置换通风系统的实例探究

摘 要：对于多晶硅还原厂房这类既有爆炸危险又有洁净要求的甲、乙类危险区域，为了防止二次污染， 送风必须直排。为了保障生产运行安全，同时考虑节能环保，所以将置换通风引入此类生产厂房中。文章通过实例简述了采用置换通风系统方案的方法，剖析了确保充足新风量及增加新风机组的必要性，探讨采用净化处理的新风机组，论述了排风系统设计流程及需要注意的问题。

关键词：新风量；置换通风；送风系统；排风系统

引言

工业厂房通风空调系统的优化设计，工作车间的洁净化，对生产绩效和节能方面起着至关重要的影响，这一直是各大工业厂房高度重视和关注的话题。以多晶硅生产工艺为代表的甲、乙类危险洁净厂房，洁净厂房[1]要求建筑内维持正压，而危险厂房[2]求维持负压。为了防止二次污染，送风必须直排。对于这样的置换通风系统，送风系统的方案及排风系统的流程的确定，在文章通过实例加以论证，同时对于各个环节需要注意的问题加以说明，希望能为今后此类车间的暖通设计提供一定的参考性借鉴。

1 置换通风送风系统

由于多晶硅生产还原厂房内有害物散发源分散，采用局部排风达不到要求，因此必须采用全面通风。基于排除有害物质考虑，还原厂房的送风必须先经过人员活动区带走有害气体后尽可能完全排出厂房；同时基于还原厂房生产过程中对洁净度要求的考虑，置换通风的送风系统需要处理后送风厂房内，系统采用直流通风方式。

对于这类系统的送风处理的方法主要有以下几种：第一种是将室内回风与室外的新风进行混合，然后进行一次回风处理；第二种是全新风系统，对新风进行冷却、加湿或加热处理之后，送入室内，但是这种系统仅限于例如动物房、生物安全洁净室等不可循环利用的环境。

本项目遵循生产工艺的要求，对置换通风送风机组的功能段进行合并和取舍，厂房采用的送风系统处理主要有以下几段：新风段、初效过滤段、中间段、中效过滤段、送风段、噪音消除段。送风系统的最末端设置中效和高效过滤器。

在送风系统上，机组处需要设有检修门、检修灯等功能性设备。确保生产厂房内洁净度、温湿度、压力等各项环境指标达到标准。

1.1 置换通风送风系统的设计

1.1.1 置换通风送风系统送风量的确定。送风风量应满足对新风量和送风量[1]的规定，本设计由于工艺专业无法提供有害物质的具体参数，考虑到工艺要求和有害物质的性质，生产车间内新风换气次数取12次/小时。

1.1.2 置换通风送风系统的设计分析。新风的吸入口以及送风设备的选择应满足规定[3]，本设计送风机组放置在室外安全区内，而且新风来自安全区域内，送风机组选择普通型，但是送风管道在靠近送风设备端需设置止回阀。

1.2 置换通风送风系统过滤器的选择分析

对于有洁净要求的送风系统，应当严格控制机组中的微生物污染点。否则，细菌等微生物会在空气结构、温湿度适宜的环境中大肆滋生繁殖，而送风机组的箱体、过滤器、消声器、加湿器等都是这些微生物生存的温床，这些地方也都将成为严重的微生物污染点。控制措施主要有：定期检查机组箱体，确保其无破损、无锈蚀以及良好的耐毒性、消毒性、保温性及密封性等；确保消声器、加湿器等内部无可疑物滞留，以免发生堵塞；经常对机组进行清洗或消毒。这对设备后期运行维护是个难点。

没有经过过滤的新风中有很多尘粒，系统超过90%的尘粒都是来自于此。新风口的无纺布也应该更换及时，否则堵塞的无纺布会阻碍新风的补充，使室内空气无法及时排放出去，并且还会堵塞机组的加热和表面冷却器，使中效过滤器和高效过滤器的使用寿命大打折扣。然而又由于这两种过滤器的成本较高，无法实现频率过快的更换，会严重影响室内的空气质量。

本项目的过滤器使一个设计和运行维护的重点和难点。设计过程中，过滤器报警器的设置是必要的，可以使后期运行维护一目了然；设备运行过程中，对这类设备的定期巡检是必要的。过滤器的正常有效的使用，是保证送风质量的有效手段，也可以有效地保证更高一级过滤器的效率，以此也可以降低运行成本。

