置換通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)例探究

摘 要：對于多晶硅還原廠房這類既有爆炸危險(xiǎn)又有潔凈要求的甲、乙類危險(xiǎn)區(qū)域，為了防止二次污染， 送風(fēng)必須直排。為了保障生產(chǎn)運(yùn)行安全，同時考慮節(jié)能環(huán)保，所以將置換通風(fēng)引入此類生產(chǎn)廠房中。文章通過實(shí)例簡述了采用置換通風(fēng)系統(tǒng)方案的方法，剖析了確保充足新風(fēng)量及增加新風(fēng)機(jī)組的必要性，探討采用凈化處理的新風(fēng)機(jī)組，論述了排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程及需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：新風(fēng)量；置換通風(fēng)；送風(fēng)系統(tǒng)；排風(fēng)系統(tǒng)

引言

工業(yè)廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，工作車間的潔凈化，對生產(chǎn)績效和節(jié)能方面起著至關(guān)重要的影響，這一直是各大工業(yè)廠房高度重視和關(guān)注的話題。以多晶硅生產(chǎn)工藝為代表的甲、乙類危險(xiǎn)潔凈廠房，潔凈廠房[1]要求建筑內(nèi)維持正壓，而危險(xiǎn)廠房[2]求維持負(fù)壓。為了防止二次污染，送風(fēng)必須直排。對于這樣的置換通風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)系統(tǒng)的方案及排風(fēng)系統(tǒng)的流程的確定，在文章通過實(shí)例加以論證，同時對于各個環(huán)節(jié)需要注意的問題加以說明，希望能為今后此類車間的暖通設(shè)計(jì)提供一定的參考性借鑒。

1 置換通風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)

由于多晶硅生產(chǎn)還原廠房內(nèi)有害物散發(fā)源分散，采用局部排風(fēng)達(dá)不到要求，因此必須采用全面通風(fēng)。基于排除有害物質(zhì)考慮，還原廠房的送風(fēng)必須先經(jīng)過人員活動區(qū)帶走有害氣體后盡可能完全排出廠房；同時基于還原廠房生產(chǎn)過程中對潔凈度要求的考慮，置換通風(fēng)的送風(fēng)系統(tǒng)需要處理后送風(fēng)廠房內(nèi)，系統(tǒng)采用直流通風(fēng)方式。

對于這類系統(tǒng)的送風(fēng)處理的方法主要有以下幾種：第一種是將室內(nèi)回風(fēng)與室外的新風(fēng)進(jìn)行混合，然后進(jìn)行一次回風(fēng)處理；第二種是全新風(fēng)系統(tǒng)，對新風(fēng)進(jìn)行冷卻、加濕或加熱處理之后，送入室內(nèi)，但是這種系統(tǒng)僅限于例如動物房、生物安全潔凈室等不可循環(huán)利用的環(huán)境。

本項(xiàng)目遵循生產(chǎn)工藝的要求，對置換通風(fēng)送風(fēng)機(jī)組的功能段進(jìn)行合并和取舍，廠房采用的送風(fēng)系統(tǒng)處理主要有以下幾段：新風(fēng)段、初效過濾段、中間段、中效過濾段、送風(fēng)段、噪音消除段。送風(fēng)系統(tǒng)的最末端設(shè)置中效和高效過濾器。

在送風(fēng)系統(tǒng)上，機(jī)組處需要設(shè)有檢修門、檢修燈等功能性設(shè)備。確保生產(chǎn)廠房內(nèi)潔凈度、溫濕度、壓力等各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 置換通風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1.1 置換通風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量的確定。送風(fēng)風(fēng)量應(yīng)滿足對新風(fēng)量和送風(fēng)量[1]的規(guī)定，本設(shè)計(jì)由于工藝專業(yè)無法提供有害物質(zhì)的具體參數(shù)，考慮到工藝要求和有害物質(zhì)的性質(zhì)，生產(chǎn)車間內(nèi)新風(fēng)換氣次數(shù)取12次/小時。

