精密儀器潔凈廠房無塵室凈化工程解決方案
精密儀器潔凈廠房無塵室凈化工程解決方案
主廠房為三層建筑，從下至上依次為動力下技術(shù)夾層、潔凈下技術(shù)夾層、潔凈室，其中潔凈室面積約為5000m ，潔凈等級分為ISO 6級(1000級)和ISO 7級(10000級)。精密儀器潔凈廠房無塵室凈化工程解決方案是由啟綠凈化為大家推薦的空氣凈化工程設(shè)計案子,該微電子工廠主要從事芯片的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)。新主廠房建成投產(chǎn)后，集成電路生產(chǎn)技術(shù)水平從現(xiàn)在的1．2微米提升到0．8微米。廠區(qū)包括主廠房、化學(xué)品庫、動力廠房、行政辦公樓等。
排風(fēng)系統(tǒng)
潔凈室內(nèi)酸堿排風(fēng)的風(fēng)管材料為不銹鋼，內(nèi)涂特氟隆，以達到防腐蝕的目的。
風(fēng)機采用玻璃鋼離心變頻風(fēng)機。潔凈室為無外窗的房間，房間密閉性較好，故設(shè)置機械排煙系統(tǒng)是保證人員安全疏散的必要方法。GB50073—2001(潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：潔凈廠房疏散走廊，應(yīng)設(shè)置機械防排煙設(shè)施。
而國家現(xiàn)行防火規(guī)范中對工業(yè)廠房的排煙設(shè)置未作出明文規(guī)定，故參考民用建筑的防排煙規(guī)范在潔凈室內(nèi)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。因主生產(chǎn)區(qū)面積達3000m ，故用擋煙垂壁(吊頂以下500ram高)將主生產(chǎn)區(qū)分隔為數(shù)個防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)最大面積不大于500m 。防煙分區(qū)的排煙量設(shè)計值以每個分區(qū)60m ／h?m 計算。排煙風(fēng)機可同時負擔兩個防煙分區(qū)，風(fēng)量選型按最大防煙分區(qū)面積每平方米120m。／h計算。防煙分區(qū)的排煙由支管上的280℃排煙閥控制。
微電子潔凈室中常常在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生各種酸性和堿性物質(zhì)、有機溶劑和一般氣體、特種氣體。且根據(jù)GB50073—2001《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定，排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨設(shè)置。故潔凈室的工藝排風(fēng)分別設(shè)有酸性排風(fēng)系統(tǒng)、堿性排風(fēng)系統(tǒng)和溶劑排風(fēng)系統(tǒng)， 酸堿排風(fēng)氣體必須分別經(jīng)過玻璃鋼淋洗塔處理后才能排至室外。淋洗塔以化學(xué)吸收為工作原理，其中有填料增加其有效吸收面積。淋洗液由噴嘴自上而下噴灑，并可循環(huán)使用。
空調(diào)負荷
計總冷負荷(包含新風(fēng)冷負荷)為13400kW，單位冷負荷指標為2500W／m ，遠遠大于一般建筑的冷負荷指標。實際設(shè)計中潔凈室內(nèi)冷負荷的計算一般采用估算的方法，根據(jù)其生產(chǎn)工藝情況、圍護結(jié)構(gòu)、操作人員數(shù)量等確定估算指標。該潔凈室的主生產(chǎn)區(qū)冷負荷估算指標為450W／m ，光刻區(qū)為400W／m ，其它區(qū)域根據(jù)功能為250W／m 一350W／m 。設(shè)這是由于：
