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文档简介
1、高效空气过滤器工程师技术讲解-洁净行业真实故事-蔡杰(klcfilter)4.1 开场白 几个孩子声讨家长,被我听见了。 甲:我妈总说,她小时候考试全班第一名。 已:我妈也那么说,她说她从小学到中学从来没掉下过前三名。 丙:论吹牛还得提我老爸,他说他是全年级第一。 丁:我们老师问,哪位同学家长说过自己曾经考第一,全班一大半儿同学举手。 空气过滤器知识,更多的是从教训中得到的,可书上尽是些“自己小时候考第一”的梦话。有本空气过滤abc,那上面有些风光的段子,有人凭文字说作者是专家,熟悉他的人说他文过饰非,他丢人现眼的时候多了。那作者是我。其实当时我考虑过,将各种教训汇总成一章,因为我熟悉过滤的过
2、程就是个接受教训的过程,可我没作笔记的习惯,许多精彩案例,时间地点人物对不准,怕招麻烦,不敢写。 不断有热心人找我聊过滤器,我建议他们将私下讲的故事说给大家听。他们多数人没必要对别人说自己小时候考第一,也没熬到说那话的份儿上,他们讲的故事真实性强一些。 我曾为洁净学会写过关于过滤的教材,教材再版,学会的王尧主任命令我增加篇幅,可我能说的已经全说完了,没词儿了。为完成任务,我抖了个小机灵,请大家替我说,于是就有了这个栏目:七嘴八舌。 下面的发言,没有任何内容需要学员记住,发言者也不希望别人对他们的话认真。这一章的内容供学员们课后消遣。如果你们也有话要说,欢迎参加讨论。希望这种讨论能加深大家对过滤
3、器的印象,也希望这种讨论能使大家的学习不那么沉重。 下次再改写教材,王尧主任也许会取消这种讨论,原因是你们要讲的故事太多了。 资料整理:klc过滤器_金田空气过滤器_klc高效过滤器 4.2 选择空气过滤器经验 我在西安交大读的是“供热通风与空调”,那个专业设在动力机械工程系,我曾以为自己日后是造空调器的,1993年毕业后才明白,空调专业毕业生还得去建筑工地。1996年,我开始搞工程项目,又发现,那儿有个新鲜领域:洁净技术。自1997年至今,我在洁净领域工作了七年,在很正规的外企呆过,也在市场上折腾过,虽然一直走技术路线,但现实中我不可能只论技术,也要参与商业活动。作为工程师和兼商人,我就kl
4、c过滤器的选择问题,跟同行聊聊天。 揣摩甲方 甲方要建洁净室,其背景大致有三。第一种情况,甲方的工作环境必须用到洁净室,甲方对洁净室有明确、严格、具体的要求。对这类工程,应坚持技术为先的原则,选用过滤器( )时要格外仔细,一点也不能马虎。这类项目有严格的工程质量把关,你在设计和施工过程中糊弄别人,那是给你自己日后找麻烦。这类项目多数被大设计院和外资公司抢走了,留给我们的不多。可一旦接手这类项目,我们要在技术上使出浑身解数才能交差。搞这类项目累,但很过瘾。 第二种是广告性工程。甲方的工作环境不真需要洁净室,他是想制造热点吸引客户,向你讨个像模像样的家什,他把那东西叫洁净室。此时,甲方对洁净工程没
5、多少概念,提不出特别具体的要求,也给不出好价格。但有这样的市场,我们不该丢掉。这类工程选择过滤器时没必要那么正经,您一较真儿,盈利空间就没了。遇到这类工程,要先谈好验收交工的条件,否则完工后有扯不尽的皮。新创业的净化公司,最适合接手这类项目。 第三种是概念模糊的工程。有时甲方应客户或主管部门要求而被动地建洁净室,有时甲方确实需要洁净室,但提不出明确要求。遇到此类项目,应先与甲方进行技术交流,明确技术细节。至于过滤器,或苛刻,或宽松,但要满足双方共同确认的洁净工程基本要求。 过滤器与通风参数 在讨论过滤器对通风系统的影响时,有两个容易引起争议的参数:风量和风压。风量和风压是密切相关的,而且是弹性