1.1.2 置換通風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。新風(fēng)的吸入口以及送風(fēng)設(shè)備的選擇應(yīng)滿足規(guī)定[3]，本設(shè)計(jì)送風(fēng)機(jī)組放置在室外安全區(qū)內(nèi)，而且新風(fēng)來自安全區(qū)域內(nèi)，送風(fēng)機(jī)組選擇普通型，但是送風(fēng)管道在靠近送風(fēng)設(shè)備端需設(shè)置止回閥。

1.2 置換通風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)過濾器的選擇分析

對于有潔凈要求的送風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制機(jī)組中的微生物污染點(diǎn)。否則，細(xì)菌等微生物會在空氣結(jié)構(gòu)、溫濕度適宜的環(huán)境中大肆滋生繁殖，而送風(fēng)機(jī)組的箱體、過濾器、消聲器、加濕器等都是這些微生物生存的溫床，這些地方也都將成為嚴(yán)重的微生物污染點(diǎn)。控制措施主要有：定期檢查機(jī)組箱體，確保其無破損、無銹蝕以及良好的耐毒性、消毒性、保溫性及密封性等；確保消聲器、加濕器等內(nèi)部無可疑物滯留，以免發(fā)生堵塞；經(jīng)常對機(jī)組進(jìn)行清洗或消毒。這對設(shè)備后期運(yùn)行維護(hù)是個難點(diǎn)。

沒有經(jīng)過過濾的新風(fēng)中有很多塵粒，系統(tǒng)超過90%的塵粒都是來自于此。新風(fēng)口的無紡布也應(yīng)該更換及時，否則堵塞的無紡布會阻礙新風(fēng)的補(bǔ)充，使室內(nèi)空氣無法及時排放出去，并且還會堵塞機(jī)組的加熱和表面冷卻器，使中效過濾器和高效過濾器的使用壽命大打折扣。然而又由于這兩種過濾器的成本較高，無法實(shí)現(xiàn)頻率過快的更換，會嚴(yán)重影響室內(nèi)的空氣質(zhì)量。

本項(xiàng)目的過濾器使一個設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。設(shè)計(jì)過程中，過濾器報(bào)警器的設(shè)置是必要的，可以使后期運(yùn)行維護(hù)一目了然；設(shè)備運(yùn)行過程中，對這類設(shè)備的定期巡檢是必要的。過濾器的正常有效的使用，是保證送風(fēng)質(zhì)量的有效手段，也可以有效地保證更高一級過濾器的效率，以此也可以降低運(yùn)行成本。

考慮到以上因素，在系統(tǒng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置有粗效段和中效段，在送風(fēng)系統(tǒng)的末端設(shè)置中效過濾器和高效過濾器。送風(fēng)機(jī)組對新風(fēng)進(jìn)行處理之后，可以斷絕室外的塵源，這種方式經(jīng)濟(jì)高效。通常情況下，空氣的過濾程度取決于最后一級過濾器，上級的過濾器只是起到了基本的保護(hù)作用，主要在于保護(hù)下級過濾器的質(zhì)量，延長過濾器的使用壽命，確保空調(diào)系統(tǒng)能夠長周期的正常工作。實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)工作的需求，調(diào)整減少高效過濾器的更換頻率，延長高效過濾器的使用壽命。

2 置換通風(fēng)的排風(fēng)系統(tǒng)

2.1 置換通風(fēng)的排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)量的設(shè)計(jì)

當(dāng)周圍環(huán)境較差且房間空氣有潔凈度要求時，房間室內(nèi)應(yīng)保持一定的正壓，排風(fēng)量宜為送風(fēng)量的80～90%。本設(shè)計(jì)排風(fēng)換氣次數(shù)為10次/h。校核通風(fēng)量[3]確定通過通風(fēng)是否可以滿足廠房內(nèi)的溫度要求。