1．微電子工業(yè)潔凈室的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量大，消耗冷量大；
2．為補充大量工藝排風(fēng)(排除酸性、堿性、有機溶劑等氣體)，及為維持潔凈室正壓而造成新風(fēng)量大，處理新風(fēng)所需冷量大。以上兩項負荷之和一般占到總冷負荷的80％ 以上。
由于潔凈室處于內(nèi)區(qū)，圍護結(jié)構(gòu)的冷熱負荷影響可以忽略不計。設(shè)計發(fā)熱量大，冬季仍為制冷工況，其室內(nèi)冷負荷與夏季基本相同。潔凈室內(nèi)散濕量較少，故潔凈室室內(nèi)負荷以顯熱負荷(設(shè)備負荷、照明負荷)為主。
氣流組織方式
潔凈室內(nèi)的氣流流型為垂直單向流，即空氣由吊頂上的風(fēng)機過濾單元機組(FFU)所帶的高效過濾器進行過濾處理達到潔凈要求后送入室內(nèi)，再經(jīng)過地面帶孔高架地板和華夫樓板，通過兩側(cè)回風(fēng)豎井與新風(fēng)機組處理過的新風(fēng)混合后，經(jīng)安裝在豎井與吊頂靜壓箱之間的干式冷盤管冷卻回到吊頂靜壓箱，雖然風(fēng)機過濾單元機組(FFU)的送風(fēng)模式未必對每個潔凈廠房和生產(chǎn)工藝都最為適合，但近年來它以其本身的優(yōu)越特性正被越來越多的廣泛采用。
首先，潔凈室內(nèi)壓力高于靜壓箱內(nèi)的壓力，不存在塵粒由靜壓箱滲透到室內(nèi)的可能性，即所謂“負壓密封”，而其它送風(fēng)模式例如分散式循環(huán)風(fēng)機封等較為復(fù)雜的方法來保證潔凈室頂棚的密封性；
其次，由于微電子工業(yè)潔凈室工藝的頻繁更新和調(diào)整，可以通過增減局部區(qū)域的風(fēng)機過濾單元機組(FFU)的數(shù)量來改變潔凈度以適應(yīng)生產(chǎn)工藝流程的需要。如今生產(chǎn)線上大量采用微環(huán)境裝置，高效過濾器滿布率降低到30％ 以下，風(fēng)機過濾單元機組(FFU)因其布置的靈活性具有更強的競爭力。
另外，由于對層高和空間需求較少，降低了建筑成本和施工周期，也很適合用于改建項目。但大量風(fēng)機過濾單元機組安裝在吊頂上所帶來的缺點也是顯而易見的，噪聲和振動對潔凈室的影響不容忽視，設(shè)備和自控成本的增加也必須要考慮。
空氣處理
設(shè)計新風(fēng)量取補充室內(nèi)排風(fēng)及保持室內(nèi)正壓所需新風(fēng)量之和與人員新風(fēng)量兩項中的最大值。新風(fēng)機組包含的組段有初效過濾段、中效過濾段、預(yù)熱段、預(yù)冷段、加濕段、再冷段、再熱段、風(fēng)機段、預(yù)留段、高效過濾段和送風(fēng)段等(見圖3)。其中預(yù)冷盤管的供回水溫度為l3 oC／19oC，再冷和盤管的供回水溫度為5℃／10．6~C，預(yù)熱盤管的供回水溫度90~C／6ocC，再熱盤管的供回水溫度為9OoC／70oC。潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)承擔所有的室內(nèi)濕負荷 而室內(nèi)濕熱負荷則由于式冷盤管承擔。室外新風(fēng)須處理到機器露點后送入回風(fēng)夾道與回風(fēng)混合。