6、变化的。过滤器有阻力,风量随之降低。为保证通风系统的效果,应仔细核算系统的阻力,然后确定选择风机需要满足的风压,在一定风压的基础上选择满足系统风量的风机,才会保证最后的结果。 许多项目,过滤器是初、中、高三级。根据我的经验,末端的高效过滤器对工程净化效果起关键作用,前面的预过滤器影响高效过滤器的使用寿命。在选择时应该对此有所认识。考虑洁净度时,对klc高效过滤器要严格要求;要延长高效过滤器的使用寿命,可以适当提高前面预过滤器的效率级别。 过滤器质量 过滤器本身的质量问题直接影响洁净室的净化效果。系统设计考虑得再全面,过滤器这个元件质量出问题,工程也会失败。全国有几百家过滤器生产厂,有数不清的过
7、滤器经销商,在深圳,每个月都会冒出三、五家。在这种局面下选用过滤器,既要盈利赚钱,又不能出差错,这是个劳神的事。从目前的过滤器市场情况来看,进口名牌商品的质量令人放心;国内有规模的公司的产品也说得过去,但在使用前应多些检查,以防止在包装、运输的中间环节出现意外。除了应付那些做广告用的洁净室,一般不推荐使用便宜的杂牌过滤器。如果甲方要建的洁净室是上述第一种,最好选用进口名牌产品,若需要选用国产过滤器,应该选用质量可靠,自己具有检测手段的企业的产品。如果我们知道供应商和产品的底细,选用过滤器时心里会塌实些。 过滤器的形式和规格 从净化尘粒的角度来看,只要效率规格相同,过滤效果没有多大的差别。要注意
8、的差别是,成本和维护保养。选用无隔板过滤器成本高,那适合于要求严格的单向流和级别高的非单向流洁净室项目。有隔板过滤器成本低,适合于低级别的非单向流项目。有隔板过滤器中,铝隔板过滤器主要用于高温或高湿环境,纸隔板过滤器用在普通洁净环境。至于密封形式、尺寸大小、规格的选择,就看使用以后的维护、更换的考虑了。 4.3 纸隔板高效过滤器自身发尘 2003年夏,我公司接到沈阳一家客户投诉,那客户选用了我公司高效过滤器,用过一段时间后发现洁净室粉尘浓度超标。我公司多年来坚持对高效过滤器进行出厂前逐台检测,产品质量出问题的可能性不大,根据经验,高效过滤器在现场出毛病,多数是由于运输、安装、现场检测、工程设计
9、等其它原因。遇到投诉,我公司会积极帮客户找原因,不管谁的错,我们会对客户说几句悚话,再低价或免费提供几只新过滤器,事情就摆平了。生意场上,用这种伎俩对付测试欠缺的竞争对手,我们经常得手。 接到投诉,公司派我去现场。那是些廉价、纸制隔板、传统有隔板过滤器,装在几间100级洁净室的送风末端,总共10万元的生意。我用激光粒子计数器检测洁净室,发现粉尘浓度确实超标,再用计数器扫描检查过滤器,发现过滤器下游粉尘浓度过高,且5m以上大颗粒数量明显偏多。我试图找出可能嫁祸他人的原因,但我看不到过滤器异常损坏的迹象,那项工程有很多毛病,可那些毛病似乎并不影响洁净度。于是我不得不怀疑过滤器的质量。我从现场取回几
10、只过滤器重新检测,运回的那些过滤器复测合格。我再将经过格外仔细检测的另一批过滤器运到现场,邪门了,过滤器装到现场就犯混。 我是新手,我求领导派有经验的人再去现场。一个多月内,为处理事故,我和同事们跑了三趟沈阳,可谁也没找出令人信服的原因。客户等着我们的结论,同行企业盯在那等我们撤退。该认输了,但我们想输个明白。于是我们第四次再赴沈阳,我们请了位行家,他还带去个小徒弟,那是位对手企业的年轻工程师。管他什么对手,我们已经不再操心生意上的事 了,只求别人能说出我们失败的原因。 那次去现场,我们注意到沈阳那个工程有很多问题,其中之一是振动,屋顶的风机带着整个厂房打颤。我们打电话回公司,让实验室做振动条
