置換通風系統的實例探究

摘 要：對于多晶硅還原廠房這類既有爆炸危險又有潔凈要求的甲、乙類危險區域，為了防止二次污染， 送風必須直排。為了保障生產運行安全，同時考慮節能環保，所以將置換通風引入此類生產廠房中。文章通過實例簡述了采用置換通風系統方案的方法，剖析了確保充足新風量及增加新風機組的必要性，探討采用凈化處理的新風機組，論述了排風系統設計流程及需要注意的問題。

關鍵詞：新風量；置換通風；送風系統；排風系統

引言

工業廠房通風空調系統的優化設計，工作車間的潔凈化，對生產績效和節能方面起著至關重要的影響，這一直是各大工業廠房高度重視和關注的話題。以多晶硅生產工藝為代表的甲、乙類危險潔凈廠房，潔凈廠房[1]要求建筑內維持正壓，而危險廠房[2]求維持負壓。為了防止二次污染，送風必須直排。對于這樣的置換通風系統，送風系統的方案及排風系統的流程的確定，在文章通過實例加以論證，同時對于各個環節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計提供一定的參考性借鑒。

1 置換通風送風系統

由于多晶硅生產還原廠房內有害物散發源分散，采用局部排風達不到要求，因此必須采用全面通風。基于排除有害物質考慮，還原廠房的送風必須先經過人員活動區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過程中對潔凈度要求的考慮，置換通風的送風系統需要處理后送風廠房內，系統采用直流通風方式。

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

本項目遵循生產工藝的要求，對置換通風送風機組的功能段進行合并和取舍，廠房采用的送風系統處理主要有以下幾段：新風段、初效過濾段、中間段、中效過濾段、送風段、噪音消除段。送風系統的最末端設置中效和高效過濾器。

在送風系統上，機組處需要設有檢修門、檢修燈等功能性設備。確保生產廠房內潔凈度、溫濕度、壓力等各項環境指標達到標準。

1.1 置換通風送風系統的設計

1.1.1 置換通風送風系統送風量的確定。送風風量應滿足對新風量和送風量[1]的規定，本設計由于工藝專業無法提供有害物質的具體參數，考慮到工藝要求和有害物質的性質，生產車間內新風換氣次數取12次/小時。

1.1.2 置換通風送風系統的設計分析。新風的吸入口以及送風設備的選擇應滿足規定[3]，本設計送風機組放置在室外安全區內，而且新風來自安全區域內，送風機組選擇普通型，但是送風管道在靠近送風設備端需設置止回閥。

1.2 置換通風送風系統過濾器的選擇分析

對于有潔凈要求的送風系統，應當嚴格控制機組中的微生物污染點。否則，細菌等微生物會在空氣結構、溫濕度適宜的環境中大肆滋生繁殖，而送風機組的箱體、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重的微生物污染點。控制措施主要有：定期檢查機組箱體，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、加濕器等內部無可疑物滯留，以免發生堵塞；經常對機組進行清洗或消毒。這對設備后期運行維護是個難點。

沒有經過過濾的新風中有很多塵粒，系統超過90%的塵粒都是來自于此。新風口的無紡布也應該更換及時，否則堵塞的無紡布會阻礙新風的補充，使室內空氣無法及時排放出去，并且還會堵塞機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，無法實現頻率過快的更換，會嚴重影響室內的空氣質量。

本項目的過濾器使一個設計和運行維護的重點和難點。設計過程中，過濾器報警器的設置是必要的，可以使后期運行維護一目了然；設備運行過程中，對這類設備的定期巡檢是必要的。過濾器的正常有效的使用，是保證送風質量的有效手段，也可以有效地保證更高一級過濾器的效率，以此也可以降低運行成本。

考慮到以上因素，在系統機組內設置有粗效段和中效段，在送風系統的末端設置中效過濾器和高效過濾器。送風機組對新風進行處理之后，可以斷絕室外的塵源，這種方式經濟高效。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作用，主要在于保護下級過濾器的質量，延長過濾器的使用壽命，確保空調系統能夠長周期的正常工作。實際工作中，應根據工作的需求，調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 置換通風的排風系統

2.1 置換通風的排風系統排風量的設計

當周圍環境較差且房間空氣有潔凈度要求時，房間室內應保持一定的正壓，排風量宜為送風量的80～90%。本設計排風換氣次數為10次/h。校核通風量[3]確定通過通風是否可以滿足廠房內的溫度要求。

2.2 置換通風的排風系統的設計分析

多晶硅生產廠房的排風系統設計，應采取下列技術措施，防止在廠房內的送風系統停止運行時，室外空氣倒灌流入室內，引起污染和積塵。工程中常用的防倒灌措施有兩種，一種是設置中效過濾段，二種是采用止回閥。排風系統設計時，還應采取下列措施：含有易燃易爆局部排風系統應采用與排除物質相適應的防火防爆的措施；對排含有蒸汽和凝結性物質的排風系統，應設置坡度及排放口，以便及時排除凝結液；排風介質中有害物濃度及排放量超過國家或地區有害物排放濃度及排放量規定時，應進行無害化處理。一般對于有可能散放有害氣體或易燃易爆氣體的生產廠房或者根據生產工藝要求來判斷是否需要設置事故排風系統。事故排風系統應設自動和手動控制開關，手動控制開關應分別設在生產廠房室內、外便于操作的地方。

本設計中，排風機組用于排放甲類物質，設備放置于爆炸危險區。排風設備應采用防爆型[3]。全面排風系統吸風口的布置應符合下列規定：用于排出氫氣與空氣混和物時，吸風口的上緣至頂棚平面或屋頂的距離不大于0.1m。所以在屋脊處設置了屋頂通風器來解決這個問題。

2.3 排風系統的空氣處理

排入大氣的廢氣必須進行凈化處理，達到國家大氣污染物排放標準要求后才允許排放[5]。達到大氣排放標準并不意味著滿足環境空氣質量標準的要求，它受到國家環保規定的區域環境污染物控制總量的限制。在可能的條件下，還應考慮回收利用，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，通過在大氣中的擴散進行稀釋，使降落到地面的有害氣體濃度（包括累積量）不超過環境空氣質量標準[6]。

本設計考慮到置換通風對室內有害物濃度的稀釋作用明顯，排風采用高空擴散的方式對有害氣體進行稀釋[4]。同時根據規范要求、工藝條件、建筑和總圖布置等，確定排風口高出屋脊3.0m。

3 結束語

采用置換通風氣流穩定，送風需求量小，同時溫度較低的送風首先經過工作區，可以在滿足廠房設計要求的前提下減少能耗并提高人員的舒適度。本項目置換通風系統通過設置新風機組確保生產廠房內充足的送風量及送風品質，嚴格控制機組中的污染點，最后加上對排風系統的設計，完成了該項目完整的置換通風的流程，為多晶硅還原生產廠房提供了良好的環境，從源頭上保證了該廠房后期的運營安全和經濟效益。

參考文獻

[1]GB50073-2013.潔凈廠房設計規范[S].

[2]HG/T20698-2009.化工采暖通風與空氣調節設計規范[S].

[3]GB50019-2015.采暖通風與空氣調節設計規范[S].

[4]全國民用建筑工程設計技術措施2009-暖通空調·動力[M].中國計劃出版社，2009.

[5]高等學校建筑環境與設備工程專業規劃教材-工業通風（第四版）[M].中國建筑工業出版社，2010.

[6]GB16297-1996.大氣污染物綜合排放標準[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有限公司上海分公司，暖通工程師，研究方向：暖通。