正压与负压是相对而言的,一个洁净室对大气而言是正压洁净室,但对另外一个房间而言可能是负压洁净室。《规范》规定不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差不小于5Pa,洁净区与室外的压差不小于 10Pa。 洁净室内走廊与非洁净区至少维持30Pa正压压差。这种压差建立的基本原理是送风量大于回风量、排风量、渗漏风量来实现的。

3 洁净室的洁净度控制:

洁净度的控制主要通过过滤器和室内需达到一定的换气量来实现。过滤器的性能及长时间的堵塞,会影响空气的洁净度。因此需要检测过滤器的状态,同时也要掌握风机的运行状态及各风管的风压。表1为微差压监测和控制典型产品:

4、 洁净室风量控制

洁净室的送风量是由洁净度等级决定的,但送风量不可避免地会受到产尘量、压差等因素的影响而发生变化,造成设备能耗加大,运行费用增加, 如果系统采用变频装置,再根据生产工艺特点现场设置检测、控制装置来调节排风量,相继改变送风量,就可以避免因个别工序不生产时仍需开启排风机,造成电能的消耗。由于采用了变频装置,根据系统所需送风量值,来改变风机转速,从而大大降低电能消耗。图2是风量调节原理图。

5 其他自控仪表典型产品

5.1  温湿度控制仪表:

表2是温湿度检测和控制仪表典型产品。

5.2 风速,风机控制仪表:

表3是风速测量,风机控制仪表典型产品

5.3  热,冷水循环系统控制仪表:

对于一个中央空调系统,还会有配备热水,冷水的管路系统以及设备,这些都需要配备必须的自动化控制仪器仪表。

图3是热,冷循环水系统原理图

表4是热,冷水循环系统控制仪表典型产品

这些可构成净化工程空调的基本自控系统。根据工程项目的要求,可组成模拟仪表自动控制系统或计算机控制系统。

5.4  施工验收和正常生产中需要维护,检修的仪器仪表

5.4.1风量、风速检测

风量的检测是其他检测项目的前提,也是验证系统设计的合理性。

5.4.2静压差检测:

不同级别的洁净室或洁净区与非洁净区之间的静压差应大于5Pa,洁净室(区)与室外应大于10Pa。有些区域按规范或工艺要求还需负压。

5.4.3洁净度检测

对于每一洁净室(区)的采样次数要≥3次,根据洁净度级别所要求的粒径范围来选用不同的检测仪器。

5.4.4便携式温湿度检测

根据《洁净室施工及验收规范》对温湿度进行测量。

5.4.5 照度检测

检测方法依《洁净室施工及验收规范》

5.4.6 噪声检测

倍频程分析仪的声级计。检测背景应在空调系统全部运行和其他设备全部停机下,且宜在晚上进行。

5.4.7 微生物的检测

微生物的检测方法目前普遍采用的是浮游菌和沉降菌。测定的基本过程都是经过捕集—培养—计数的过程。

以上为洁净室自动化仪表应用概览。

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