洁净室技术

电子显微镜 X射线 紫外线
光学显微镜 可见光 红外线
肉眼可见
μm
大气尘
• 总悬浮微粒(TSP) : 10~100微米 <10微米(可吸入颗粒) • 大气尘组成： 矿物碎片、烟、花粉、植物纤维、煤、碳、水泥等细 粉、腐败植物、皮屑、金属、微生物等 • 大气尘随温度、湿度、风向等情况变化而变化
空气洁净度级别
天然气或 柴油
锅炉
蒸汽
热交换
热水
采暖系统
Make up air unit
净化间的节能问题
• • • • • • 温湿度的调节方式 冷热回收 当地自然条件的充分利用 高效率产品采用 高级别区域的最小化 隔热与保温
洁净室的施工
如何建设一个好的净化间
质量、工期、建设费用、运转成本、灵活性、环保与安全
• 送风方式
高效过滤器顶送、 密集流线型散流器顶送、局部孔板送风、 侧送
单向流洁净室
• 基本原理
在洁净室内，从送风口到回风口，气流流经图中几乎没有什么变化，加上送风静压 箱和过滤器的均流作用，全室断面上的流速比较均匀，而至少在工作区内流线单 向平行，没有涡流。
• 送风方式
上送下回
侧送侧回
上送侧回
微粒过滤机理
N
大于或等于表中粒径的最大浓度限值（P/M ） 0.1微米 0.2微米 0.3微米 0.5微米 1微米 5微米 10 2 100 24 10 4 1000 237 102 35 8 10000 2370 1020 352 83 100000 23700 10200 3520 832 29 1000000 237000 102000 35200 8320 293 352000 83200 2930 3520000 832000 29300 35200000 8320000 293000
1、美国宇航标准（NASA） 2、美国联邦标准209C、209E 3、日本洁净度级别JIS B-9920 4、国际污染控制学会（ICCCS）制定的标 准：ISO/TC209 我国《洁净厂房设计规范》(GB500732001)中采用此标准。
ISO14644-1 和GB50073-2001
洁净度等级 ISO （N） ISO1 ISO2 ISO3 ISO4 ISO5 ISO6 ISO7 ISO8 ISO9
2）单夹层、集中送风、上夹层为静压箱
2）净化间利用率偏低 3）安全性上来说有利也有弊 4）不利于设备布局的变化
净化间常见形式之六
特点：
1、双技术下夹层；FFU+CLEAN BOOTH+SMIF方式 2、设备主体与辅助设备垂直放置 3、作业层是大开间、增加设备布局变化的灵活性
净化系统基本流程图
初 效 过 滤 水 喷 淋 化 学 过 滤 中 效 过 滤 高 效 过 滤
施工阶段--进度控制
1）制订合理的施工计划表 2）不能以牺牲质量来换取进度 3）熟练的作业队伍和必要的施工机具是保证进度的基础 4）尽量减少返工 5）尽量在净化间外进行预制 6）需要中间验收的环节提前申报
施工阶段---成本控制
1）提高材料的利用率 2）减少返工率 3）提高工人的劳动效率 4）建立稳定的供应商体系减少中间环节 5）集中购买，避免零敲碎打
施工阶段---安全管理
1）牢固树立“安全第一”的思想 2）建立安全生产监督管理体系 3）安全教育与培训 4）安全警示和安全设施
设备材料选择
• • • • • • • • • • • • 内装：壁板、顶板、门窗、架空地板、卷材、防尘涂料、防静电地面 空调净化：空调机、高效过滤器、FFU、保温材料、各种风管、风量调节阀、 风机、防火阀、排烟阀等 自动控制：各种传感器（温湿度、露点、液位、流量、压力、微压差等）、各 种调节阀门（气动、电动）、工业控制机、控制软件 生命安全：温感、烟感、水泄露检测、药品泄露检测、气体泄露检测、固定或 移动灭火装置、紧急喷淋、紧急排气、紧急排烟等 气体：空压机、气体纯化器、各种不锈钢管材及接头、阀门、检测仪器仪表 设备冷却水：水泵、水箱、热交换器、管材、阀门。 真空：真空设备、管材及阀门、压力表 排气：PVC管道、玻璃钢管道、不锈钢管道、酸碱洗气塔、有机吸附装置、防 腐风机等等 药品供应：管道、供液泵、废液回收等 供配电及照明：变压器、UPS、配电柜、电缆、桥架、照明器具 冷热源：锅炉、冷冻机、热交换设备、冷却塔等 其他关联系统：纯水制备、废水处理等等