新風(fēng)量確定主要依據(jù)以下幾個因素：
1)補充工藝過程上所需的排風(fēng)量，包括一般排風(fēng)、酸性排風(fēng)、堿性排風(fēng)、有機溶劑排風(fēng)、特種氣體排風(fēng)等；
2)保證潔凈室內(nèi)相對于外界為正壓，以確保室外空氣不會滲入污染潔凈室；
3)滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生要求所需的新風(fēng)量，人均新風(fēng)量不小于40m ／h。
在夏季高溫高濕的地區(qū)，由于室外焓值較大，新風(fēng)機組需進行大焓差處理。如只設(shè)一級冷盤管，那大量的冷量都將被冷凝水帶走。故為了充分利用冷水能量，新風(fēng)機組設(shè)置兩級冷盤管。在夏季，室外空氣被供l3℃ 中溫水的第一級預(yù)冷盤管處理到接近飽和狀態(tài)點A，再由供5~C低溫冷水的第二級冷盤管處理到露點B，最后通過再熱盤管將其加熱到送風(fēng)狀態(tài)點c。而在冬季，室外空氣先通過預(yù)熱盤管加熱到D點后，再由水噴淋加濕到露點B后加熱到送風(fēng)狀態(tài)點C。
水噴淋加濕段位于兩級冷盤管之間，除了加濕外還可起到清潔空氣的作用。在夏季工況下空氣經(jīng)過一級冷盤管處理到A點后已達飽和狀態(tài)，很難再被加濕，故水噴淋對夏季新風(fēng)處理不會產(chǎn)生影響。
安裝在回風(fēng)夾道和吊頂靜壓箱之間的干式冷盤管的作用是去除室內(nèi)顯熱負荷，供回水溫度為13~C和19℃。千式冷盤管包括鋼制槽形鍍鋅框架、銅質(zhì)管道及帶傳熱涂層的鋁質(zhì)散熱片。每個尺寸為2400mnl×2165mm，處理風(fēng)量約為33000m ／h，面風(fēng)速控制在2m／s以下，冷量約為22．2kW。干式冷盤管前設(shè)撓性軟管及球閥與供回水管道連接。采用干式冷盤管的優(yōu)點在于系統(tǒng)運行在干工況條件下，杜絕了水患。
潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)共配有四臺新風(fēng)機組，三用一備，每臺新風(fēng)處理機組新風(fēng)量為130，0001"1"1 ／h。新風(fēng)全部在屋面上的新風(fēng)小屋采集，接入新風(fēng)機組處理后，再通過風(fēng)管直接送到潔凈室吊頂上的靜壓箱與潔凈室回風(fēng)混合后再送入室內(nèi)。
壓差控制
本工程潔凈室的維持正壓的換氣次數(shù)取1．5h～。在潔凈室裝有壓差傳感器，潔凈室的壓力根據(jù)壓差傳感器的數(shù)值來控制，它將測量潔凈室和外界大氣的壓差。PLC使用壓差傳感器的值作為PID的過程值，它的輸出將控制新風(fēng)管道上的變風(fēng)量控制(VAVBox)開度(見圖5)。PLC同時計算在主新風(fēng)管道上的壓差傳感器平均值，并用平均值作為PID的過程值，它的輸出將控制新風(fēng)機組的風(fēng)機速度，以達到潔凈室內(nèi)的正壓要求。
溫濕度控制
潔凈室里的溫度是由吊頂上的干冷盤管進行調(diào)節(jié)控制的，吊頂內(nèi)共分為10個溫度控制區(qū)域，每個溫度控制區(qū)域都設(shè)有一個溫度傳感器，該區(qū)域的干冷盤管回水主管上裝有一組電動調(diào)節(jié)閥，通過溫度傳感器所測的溫度與直接數(shù)字溫控器的設(shè)定值比較，用比例積分微分控制器輸出電信號，控制回水管上電動調(diào)節(jié)閥的開度。改變水流量，使?jié)崈羰业臏囟缺３衷谒璧姆秶?