11、件下的过滤器效率试验。第二天实验室传来口信:常规条件检测合格的各类高效过滤器,施加振动时,铝隔板过滤器和无隔板过滤器依然合格,而有些纸隔板过滤器振动时效率明显降低。在等待工厂试验结果的同时,我们在现场,在开着风机的情况下用软物体持续击打过滤器的纸隔板,然后检测过滤器下游粉尘浓度,发现:连续击打后粉尘浓度有所降低,过一段时间又重新回到高浓度水平。实验室试验和现场试验都表明:过滤器的纸隔板发尘。同去的那位行家说:真抱歉,我看你还是乖乖认错吧,你那过滤器有毛病,它发尘。 回公司后,我们对不同批次的纸隔板原料进行试验,并再对原料供应商重做调查,得到以下信息:用于制作纸隔板的双面胶版纸,其生产过程中使用
12、了增白剂和某些颗粒物填料,多数双胶纸不发尘,若工艺不讲究,增白剂和填料会脱落,于是纸就会发尘。用了有问题的隔板纸,过滤器就会出问题。通过试验和调查,我们得出条经验:便宜的纸隔板,发尘的可能性大。 其实,在原料来源上加以控制,纸隔板过滤器就不会发尘;即使采用了可能发尘的原料,现场无振动,过滤器也可能不发尘。我们为沈阳提供的那批过滤器,采用了有问题的纸隔板原料,又遇到个乱哆嗦的工程,于是就出了事故。同行企业多年来大量生产纸隔板过滤器,他们或许早就知道它可能发尘,但没人警告过我们。过去曾有人攻击纸隔板过滤器,理由是:纸隔板不防火、强度差、吸潮、含营养物、长霉。现在我们又为反对者提供了另一个证据:纸隔
13、板过滤器有可能发尘。 沈阳事件后,公司领导把检验纸隔板原料的工作交给了我,我也因此摸索出一些有效的检验方法。2004年4月,由于我的一个疏忽,一批不合格的纸隔板原料到了生产车间,造成一批过滤器废品,我因此挨罚,罚得我很没面子。 4.4 我说过滤器 之一:高效过滤器的补漏 以现在制造水平,klc高效过滤器( )效率检验的一次合格率达到97%已经是高水平了,那3%的不合格品,经认真修补后多数能成为合格品。所以,在过滤器制造厂,修补高效过滤器是生产工人的一项重要工作。 首先要挑出有漏点的高效过滤器,还要确定漏点的位置。检漏可以采用激光粒子计数器扫描,或光度计扫描,也可以通过发烟目测。 找到了漏点位置
14、,要判断是否可以修补,若修补会造成明显外观缺陷,或修补工作过于费事而不值得修补,那个过滤器就该报废。 在漏点处补胶。修补用的胶不能与滤纸、密封胶发生化学反应,对外框没有腐蚀性,否则原漏点没补好又添新漏点。胶的颜色要与滤纸接近,否则会很难看。漏点在明处比较好办,用胶将漏点堵住即可。如果漏点在过滤器内部,就需要将过滤器倾斜放置,用流动性好、固化时间短的胶从一面灌入。此时要切记,不要为了节省而少注胶,要多灌,否则,一次没补好,再想补第二次就难了,因为第一次的胶可能堵住通道,第二次的胶很难流进去。 国家标准gb13554-92高效空气过滤器曾规定,每个过滤器修补面积不应超过13cm2,修补的总面积不应
15、超过过滤器端面净面积的1%。现在的生产要求比那个标准严格多了,修补原则是,过滤器上不能有明显的修补痕迹。 一般情况下,如果使用可靠的原材料,采用成熟的生产工艺,过滤器效率不合格就是有漏点。根据经验,多数漏点发生在过滤器边沿滤材与边框的结合处。 由于我们用的材料和工艺并非那么好,根据我们的经验,效率不合格并非全是因为有漏点,下列几种情况就不能算作过滤器漏。纸隔板发尘,这种情况在纸隔板过滤器中很普遍,而纸隔板发尘只有在过滤器受振动时才出现,用普通检测手段不易发现;滤纸发尘,这种毛病很少见,但确实发生过;滤纸本身效率低;测试设备或方法有问题。 有些用户,发现高效过滤器有问题,在现场修补。我们不建议那