微粒大小与过滤效率
过 滤 效 率
总效应
微粒大小
0.1
1
10
滤速与效率
效 率
拦截
滤速
洁净室设计
1、洁净室设计要考虑的问题 2、常见几种洁净室的形式
业主的问题
1、如何设计一个不需要化很大代价来改变和修改 的净化间？ 2、如何建造一个灵活的净化间来避免今后设备变 化而付出昂贵代价？ 3、如何把需要控制的空气量减少从而把建造成本 和运转成本最小化？ 3、怎样才能制订出一个可以信赖的工程预算？ 4、如何才能使工期持续缩短而不以牺牲质量为代 价？
1060
10600
30
300
353
3530 35300 353000 3530000
10
100 1000 10000 100000
洁净室的设计计算
• 大气尘浓度 • 室内单位容器发尘量
• 人：站立(穿洁净工作服)—58500个/分钟.人 站立(穿普通工作服)—339000个/分钟.人 步行(普通服装)----2920000 个/分钟.人 步行(洁净服装)----56000个/分钟.人 • 机械设备 电动机(300W以下): 200000~500000个/分钟 • 纸张 普通纸揉半分钟:10220个 硫酸纸揉半分钟:523个(>0.3微米)
洁净厂房设计规范
净化间污染控制问题
基本系统组成
• • • • • • • • 空调与净化 供配电与照明 冷热源 生命安全 CCTV 纯水 真空 设备冷却水
•排气
•药品供给 •大宗气体与特气 •自动控制 •排水
•内装
•……
洁净厂房常见的几种形式
• 按照气流组织 单向流、非单向流 • 按技术下夹层 无下技术夹层、单技术夹层、双技术夹层 • 按空气搬送风机的布置 完全分散（ＦＦＵ）、相对集中（ＦＭＵ）、高度集中 • 按照设备布局方式 港湾式、大开间式（FFU+CLEAN BOOTH+SMIF）
第一节一般规定 第二节给水排水 第三节消防设施 第四节气体管道 第五节电气装置 第五章工程验收 第一节一般规定 第二节竣工验收 第三节综合性能全面评定 第四节评定标准
施工阶段--质量控制
1）设计意图把握 2）施工规范理解与贯彻 3）把好进货质量检验关 4）合格分供方的评价 5）必要的检验与测试 6）过程控制 7）把问题消灭在萌芽状态 8）沟通协作与团队精神
金属壁板
• • • • • • 表面钢板厚度：0.3mm,0.5mm,0.8mm 夹心材料:岩棉、聚苯、纸蜂窝、铝蜂窝 拼接方式： 表面处理方式: 性能：防火、隔热、平整度、强度 价格:80~240元/M2
架空地板
• 材质: 全钢制、钢制+水泥、高压铝制、 铸铝等 • 主要性能参数：集中荷载、均布荷载、 表面导电率等 • 尺寸600*600
超 高 效 过 滤
人 身 净 化
中 效 过 滤
空调系统基本构成
外 气
Cooling tower 冷 冻 水
Chiller
集水缸 分水缸
新风机
循环空调机
C/R
冷冻水泵 冷却水泵 Dispensing Box Cooling Water Pump Chilling Water Pump
Assembling Box
备注 大气尘计数效率 大气尘计数效率 大气尘计数效率 大气尘计数效率 钠焰法效率 钠焰法效率 钠焰法效率 计数效率
纤维过滤器过滤机理
• 拦截、惯性、扩散、重力、静电
拦 截 效 率
总效应
微粒大小
0.1
1
10
影响过滤效率的因素
• • • • • • • 微粒尺寸 微粒种类 微粒形状 纤维粗细和断面形状 过滤速度 纤维填充率 温度\湿度\压力\