潔凈室內(nèi)安裝有溫濕度傳感器，從潔凈室溫濕度傳感器傳來的溫度信號將被PLC用來監(jiān)視和報警。新風(fēng)機組送風(fēng)溫度信號作為溫度PID控制的過程值(PV)，PID輸出將用來控制再熱閥，維持新風(fēng)機組恒定的出風(fēng)溫度。新風(fēng)機組的加濕噴淋段水泵都有一液位開關(guān)，當?shù)鸵何粓缶瘯r，PLC將停止相關(guān)的泵。
潔凈室與周圍的空間必須維持一定的靜壓差，其目的是為了保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，潔凈室的潔凈度免受鄰室污染或污染鄰室。壓差風(fēng)量的確定一般采用房問換氣次數(shù)估算，并與潔凈室圍護結(jié)構(gòu)的氣密性及維持的壓差值有關(guān)。
主廠房為三層建筑，從下至上依次為動力下技術(shù)夾層、潔凈下技術(shù)夾層、潔凈室，其中潔凈室面積約為5000m ，潔凈等級分為ISO 6級(1000級)和ISO 7級(10000級)。精密儀器潔凈廠房無塵室凈化工程解決方案是由啟綠凈化為大家推薦的空氣凈化工程設(shè)計案子,該微電子工廠主要從事芯片的設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)。新主廠房建成投產(chǎn)后，集成電路生產(chǎn)技術(shù)水平從現(xiàn)在的1．2微米提升到0．8微米。廠區(qū)包括主廠房、化學(xué)品庫、動力廠房、行政辦公樓等。
排風(fēng)系統(tǒng)
潔凈室內(nèi)酸堿排風(fēng)的風(fēng)管材料為不銹鋼，內(nèi)涂特氟隆，以達到防腐蝕的目的。
風(fēng)機采用玻璃鋼離心變頻風(fēng)機。潔凈室為無外窗的房間，房間密閉性較好，故設(shè)置機械排煙系統(tǒng)是保證人員安全疏散的必要方法。GB50073—2001(潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：潔凈廠房疏散走廊，應(yīng)設(shè)置機械防排煙設(shè)施。
而國家現(xiàn)行防火規(guī)范中對工業(yè)廠房的排煙設(shè)置未作出明文規(guī)定，故參考民用建筑的防排煙規(guī)范在潔凈室內(nèi)設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。因主生產(chǎn)區(qū)面積達3000m ，故用擋煙垂壁(吊頂以下500ram高)將主生產(chǎn)區(qū)分隔為數(shù)個防煙分區(qū)，每個防煙分區(qū)最大面積不大于500m 。防煙分區(qū)的排煙量設(shè)計值以每個分區(qū)60m ／h?m 計算。排煙風(fēng)機可同時負擔兩個防煙分區(qū)，風(fēng)量選型按最大防煙分區(qū)面積每平方米120m。／h計算。防煙分區(qū)的排煙由支管上的280℃排煙閥控制。
微電子潔凈室中常常在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生各種酸性和堿性物質(zhì)、有機溶劑和一般氣體、特種氣體。且根據(jù)GB50073—2001《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定，排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨設(shè)置。故潔凈室的工藝排風(fēng)分別設(shè)有酸性排風(fēng)系統(tǒng)、堿性排風(fēng)系統(tǒng)和溶劑排風(fēng)系統(tǒng)， 酸堿排風(fēng)氣體必須分別經(jīng)過玻璃鋼淋洗塔處理后才能排至室外。淋洗塔以化學(xué)吸收為工作原理，其中有填料增加其有效吸收面積。淋洗液由噴嘴自上而下噴灑，并可循環(huán)使用。
空調(diào)負荷