考虑到以上因素，在系统机组内设置有粗效段和中效段，在送风系统的末端设置中效过滤器和高效过滤器。送风机组对新风进行处理之后，可以断绝室外的尘源，这种方式经济高效。通常情况下，空气的过滤程度取决于最后一级过滤器，上级的过滤器只是起到了基本的保护作用，主要在于保护下级过滤器的质量，延长过滤器的使用寿命，确保空调系统能够长周期的正常工作。实际工作中，应根据工作的需求，调整减少高效过滤器的更换频率，延长高效过滤器的使用寿命。

2 置换通风的排风系统

2.1 置换通风的排风系统排风量的设计

当周围环境较差且房间空气有洁净度要求时，房间室内应保持一定的正压，排风量宜为送风量的80～90%。本设计排风换气次数为10次/h。校核通风量[3]确定通过通风是否可以满足厂房内的温度要求。

2.2 置换通风的排风系统的设计分析

多晶硅生产厂房的排风系统设计，应采取下列技术措施，防止在厂房内的送风系统停止运行时，室外空气倒灌流入室内，引起污染和积尘。工程中常用的防倒灌措施有两种，一种是设置中效过滤段，二种是采用止回阀。排风系统设计时，还应采取下列措施：含有易燃易爆局部排风系统应采用与排除物质相适应的防火防爆的措施；对排含有蒸汽和凝结性物质的排风系统，应设置坡度及排放口，以便及时排除凝结液；排风介质中有害物浓度及排放量超过国家或地区有害物排放浓度及排放量规定时，应进行无害化处理。一般对于有可能散放有害气体或易燃易爆气体的生产厂房或者根据生产工艺要求来判断是否需要设置事故排风系统。事故排风系统应设自动和手动控制开关，手动控制开关应分别设在生产厂房室内、外便于操作的地方。

本设计中，排风机组用于排放甲类物质，设备放置于爆炸危险区。排风设备应采用防爆型[3]。全面排风系统吸风口的布置应符合下列规定：用于排出氢气与空气混和物时，吸风口的上缘至顶棚平面或屋顶的距离不大于0.1m。所以在屋脊处设置了屋顶通风器来解决这个问题。

2.3 排风系统的空气处理

排入大气的废气必须进行净化处理，达到国家大气污染物排放标准要求后才允许排放[5]。达到大气排放标准并不意味着满足环境空气质量标准的要求，它受到国家环保规定的区域环境污染物控制总量的限制。在可能的条件下，还应考虑回收利用，变害为宝。有害气体净化，在某些情况下可将含有污染物的废气高空排放，通过在大气中的扩散进行稀释，使降落到地面的有害气体浓度（包括累积量）不超过环境空气质量标准[6]。

本设计考虑到置换通风对室内有害物浓度的稀释作用明显，排风采用高空扩散的方式对有害气体进行稀释[4]。同时根据规范要求、工艺条件、建筑和总图布置等，确定排风口高出屋脊3.0m。

3 结束语

采用置换通风气流稳定，送风需求量小，同时温度较低的送风首先经过工作区，可以在满足厂房设计要求的前提下减少能耗并提高人员的舒适度。本项目置换通风系统通过设置新风机组确保生产厂房内充足的送风量及送风品质，严格控制机组中的污染点，最后加上对排风系统的设计，完成了该项目完整的置换通风的流程，为多晶硅还原生产厂房提供了良好的环境，从源头上保证了该厂房后期的运营安全和经济效益。

参考文献

[1]GB50073-2013.洁净厂房设计规范[S].

[2]HG/T20698-2009.化工采暖通风与空气调节设计规范[S].

[3]GB50019-2015.采暖通风与空气调节设计规范[S].

[4]全国民用建筑工程设计技术措施2009-暖通空调·动力[M].中国计划出版社，2009.

[5]高等学校建筑环境与设备工程专业规划教材-工业通风（第四版）[M].中国建筑工业出版社，2010.

[6]GB16297-1996.大气污染物综合排放标准[S].

作者简介：田雪梅（1978-），女，汉族，黑龙江鸡西，本科，连云港沃利帕森工程技术有限公司上海分公司，暖通工程师，研究方向：暖通。

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