16、样做,也很少去现场帮客户修补过滤器。因为,现场没有顺手的检漏手段,很难找准漏点,修补后的过滤器也没法进行效率检验。现场修补过滤器(如果真能严格修补)的费用比更换新过滤器的费用高。 之二:过滤器的“怕” 谁都有怕,各怕各的。学生怕老师,老师怕校长,校长怕老婆,老婆怕老鼠。过滤器也有怕。 高效过滤器,怕保护不好,守护它的预过滤器差,它就是短命鬼;怕磕碰,运输安装稍微震动,它就玩完;怕安装不当而变形,怕沾水,怕测试马虎。 中效过滤器,既怕保护不当而短命,又怕保护太好而当摆设;怕操作工粗手大脚,怕哆嗦的大风,怕水。 玻璃纤维过滤器怕氢氟酸。化学纤维过滤器怕高温,怕老化。 没经过检验的过滤器怕挑剔的买主
17、儿。 过滤器怕主人乱贴标签。 过滤器怕人拿它当什么都治的膏药。你用它遮风挡雨、抗菌防霉、消声驱虫,它没那么灵验。 有什么都不怕的,金属网、尼龙网。他们是过滤器的远亲,挡蚊子用的。 过滤器怕的事很多,让我看到的就那么一小部分,其它的等遇上了再说。 过滤器的毛病多多。您怕麻烦,不用它就没麻烦了。 4.5 臭氧催生粉尘 阳光真好!人们有喜欢阳光的100条理由。第101条理由是,阳光与空气产生光化学反应,生成微小颗粒物,那些颗粒物使高空水蒸汽凝成雨滴,供给我们赖以生存的雨水。且慢,搞空气净化的人也许不那么认同这第101条理由。 近来大气污染加剧,大气中有机物增加,阳光照射污染空气时发生比正常情况下更强
18、烈的光化学反应,产生二次污染(臭氧、颗粒物等)。在无风、干燥的晴朗天气,蓝天仍可能被薄雾遮挡,那些干雾就是光化学反应生成的颗粒物,所谓“光化学烟雾”。 大气中微量气体可以转化为颗粒物,光化学烟雾是污染大气在特定天气条件下的一种特殊现象,是气相物质经过光化学反应后急剧向颗粒态转化的结果。在氮氧化物nox和碳氢化合物(或称vocs,volatile organic compounds,挥发性有机化合物)氧化产生光化学烟雾的过程中,臭氧o3和oh自由基起关键作用,而o3和oh的浓度与大气中污染物nox和vocs的含量直接相关,nox和vocs越多,o3和oh就越多,光化学反应就越剧烈。 光化学污染可
19、以分为两个阶段:臭氧浓度上升、颗粒物形成。 第一阶段:臭氧浓度上升阶段。近年来,由于汽车废气、化肥、以及其他的大气污染,空气中可能存在高浓度no【1】。如果存在高浓度的no,在太阳辐射条件下,nono2 ,一旦产生了no2,在紫外光辐射条件下就可以产生o3,o3进而加剧nono2反应,这就导致了大气中o3浓度的上升。除o3外,光化学反应也产生oh自由基,它也加剧nono2反应。 第二阶段:颗粒物形成阶段。在气态物质与颗粒物的转化过程中,气相反应物主要是nox和vocs,颗粒状物质主要是硝酸铵、有机硝酸盐以及其他一些复杂的有机化合物。 产生颗粒的典型反应有: o3+no o2+no2(ch3co
20、)o2+no2 (ch3co)o2no2 (pan) n(nh4no3)(气体) (nh4no3)n (晶体) 其中:pan是过氧酰基硝酸盐,n表示硝酸铵分子组成晶粒的个数。 这样就实现了气态物质到颗粒物之间的转化。 因此,氮氧化物、紫外光是空气中产生臭氧的重要原因;而产生的臭氧、oh自由基又会导致气态碳氢化合物转化为颗粒物,同时伴有一些更复杂的氧化反应以及氧化产物。 值得注意的是,一些实验测试数据表明【2】,室内混有vocs和o3时,空气中的粉尘浓度明显增加,这也是个“气粒”转化过程。 空气中含碳氢化合物和氮氧化物时,阳光(紫外光)照射发生光化学反应,光化学反应产生颗粒物。臭氧与空气中的碳氢
