FFU，FFU净化单元，层流FFU的应用及应注意的问题
随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们对产品质量的要求也越来越高。而生产技术和生产环境决定了产品质量,特别是电子、制药、食品、生物工程、医疗、实验室等领域对生产环境有着苛刻的要求,它综合了工艺、建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通、空调、自动控制等多方面的技术。衡量这些行业生产环境质量的主要技术指标有温度、湿度、洁净度、风量、室内正压等。因此,对生产环境的各个技术指标进行合理的控制,以满足特殊生产工艺的要求,成为了现在洁净工程的研究热点之一。
由于洁净工程的厂房按照不同的使用要求,会有不同的级别要求,如10级、100级、10000级等,这就使得洁净工程存在不易克服的问题,而风机过滤器单元(简称FFU)的出现相对解决了这些问题。以下是笔者在长期的工作当中总结的一些内容,以供大家参考。
1利用FFU解决洁净工程存在的问题
(1)利用FFU可以节省空间,解决洁净室吊顶顶端维修空间狭小的问题。
由于**别的洁净房间(如百级间)需要百级甚至十级层流罩用以解决工艺需求,洁净室吊顶上部将设立一个个巨大的送风静压箱,静压箱内设立通风机,这些静压箱连同送风管、回风管占据了很大的空间,使得维修空间变的狭小,有时甚至影响消防通道的使用。
但是当使用FFU的时侯,洁净室的吊顶被分成了若干模块,每个模块就是一个FFU,这样我们可以通过调节每个模块(即FFU)来满足吊顶上部送风静压箱的压力平衡的要求,从而大大降低了对该静压箱高度的要求。同时可以节省巨大的送、回风管,故可节省安装空间。尤其是在改造工程受到层高限制时,FFU有效地解决了这一问题。
(2)利用FFU独立性的结构特点,可随时调整,弥补洁净室机动性不足,从而解决了生产工艺不宜调整的缺点。
洁净房间的维护结构一般为金属壁板制作,一般建成后,布局不能随意改动,但由于生产工艺的不断更新,使得原有的厂房洁净度布局不能满足新工艺的需求,导致洁净厂房由于产品换代而需要频繁改动,大量浪费财力、物力。如果通过增减FFU数量的方法,就可以局部调整房间的洁净度布局,用以满足工艺的改动,而且FFU自带动力、风口、灯具,从而可以节省大量的投资。这对于通常集中送风的净化系统来说几乎是不可能达到同样效果的。
(3)FFU系统节能显著,从而解决了空调机房庞大、空调机组运行费用增高的集中送风的缺点。
如果面积较大厂房的个别洁净间有较高洁净级别的需求,那么势必集中送风的空调机组风量较大,风机压头较高,才能克服风管管道的阻力,以及初效、中效、高效过滤器的阻力,才能满足这些房间洁净度的需求,这样会导致空调整体运行费用增高,而那些较高洁净级别的房间的洁净度效果却未必能满足需求。而且集中送风系统只要空调机出现故障,就会造成这台空调机所涉及的全部洁净室停止运行。
(4)负压密封
FFU送风系统的静压箱为负压,因此即使风口安装存在泄漏,也是从洁净室向静压箱泄漏,不会形成对洁净室的污染。
2FFU的使用注意事项
风机过滤器单元简称为“FFU”是一个自带送风机(无壳风机)的高效过滤器送风口,它与其专用龙骨系统、加压风机、冷却盘管、新风系统以及专用灯具共同组成了ＦＦＵ系统。也就是将风机和过滤器(高效过滤器或超高效过滤器)组合在一起构成自身能提供动力的末端净化设备。过去在洁净工程中常用的带风机的高效过滤器的送风口,自净器,层流罩等都是FFU的一种。在选择及安装ＦＦＵ应注意以下问题。
2.1 噪音控制
FFU的风机一般为几台甚至几十台并联使用,当设计时要考虑FFU噪音的叠加,保证《洁净室厂房设计规范ＧＢ50073-2001》中明确规定“洁净室内的噪音级(空态),非单向流洁净室不应大于60ｄＢ,单向流、混合流洁净室不应大于65ｄＢ”的要求。因此在选择风机时*好选择高性能、压出式、直驱后径向叶片风机,这样可以降低整体噪音。
2.2 风机外壳的选择
在选择FFU风机外壳结构的时候,不但要考虑避免风机泄漏和消除运输与搬运期间带来的损坏,而且还要考虑能用**剂**,以及FFU使用的环境,因此*好选用不锈钢或铝合金的材料作外壳。
2.3 龙骨架的选用
由于FFU的风机过滤机组是直接安装在天花板骨架间,为了使过滤器既要更换简便快捷,又要使ＦＦＵ的风机运行保持平衡,减少安装失衡的机率。因此一般考虑专业配套的龙骨架。这种龙骨架是采用机械冷轧成特殊几何形状(Ｕ形)的型钢,金属表面根据其环境不同,进行防腐处理(如静电喷涂、热冷镀锌、环氧等),可以即保证了与之相似槽钢的强度,又满足了FFU运行的需求。
2.4 控制方式的选择
目前FFU一般采用单相多速交流电机、三相多速交流电机和直流电机。电机的供电电压大致有110Ｖ、220Ｖ、270Ｖ、380Ｖ四种。其控制方式主要分为以下几种:
(1)多档开关控制系统:此系统只包括FFU自带的一个调速开关和一个电源开关。由于控制元件为ＦＦＵ自带,分布在洁净室吊顶内的各个位置,工作人员必须在现场通过拨挡开关来调节FFU,控制起来极不方便,而且FFU的风速可调范围有限,**于几档。采用多档开关控制方式优点是控制简单、成本低,但存在许多缺陷:比如:能耗大、不能平滑调速、没有反馈信号、不能实现灵活的组群控制等。
(2)连续速度调节控制:此系统连续速度调节控制与多档开关控制方式相比,多了一个连续速度调节器,使FFU风机转速连续可调,但同时也牺牲了电机效率,使其能耗比多档开关控制方式还要高。
(3)计算机控制:此系统与前面两种方式相比,计算机控制方式先进的功能:不但可以采用集散型控制方式,能够很方便的实现FFU的集中监测和控制,而且还可以方便的实现FFU的单台、多台及分区控制。另外可以设置控制系统预留通信接口,可与上位机或网络进行通讯,从而实现远程通信和管理功能。
(4)遥控控制:此系统遥控控制方式作为计算机控制方式的一种补充,可使用遥控器对每台ＦＦＵ进行控制,与计算机控制方式相辅相成。这几种控制方式在选择时要根据实际情况进行选用。
2.5 FFU的维护管理
采用FFU送风方式时,往往不是单台设备而是数十台、数百台FFU布置在吊顶上,因此给维护管理带来一定的难度。一般高效过滤器从洁净室内进行更换,而风机多数需要在龙骨架顶端(静压箱内部)维护,但如果静压箱没有足够的高度无法从内部维护风机时,那么就要考虑从洁净室内部进行维护风机的可行性了。总之,在应用FFU时要根据实际情况进行考虑,达到既保留其特点又降低成本的目的。