萍鄉無塵車間凈化工程:電子元器件凈化車間的產生負壓的原因

 xinwen   2020-02-12 14:36   72 人閱讀  0 條評論

關于萍鄉無塵車間凈化工程內容如下:

1 電子元器件凈化車間的負壓分析

1.1 凈化系統概述

該凈化空調系統用于滿足某幢生產大樓4 層和5 層凈化間的電子元器件生產工藝的要求,系統采用了并聯送回風的方式。由于凈化間必須滿足消防防火規范的要求,因此,在 4 層和 5 層送回風支路均裝設有電動防火閥。為了更好對系統總送風量進行控制,在送風總管裝設有送風壓力傳感器,并將壓力信號反饋給控制送風機轉速的變頻器,以調控風機轉速,實現送風總量調節。該系統設計參數為 4 層送風量 20500 m3/h,排風量 2250 m3/h;5層送風量 13500 m3/h,排風量 1900 m3/h。原理示意圖如圖 1 所示。

1.2 凈化系統故障現象

某天,據 5 層的用戶反應,在凈化間內突然集體感到頭暈、胸悶,且無法緊急推開安全門。相關人員立即進行了系統停機處理,用戶便能推開安全門,緊急撤離凈化間。當推開安全門時,能強烈感受到室外氣流流向凈化間。

1.3 凈化系統故障分析

根據事件發生時的現象分析可知,該事件為 5層凈化間內產生了負壓所致。

由圖 1,將該系統當作一個研究對象,從系統風量的平衡關系分析可知,5 層形成負壓的原因有 3 種情況:

1)4 層回風防火閥關閉

2)5 層送風防火閥關閉

3 )新風濾網堵塞事后,經排查,發現 4 層回風防火閥關閉。打開4 層回風防火閥,重新啟動凈化空調機組,系統恢復到正常運行狀態。下面就4 層回風防火閥關閉引起 5 層產生負壓做出如下定性分析。

1.3.1 凈化系統正常運行時的風量平衡關系 (圖 1)

qin-1=qs1-1+ qs2-1 (1)

同時, qin-1=qout-1+ qx-1 (2)

而 qout-1=qh1-1+ qh2-1 (3)

所以, qs1-1+ qs2-1=qh1-1+ qh2-1+ qx-1 (4)

即,(qs1-1- qh1-1)+(qs2-1- qh2-1)= qx-1(5)

系統維持正壓是因為:4 層排風量 qp1-1=qs1-1- qh1-1> 0 維持正壓。

5 層排風量 qp2-1=qs2-1- qh2-1> 0 維持正壓。

可知, qp1-1+ qp2-1=qx-1 (6)

由上可知,系統正壓排風量 = 系統新風補風量。即系統的排出風量等于系統的新風補充風量。此時,凈化間與室外維持正壓差。1.3.2 4層回風防火閥關閉時的風量平衡關系(圖2)

此種情況下,假定系統各支路送風量與正常運行情況下的送風量相等,新風量不變

排風量:qp-2=(qs1-2-0)+(qs2-2-qh2-2)(7)

顯然,此時的排風量遠遠大于正常情況下的排風量。此時,排風量 qp-2≥新風補風量 qx-2。因此,系統要達到平衡,則只有降低排風量,即增大5 層回風量(qout_2=qh2-2)和增大新風補風量 qx-2。

當 qh2-2增大到>qs2-2時(即此時 qs2-2-qh2-2< 0),5層回風風量大于送風風量時,5 層凈化間則產生了負壓。因為,此時4層凈化間只有送風,沒有回風,即排風風量一直>0,故 4 層凈化間一直維持正壓,且正壓值較正常運行情況下有所增大。

1.3.3 從管路系統阻力變化分析4層回風防火閥關閉時5 層凈化間產生負壓的原因

△P01=P0?P1=S01× qx-22(8)

因 P0= 0,故 P1=-S01× qx-22(9)

△P21=P2?P1=S21× qh2-2(10)

綜合公式 1-8~1-10,即得:P2=- S01× qx-22+ S21× qh2-22(11)

P2= △ P21- △ P01(12)

式中:△ P01為室外與混合點 1 處的壓差;△ P21為室內回風口 2 處與混合點 1 處的壓差;P0、P1、P2分別為相應點處的壓力;S01為0點到1點管段的阻抗;S21為 2 點到 1 點管段的阻抗。

由式(1-12)可知,當系統正常運行時(P2為正),此時△ P21>△ P01;當系統非正常運行時(如,4 層回風閥關閉時,P2為負),此時△P21<△ P01。由式(1-11)分析,我們可認為系統正常與非正常運行時,其阻抗基本不變。而造成因 4 層回風閥關閉,5 層為負壓(P2為負)的原因是因為新風風量增大,而系統回風風量較正常有所減少造成。

同理,5 層送風防火閥關閉,新風濾網堵塞形成負壓的原因也可同上分析之。

2 解決措施

將回風防火閥與凈化空調主機聯動,回風防火閥關閉時,凈化空調主機自動關閉。同時,為確保系統更加安全。分別在 4 層、5 層凈化間內安裝壓差開關及報警器,當壓差開關所測壓差達到設定報警值時,聯動報警器報警,以使得凈化間內人員及時做出按動急停按鈕,停止凈化空調主機。經改造后,系統安全可靠運行。

3 結語

從上述個案情況,我們可以知道,凈化空調系統由于管路系統中某一閥件的故障,可能會造成部分凈化區域產生負壓,而對于相對密閉的凈化區域而言,這種負壓不僅會對凈化區域的產品造成嚴重不良后果,甚至還會威脅到凈化區域人員生命安全。由本個案推而廣之,當一套凈化空調主機同時滿足物理隔斷的不同的凈化區域使用時,設計師在設計時一定要考慮到送、回風支路上的閥門關閉時,對相應的凈化區域產生的負壓影響

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