21、化合物反应,并非将污染物全部无害化,反应的生成物之一是颗粒物。 参考文献 4.6 过滤器寿命的几段故事 客户常问,你的过滤器能用多长时间。我把皮球踢回去,那取决于您的环境和预过滤器。 2003年,我们接到投诉,有个客户的空压机入口过滤器改用了我公司产品,原来的过滤器能用仨月,可换上我们的产品,一个月不到就报废了。我们不敢怠慢,立刻去造访客户。我们的经验是,为事故“消毒”的最佳办法是到使用现场。现场的一根烟囱吸引了我们,浓黑烟四处飘散,烟囱和空压机进气口一般高,且距离很近,那黑烟没糟蹋,给过滤器享用了。客户说,前些日子搞改造,加了个锅炉,那烟囱是和新锅炉一起添置的。我略加解释,客户明白了过滤器报
22、废快的原因,他们将烟囱加高了几米,而后的过滤器使用寿命就正常了。 一家著名公司,所用的新风机组为著名品牌的空调,其中的粗、中、高三级过滤器全部为著名过滤器公司产品。投入使用后,出现了令人难以接受的情况:粗效过滤器使用寿命仨星期,中效不到俩月,高效不到四个月。这远远达不到客户预期的要求。甲方数次找过滤器公司理论,但那家过滤器公司不买账,说他们的产品如何高精尖,出的问题与他们无关。甲方找到我们,那可是几家国际著名公司办的事,但我们还是决定去淌这滩混水。到现场勘察并听了用户的介绍,我们眼前的景象如下:其一,新风机组的进气口接近地面,且正对厂区内的交通干道;其二,高效过滤器前的预过滤器(中效过滤器)为
23、效率很低的化纤材料过滤器;其三,高效过滤器用了不到半年,阻力已远远超标,甚至超出了阻力监测装置的量程。我想起别人的一些警告,有几条刚好对应我见到的情景:其一,新风口应设置在空气比较干净的地点,至少应高出地面34米;其二,过滤面积大的过滤器使用寿命长;其三,预过滤器的优劣决定后一级过滤器的使用寿命。我们向客户提出几条建议:改变新风口位置,并在新风口增设一级低效率过滤器;增大中效过滤器的过滤面积并提高其过滤效率规格,我给客户的承诺是中效过滤器使用寿命延长一倍,高效延长一倍。客户没采纳改进新风口的建议,因为那样做太麻烦。改换中效过滤器,由原来的6袋改为9袋,且提高效率规格,尽管过滤器备件价格大幅提高
24、,那样能明显延长中效及高效过滤器的使用寿命,客户接受了这条建议。有了这种改进,过滤器的使用寿命显著延长。 在一些老的洁净厂房中,我们经常见到,空调箱内的粗效、中效两级过滤器都是可以清洗的无纺布袋式过滤器,那种过滤器一般可以洗三、四次,起码用上半年。预过滤器的钱是省了,可高效过滤器的寿命很短。经常有人问我,中效过滤器是否可洗,我会警告说,效率高的过滤器很难清洗,能清洗的过滤器效率不高。其实,多数情况下,你用手摸一下过滤材料,自己就知道是否可以清洗,知道哪些效率规格的过滤器洗不得。当然,如果能清洗是客户选用过滤器的最重要条件,我会投其所好,向他推荐一些粗纤维材料制成的、很结实的过滤器。至于它们的过
25、滤效果,我会避而不谈。如果可清洗过滤器所保护的是别的厂家生产的高效过滤器,我没必要去操心那些高效过滤器的使用寿命。 4.7 现场过滤器故事 我与空气过滤器打过些交道。十年前,我为洋快餐店组装、调试空调时,看到美国来的空调回风口有几块纸板外框过滤器,这与当时我们自己空调用的塑料丝编织的过滤网不一样。用了不到半年,进口空调原配的过滤器堵死了。外国老板让我去找新过滤器,可我跑遍全城也没找到,只好买了些塑料网,老板看了直摇头,可他也没别的办法,就将就着改用那种塑料网了。 后来,我接触到高层建筑中央空调,在空调末端的设计和安装中,考虑到:为了便于日后的运行维护,应当给空调进风口安装好的过滤器。 再后来,