計總冷負荷(包含新風(fēng)冷負荷)為13400kW，單位冷負荷指標為2500W／m ，遠遠大于一般建筑的冷負荷指標。實際設(shè)計中潔凈室內(nèi)冷負荷的計算一般采用估算的方法，根據(jù)其生產(chǎn)工藝情況、圍護結(jié)構(gòu)、操作人員數(shù)量等確定估算指標。該潔凈室的主生產(chǎn)區(qū)冷負荷估算指標為450W／m ，光刻區(qū)為400W／m ，其它區(qū)域根據(jù)功能為250W／m 一350W／m 。設(shè)這是由于：
1．微電子工業(yè)潔凈室的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱量大，消耗冷量大；
2．為補充大量工藝排風(fēng)(排除酸性、堿性、有機溶劑等氣體)，及為維持潔凈室正壓而造成新風(fēng)量大，處理新風(fēng)所需冷量大。以上兩項負荷之和一般占到總冷負荷的80％ 以上。
由于潔凈室處于內(nèi)區(qū)，圍護結(jié)構(gòu)的冷熱負荷影響可以忽略不計。設(shè)計發(fā)熱量大，冬季仍為制冷工況，其室內(nèi)冷負荷與夏季基本相同。潔凈室內(nèi)散濕量較少，故潔凈室室內(nèi)負荷以顯熱負荷(設(shè)備負荷、照明負荷)為主。
氣流組織方式
潔凈室內(nèi)的氣流流型為垂直單向流，即空氣由吊頂上的風(fēng)機過濾單元機組(FFU)所帶的高效過濾器進行過濾處理達到潔凈要求后送入室內(nèi)，再經(jīng)過地面帶孔高架地板和華夫樓板，通過兩側(cè)回風(fēng)豎井與新風(fēng)機組處理過的新風(fēng)混合后，經(jīng)安裝在豎井與吊頂靜壓箱之間的干式冷盤管冷卻回到吊頂靜壓箱，雖然風(fēng)機過濾單元機組(FFU)的送風(fēng)模式未必對每個潔凈廠房和生產(chǎn)工藝都最為適合，但近年來它以其本身的優(yōu)越特性正被越來越多的廣泛采用。
首先，潔凈室內(nèi)壓力高于靜壓箱內(nèi)的壓力，不存在塵粒由靜壓箱滲透到室內(nèi)的可能性，即所謂“負壓密封”，而其它送風(fēng)模式例如分散式循環(huán)風(fēng)機封等較為復(fù)雜的方法來保證潔凈室頂棚的密封性；
其次，由于微電子工業(yè)潔凈室工藝的頻繁更新和調(diào)整，可以通過增減局部區(qū)域的風(fēng)機過濾單元機組(FFU)的數(shù)量來改變潔凈度以適應(yīng)生產(chǎn)工藝流程的需要。如今生產(chǎn)線上大量采用微環(huán)境裝置，高效過濾器滿布率降低到30％ 以下，風(fēng)機過濾單元機組(FFU)因其布置的靈活性具有更強的競爭力。
另外，由于對層高和空間需求較少，降低了建筑成本和施工周期，也很適合用于改建項目。但大量風(fēng)機過濾單元機組安裝在吊頂上所帶來的缺點也是顯而易見的，噪聲和振動對潔凈室的影響不容忽視，設(shè)備和自控成本的增加也必須要考慮。
空氣處理
設(shè)計新風(fēng)量取補充室內(nèi)排風(fēng)及保持室內(nèi)正壓所需新風(fēng)量之和與人員新風(fēng)量兩項中的最大值。新風(fēng)機組包含的組段有初效過濾段、中效過濾段、預(yù)熱段、預(yù)冷段、加濕段、再冷段、再熱段、風(fēng)機段、預(yù)留段、高效過濾段和送風(fēng)段等(見圖3)。其中預(yù)冷盤管的供回水溫度為l3 oC／19oC，再冷和盤管的供回水溫度為5℃／10．6~C，預(yù)熱盤管的供回水溫度90~C／6ocC，再熱盤管的供回水溫度為9OoC／70oC。潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)承擔所有的室內(nèi)濕負荷 而室內(nèi)濕熱負荷則由于式冷盤管承擔。室外新風(fēng)須處理到機器露點后送入回風(fēng)夾道與回風(fēng)混合。
新風(fēng)量確定主要依據(jù)以下幾個因素：
1)補充工藝過程上所需的排風(fēng)量，包括一般排風(fēng)、酸性排風(fēng)、堿性排風(fēng)、有機溶劑排風(fēng)、特種氣體排風(fēng)等；