洁净室 clean room
中电四公司
洁净室
第一篇：基础知识 第二篇：洁净室设计 第三篇：洁净室施工 第四篇：洁净室测试
洁净室基础知识
• • • • • 微粒基础知识 大气尘 洁净室基本原理 净化级别 空气过滤器
微粒
烟草烟
油烟 病毒 细菌 孢子 毛发 雾 喷雾 雨
永久性大气尘
沉降性大气尘
重工业灰尘
设备材料国产化或现地化状况
• 目前主要依赖进口的设备及材料材料 高纯气体管道及配件、PVDF、高品质阀 门、高精度传感器或特殊用途的传感器、 FFU、超高效过滤器、特殊要求的水泵 或风机、气体纯化设备等
洁净室施工要点
• 施工顺序几条原则
先上后下、先粗后细、统筹安排、相互保护 • 洁净室施工管理注意事项 1. 不要把问题留到以后来解决 2. 一时的偷懒结果是代价太高 3. 良好的习惯最重要、改变习惯非常难 4. 细部工作不容忽视（打胶） 5. 分包方或材料厂家的管理非常重要
净化间常见形式之一
上夹层 空 调 机 房
高效过滤器
通 道
净化间
净化间常见形式之二
上夹层 空 调 机 房
高效过滤器
通 道
净化间
净化间常见形式之三
上夹层 空 调 机 房
高效过滤器
通 道
净化间
净化间常见形式之四
上夹层
FFU FFU FFU FFU
通 道 净化间
净化间Βιβλιοθήκη Baidu见形式之五
特点：1）设备间和作业间放置在不同的分区内
净化间的测试
测试项目
• 中间测试：管道大压、风管捡漏、过滤器捡漏 • 最终测试：
• • • • • • • • • 温度： 湿度： 照度： 噪音： 洁净度：浮游尘、降下尘 风速： 风向偏转度： 地面导电性能： 特殊：分子污染、微振动、
• • • •
机械分离：重力、惯性、旋风 电力分离：静电 洗涤分离：喷雾、水膜、文式 过滤分离：填充式、袋式
空气过滤系统过滤器分类
性能指标 类别 粗效 中效 高中效 亚高效 高效A 高效B 高效C 高效D
额定风量下的 初阻力 % % pa ≥5μ ;80>η ≥20 ≤50 ≥1μ ;70>η ≥20 ≤80 ≥1μ ;99>η ≥70 ≤100 ≥0.5μ ;99.9>η ≥95 ≤120 ≥0.5μ ;η ≥99.9 ≤190 ≥0.5μ ;η ≥99.99 ≥0.5μ ;η ≥99.99 ≤220 ≥0.5μ ;η ≥99.999 ≥0.5μ ;η ≥99.999 ≤250 ≥0.1μ ;η ≥99.999 ≥0.1μ ;η ≥99.999 ≤280 额定风量下的效率 20%额定风量下的效率
洁净室原理
1、控制污染的途径: 1)有效阻止室外的污染侵入室内. 2)迅速有效的排除室内已经发生的污染 3)控制污染源\减少污染发生量.
乱流洁净室
• 原理
当一股干净空气从送风口送入室内时，迅速向四周扩散，同时把差不多同样数量 的空气从回风口排走，这股干净空气稀释着污染的空气，把原来含尘浓度比较高 的空气充淡了，一直达到平衡。所已气流扩散得越快，越均匀，稀释的效果就越 好。一般适应于1000级及以下的洁净度。
2.08
3
Cn=10 *(0.1/D)
N：等级 D：粒径 CN：浓度限值
美国联邦标准209E
洁净等级
国际单位 M1.5 1 英制 106
大于等于某粒径的粒子数（个/单位体积）
0.3μm 0.5μm
m3
3
ft3
35.3
m3
1
ft3
M2.5
M3.5 M4.5 M5.5 M6.5
10
100 1000 10000 100000
洁净室施工及验收规范
第一章总则 第二章建筑装饰 第一节一般规定 第二节材料要求 第三节构造与装饰要求第四节施工要求 第五节装配式洁净室的安装 第三章净化空调系统 第一节一般规定 第二节风管及其部件的制作 第三节系统安装 第四节高效过滤器安装 第五节空调器安装 第六节空气净化设备和装置的安装 第四章、水、电、气