26、我到了电子工厂,电子工厂大量使用空气过滤器,我在动力部门,过滤器归那个部门管,过滤器成了我和同事们经常的头疼病。以下是我遇到的几段故事。 故事一,预过滤器破不得一间生产彩色显示器的洁净厂房,建成时间不长,空调送风量变小了,温湿度失控,温度远远高出22±1的设定值,达到30,而且随外界气温升高而升高。厂房与外界的正压也失控,外界的脏空气顺着传递物料的传送带通道进入厂房。室内的洁净度超标,眼看就要停产。 维护人员查找故障,首先怀疑过滤器堵塞,先拆洁净厂房末端的hepa过滤器,拆下一看hepa不脏。接着拆空调箱内中效过滤器,它有点脏,它比hepa便宜,先换了再说,空调中的初效过滤器最便宜,
27、也换新的。经过一番折腾,没见到送风量增加多少,转而怀疑过滤器本身问题,过滤器厂家来人做了个对比试验,将同批次过滤器提供给出问题的工厂和另一个没出问题的工厂,同时换上使用。结果,出问题的工厂问题依旧,而另一个工厂使用正常。试验表明不是那家公司过滤器的问题,干系摘清了,过滤器公司的人扭头走了。 工厂要生产,又指望不上别人,只好自己再找问题。我们顺着空调系统仔细查找,细心的人发现,新换上去的初效过滤器,边框附近的滤布有裂口。进一步调查,找到了原因:那种过滤器的滤材是娇贵的玻璃纤维材料,操作工不小心搞破了。破的过滤器碎料和尘土一起被吹到换热器上。到了初夏,换热器中通冷水,换热器表面的冷凝水让灰尘和碎纤
28、维成了泥浆,把换热器糊死了。气流通道堵塞,冷风吹不进厂房,温、湿度也就失去控制。 我们雇人逐个清洗换热器。空调清洗商态度不错,近百台空调箱,忙活了近三月,收取了八万多元清洗费,临走说,您这进口空调也忒难清洗了。 从那以后,操作工在更换过滤器时,记住了要轻拿轻放。我们还从中得到了另一个启发,遇到用了很长时间阻力仍不报警的过滤器,也许是破了,气流短路了。 故事二,过滤器的密封我公司的非均匀流洁净厂房使用数千只高效过滤风口。风口内的hepa过滤器边框上有圈弹性很好的密封条,与风口的密封端面严密贴合。有些维护和施工的人员可能会踩到风口上,若高效送风口的结构强度差,稍不小心,风口可能被踩变形,过滤器与结
29、构的密封端面出现缝隙,未经hepa过滤的空气从缝隙进入净化厂房,破坏了洁净度。这种故障短时间内不宜被发觉,我们曾以为是hepa过滤器有问题,但时间长了,咧开的缝隙周围会出现灰尘痕迹。当发现洁净度超标准,我们先打开送风口的均流孔板,用仪器检查是否有漏风。 有些hepa过滤器上的密封垫是弹性好、半圆形截面、连续无接缝的密封垫,它与过滤器安装端面线接触,而另一些hepa上的密封垫是四条平垫拼起来的,是面接触。线接触密封优于面接触。 空调箱中的初、中效过滤器一般不带密封垫,运行时,即使四周漏风,也很难察觉。如果漏风多,被这些预过滤器保护的洁净室末端hepa过滤器得不到有效保护,使用寿命将缩短。 有时,
30、预过滤器效率不低,但被保护的hepa 过滤器寿命依然短。那问题常出在空调箱内的预过滤器密封上。尽管预过滤器的密封不像hepa过滤器那么严格,但必须有密封。空调箱的过滤段结构应该为过滤器提供可靠的密封结构,有性能良好的密封垫,还要有方便、可靠的卡紧机构。如果缺少卡紧机构或那些机构未正常使用,空调关机时空气回流,可能将过滤器吹落,过滤器不在原位,等于没有过滤段。在现场,预过滤器的密封和卡紧故障经常出现,有设备本身问题,有过滤器问题,也有操作问题。 故事三,过滤器享用“土耳其浴”c厂洁净厂房的空调箱的设计者是位东南亚空调专家,空调箱的加湿直接使用蒸汽,那个厂工艺要求室内湿度为57±5%。工
31、厂初秋开始运行,没多久,天气转凉,空气干燥,于是空调进入加湿状态,加湿的第二天,问题出现了,厂房内温度上升,湿度下降,生产线上的产品全部报废。我们立即组织专家检查故障,发现空调送风量小,空调箱内积水较多,靠近加湿器的中效过滤器全部被打湿,而控制系统因检测到室内湿度低,仍在指挥空调系统加湿。加湿器的喷管喷出干蒸汽,遇到冷风形成湿蒸汽,将距离加湿器仅50cm 的中效过滤器泡了个透。那种过滤器泡水后,风阻激增,造成空调风量降低,蒸汽没进入厂房,全让过滤器挡住了。 有的过滤器厂家趁机来推销“防打湿过滤器”,我们试验了几次,没有哪只过滤器能长时间承受那种蒸汽浴。几个厂家试验了几次不成功,就没动静了。 东