2.2 置換通風(fēng)的排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

多晶硅生產(chǎn)廠房的排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)采取下列技術(shù)措施，防止在廠房內(nèi)的送風(fēng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時，室外空氣倒灌流入室內(nèi)，引起污染和積塵。工程中常用的防倒灌措施有兩種，一種是設(shè)置中效過濾段，二種是采用止回閥。排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，還應(yīng)采取下列措施：含有易燃易爆局部排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)采用與排除物質(zhì)相適應(yīng)的防火防爆的措施；對排含有蒸汽和凝結(jié)性物質(zhì)的排風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置坡度及排放口，以便及時排除凝結(jié)液；排風(fēng)介質(zhì)中有害物濃度及排放量超過國家或地區(qū)有害物排放濃度及排放量規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行無害化處理。一般對于有可能散放有害氣體或易燃易爆氣體的生產(chǎn)廠房或者根據(jù)生產(chǎn)工藝要求來判斷是否需要設(shè)置事故排風(fēng)系統(tǒng)。事故排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)自動和手動控制開關(guān)，手動控制開關(guān)應(yīng)分別設(shè)在生產(chǎn)廠房室內(nèi)、外便于操作的地方。

本設(shè)計(jì)中，排風(fēng)機(jī)組用于排放甲類物質(zhì)，設(shè)備放置于爆炸危險(xiǎn)區(qū)。排風(fēng)設(shè)備應(yīng)采用防爆型[3]。全面排風(fēng)系統(tǒng)吸風(fēng)口的布置應(yīng)符合下列規(guī)定：用于排出氫氣與空氣混和物時，吸風(fēng)口的上緣至頂棚平面或屋頂?shù)木嚯x不大于0.1m。所以在屋脊處設(shè)置了屋頂通風(fēng)器來解決這個問題。

2.3 排風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理

排入大氣的廢氣必須進(jìn)行凈化處理，達(dá)到國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求后才允許排放[5]。達(dá)到大氣排放標(biāo)準(zhǔn)并不意味著滿足環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，它受到國家環(huán)保規(guī)定的區(qū)域環(huán)境污染物控制總量的限制。在可能的條件下，還應(yīng)考慮回收利用，變害為寶。有害氣體凈化，在某些情況下可將含有污染物的廢氣高空排放，通過在大氣中的擴(kuò)散進(jìn)行稀釋，使降落到地面的有害氣體濃度（包括累積量）不超過環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[6]。

本設(shè)計(jì)考慮到置換通風(fēng)對室內(nèi)有害物濃度的稀釋作用明顯，排風(fēng)采用高空擴(kuò)散的方式對有害氣體進(jìn)行稀釋[4]。同時根據(jù)規(guī)范要求、工藝條件、建筑和總圖布置等，確定排風(fēng)口高出屋脊3.0m。

3 結(jié)束語

采用置換通風(fēng)氣流穩(wěn)定，送風(fēng)需求量小，同時溫度較低的送風(fēng)首先經(jīng)過工作區(qū)，可以在滿足廠房設(shè)計(jì)要求的前提下減少能耗并提高人員的舒適度。本項(xiàng)目置換通風(fēng)系統(tǒng)通過設(shè)置新風(fēng)機(jī)組確保生產(chǎn)廠房內(nèi)充足的送風(fēng)量及送風(fēng)品質(zhì)，嚴(yán)格控制機(jī)組中的污染點(diǎn)，最后加上對排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成了該項(xiàng)目完整的置換通風(fēng)的流程，為多晶硅還原生產(chǎn)廠房提供了良好的環(huán)境，從源頭上保證了該廠房后期的運(yùn)營安全和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50073-2013.潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]HG/T20698-2009.化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50019-2015.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施2009-暖通空調(diào)·動力[M].中國計(jì)劃出版社，2009.

[5]高等學(xué)校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)規(guī)劃教材-工業(yè)通風(fēng)（第四版）[M].中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[6]GB16297-1996.大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

作者簡介：田雪梅（1978-），女，漢族，黑龍江雞西，本科，連云港沃利帕森工程技術(shù)有限公司上海分公司，暖通工程師，研究方向：暖通。