2)保證潔凈室內(nèi)相對于外界為正壓，以確保室外空氣不會滲入污染潔凈室；
3)滿足室內(nèi)人員衛(wèi)生要求所需的新風(fēng)量，人均新風(fēng)量不小于40m ／h。
在夏季高溫高濕的地區(qū)，由于室外焓值較大，新風(fēng)機組需進行大焓差處理。如只設(shè)一級冷盤管，那大量的冷量都將被冷凝水帶走。故為了充分利用冷水能量，新風(fēng)機組設(shè)置兩級冷盤管。在夏季，室外空氣被供l3℃ 中溫水的第一級預(yù)冷盤管處理到接近飽和狀態(tài)點A，再由供5~C低溫冷水的第二級冷盤管處理到露點B，最后通過再熱盤管將其加熱到送風(fēng)狀態(tài)點c。而在冬季，室外空氣先通過預(yù)熱盤管加熱到D點后，再由水噴淋加濕到露點B后加熱到送風(fēng)狀態(tài)點C。
水噴淋加濕段位于兩級冷盤管之間，除了加濕外還可起到清潔空氣的作用。在夏季工況下空氣經(jīng)過一級冷盤管處理到A點后已達飽和狀態(tài)，很難再被加濕，故水噴淋對夏季新風(fēng)處理不會產(chǎn)生影響。
安裝在回風(fēng)夾道和吊頂靜壓箱之間的干式冷盤管的作用是去除室內(nèi)顯熱負荷，供回水溫度為13~C和19℃。千式冷盤管包括鋼制槽形鍍鋅框架、銅質(zhì)管道及帶傳熱涂層的鋁質(zhì)散熱片。每個尺寸為2400mnl×2165mm，處理風(fēng)量約為33000m ／h，面風(fēng)速控制在2m／s以下，冷量約為22．2kW。干式冷盤管前設(shè)撓性軟管及球閥與供回水管道連接。采用干式冷盤管的優(yōu)點在于系統(tǒng)運行在干工況條件下，杜絕了水患。
潔凈室新風(fēng)系統(tǒng)共配有四臺新風(fēng)機組，三用一備，每臺新風(fēng)處理機組新風(fēng)量為130，0001"1"1 ／h。新風(fēng)全部在屋面上的新風(fēng)小屋采集，接入新風(fēng)機組處理后，再通過風(fēng)管直接送到潔凈室吊頂上的靜壓箱與潔凈室回風(fēng)混合后再送入室內(nèi)。
壓差控制
本工程潔凈室的維持正壓的換氣次數(shù)取1．5h～。在潔凈室裝有壓差傳感器，潔凈室的壓力根據(jù)壓差傳感器的數(shù)值來控制，它將測量潔凈室和外界大氣的壓差。PLC使用壓差傳感器的值作為PID的過程值，它的輸出將控制新風(fēng)管道上的變風(fēng)量控制(VAVBox)開度(見圖5)。PLC同時計算在主新風(fēng)管道上的壓差傳感器平均值，并用平均值作為PID的過程值，它的輸出將控制新風(fēng)機組的風(fēng)機速度，以達到潔凈室內(nèi)的正壓要求。
溫濕度控制
潔凈室里的溫度是由吊頂上的干冷盤管進行調(diào)節(jié)控制的，吊頂內(nèi)共分為10個溫度控制區(qū)域，每個溫度控制區(qū)域都設(shè)有一個溫度傳感器，該區(qū)域的干冷盤管回水主管上裝有一組電動調(diào)節(jié)閥，通過溫度傳感器所測的溫度與直接數(shù)字溫控器的設(shè)定值比較，用比例積分微分控制器輸出電信號，控制回水管上電動調(diào)節(jié)閥的開度。改變水流量，使?jié)崈羰业臏囟缺３衷谒璧姆秶?
潔凈室內(nèi)安裝有溫濕度傳感器，從潔凈室溫濕度傳感器傳來的溫度信號將被PLC用來監(jiān)視和報警。新風(fēng)機組送風(fēng)溫度信號作為溫度PID控制的過程值(PV)，PID輸出將用來控制再熱閥，維持新風(fēng)機組恒定的出風(fēng)溫度。新風(fēng)機組的加濕噴淋段水泵都有一液位開關(guān)，當?shù)鸵何粓缶瘯r，PLC將停止相關(guān)的泵。
潔凈室與周圍的空間必須維持一定的靜壓差，其目的是為了保證潔凈室在正常工作或空氣平衡暫時受到破壞時，潔凈室的潔凈度免受鄰室污染或污染鄰室。壓差風(fēng)量的確定一般采用房問換氣次數(shù)估算，并與潔凈室圍護結(jié)構(gòu)的氣密性及維持的壓差值有關(guān)。
上一：沒有了