32、南亚是热带海洋性气候,空调箱几乎都在是除湿状态运行,而我们的工作环境,全年有一半时间需要加湿。我们猜想,那位专家过去很少遇到加湿问题。那套空调的加湿控制仅有个开关,加湿量不可调,需要加湿时,阀门一下全开,喷出的蒸汽遇到冷的过滤器表面,立即凝结成液态水。又加上蒸汽喷管出口离过滤器太近,雾化距离太短,小水滴在没有完全扩散成气态前,被过滤器当颗粒物挡住了。过滤器被水堵死了,空调系统就乱套了。 找到了原因,我们将简单的蒸汽开关阀门换成线性蒸汽调节阀,拉大了加湿器与过滤器的距离,并在加湿器后面加装了扰流板。采取这些措施后,就不再发生水汽打湿过滤器的故障了。故事四,过滤器的寿命hepa过滤器的使用寿命与过
33、滤风量有很大关系。2001年初c厂房的一台空调投入运行,那台空调设计风量为53550m3/h,为17只1220×610mm高效过滤器送风,平均每只过滤风量高达3150m3/h,是正常设计的两倍。用了不到3年,过滤器阻力达到650pa以上,过滤器报废,那些hepa过滤器的使用寿命远低于我公司其他车间的情况。 过滤器的寿命还与空调箱送风的品质有关。还是上面提到的那个c工厂,厂房北边不到百米处,有一个四百米长、一百米宽的大厂房正在土建施工。秋、冬、早春的天气较干燥,又时常刮北风,随风扬起的沙尘直接扑向c厂房。c厂房内的空调箱上的初效过滤器,使用不到半个月就堵塞了。而离c厂房较远的d厂房,空
34、调箱内过滤器的更换周期正常。当时有人曾认为c厂房用的过滤器容尘量低。我们用显微镜观察过滤材料,看到c、d厂房过滤器上积聚的灰尘粒子尺寸是不一样的,c厂换下的过滤器上颗粒物直径明显大些。c厂空调吸入的粉尘多,过滤器的使用寿命当然就短。 e厂房内需要走叉车,初期用的是烧柴油的叉车,因为柴油叉车力量大。可就是这些柴油叉车,也让过滤器出问题了。未完全燃烧的多碳氧化物在空气中飘散,通过回风进入空调箱,并在过滤器上凝聚。我们用高倍显微镜观察,发现凝聚物在初、中效过滤器上呈半流动状态。那些凝聚物有可能迁移到滤材背面,并因不均匀的加热和加湿而挥发,进入下游的hepa过滤器,加剧hepa过滤器的阻塞。后来,e厂
35、改用了电力叉车,减轻了厂房内的化学污染,也缓解了过滤器阻塞现象。 案例五,氢氟酸腐蚀过滤器 空气中的化学污染物可能影响过滤器。电子工厂的排风系统出故障,或厂房内的挥发性、腐蚀性气体的泄漏都可能对过滤器造成致命伤害。e厂房和b厂房使用氢氟酸,在厂房顶部,有专门和处理排风酸雾的洗涤塔,用ph值超出8的碱溶液来清洗被排出气体中的酸雾,使之达到排放标准。正常情况下,在此周围的空调进风口吸进的新鲜空气中,酸的含量几乎可以忽略。但是,有时洗涤塔中用于中和酸雾的碱计量泵坏了,喷淋水溶液的ph值已低于5,排风酸超标,如果排风口离吸风口距离近,酸风再被空调箱吸进,就会对过滤器产生影响。氢氟酸和它的挥发物氟化氢对
36、化纤材料制成的初、中效过滤器几乎没影响,但对玻璃纤维的hepa过滤器影响巨大,它们腐蚀玻璃,与玻璃纤维反应生成氟化硅。我们曾观察hepa过滤器的滤芯,看到一层灰白色的粉末,化学分析的结果是含f和si 元素的物质。 多数情况下,对设计合理的空调系统,空气中的氟化氢含量不高,过滤器被腐蚀的现象不很严重。可怕的是,现场常规过滤器检测手段无法发现过滤器是否受到氟化氢腐蚀,更无法判定腐蚀程度。而hepa过滤器受到腐蚀可能引发严重的生产和安全事故。 c工厂曾发生过一起严重的酸雾影响hepa过滤器的事件。在彩色显象管涂层工序,出现废品时,需要用较浓的酸溶液清洗掉玻璃表面的涂层,有时废品较多,酸雾来不及从工位
37、上的正常排风口排出,而扩散到整个厂房。有一次,弥散的酸雾竟将厂房的窗户上的玻璃腐蚀成了毛玻璃。室内空气中氟化氢因送风口的涡流作用接触hepa过滤器的表面,将玻璃纤维过滤材料迅速腐蚀,造成了hepa破损漏风。这样的事我们曾经遇到,hepa过滤器刚换上去不到一年,就毁了。而这样的情况发生时,净化设备运行的人员,可能不会立即发现生产线的操作人员不当的操作,只能事先预防。 在国内众多生产彩色显象管的企业中,只有个别企业在有氢氟酸的车间采用全新风空调系统,以避免氢氟酸对空调系统,尤其是对过滤器的损害。上面提到的事例恰恰发生在最安全的全新风空调系统。多数企业出于节能考虑,同类车间采用的是少部分新风、大部分
38、回风的空调系统,那些工厂的氢氟酸腐蚀过滤器问题可能更严重。在这里,我们仅说到了氢氟酸对设备的伤害,如果考虑它对操作工的伤害,空调行业可能需要对有氢氟酸车间的空调系统进行重新设计。 故事六,专家干瞪眼有一次,一个净化厂房的洁净度不合格。来人拿着测量仪器测量,hepa过滤器下方0.5m范围内的粒子浓度在受控范围内,可再往下测,各当量直径的粒子浓度逐渐增加,到了工位,早就超标了。然后再测风速,发现车间没达到规定换气次数。打开空调箱,发现带动风机的皮带打滑,风机丢转,送风量小了。我们遇到过大量类似蹊跷故障,有时,细心的操作工比请来的专家更能解决问题。 还是那个c厂房,有限的洁净厂房塞满了生产线,其生产
39、线体数是正常的2.5倍。当时那个厂的自动化程度不高,所以生产操作人员很多,一个班次有近八百人。众多人员给洁净厂房带来麻烦,人的产尘量加大,且人员是走动的,控制的难度更大。尤其是冬天,人带进洁净厂房的灰尘更多。在无奈的情况下,加大换气次数是我们当时的唯一的选择。可随着风速加大,过滤器的阻力也增加,又引发出一系列其他问题。我们曾在送风管内测风速、风压,其数值均高出正常值很多。hepa前的送管内,对大气的压差高于600pa,外形尺寸1220×610mm hepa过滤器的出口风速为1.09m/s,远远超出常规设计的0.45m/s。 有个极端事例发生在lac车间。原来只能容纳一条生产线的洁净厂
40、房,放置了三条线。为了将易挥发的有机废气排出,而不让厂房形成太大的负压,空调送风量高出正常值2倍还多,站在送风口下,人的感觉像吹电风扇。结果,这样吹了一年不到,有的hepa 吹坏了。 上述两个厂房的hepa过滤器都出现过严重事故,甚至被吹碎过。我们请教过一堆专家,也有些过滤器厂商来推介据说可以满足那种环境的新型过滤器,可谁都没能解决问题。后来,我们停运一部分生产线,减少了车间操作人员并提高了生产的自动化程度,以便使我们可以将空调送风量降低到合理范围。此后,局面才有所改善。 案例七,过滤器破鼓万人擂 有一阶段,新进厂的员工检测有挥发性酸的工位时,发现光电粒子计数器的显示粉尘浓度远远高于周围环境,
41、就抱怨净化系统和过滤器有问题。其实,工位周围的测量的数据是正常的,而工位的排风有些故障,空气中的酸影响了仪器读数。使用光电原理的粒子计数器,环境中的挥发性有机化合物和酸性气体可能附着在光学元件上,使信号失真。而我们的工位上有氢氟酸,它腐蚀玻璃,它可能致命地损伤含光学玻璃元件的粒子计数器。 cdt工厂有一道防静电、防眩光涂层工艺,一段时间,那里的良品率很低,废品主要是由于涂层表面出现斑点,有白色的斑点,也有黑色的斑点,给人的直觉是落上了灰尘。那是个洁净车间,按理说空气很干净的,也许是灰尘落进原料桶里了。我们请来了欧洲专家,按专家的建议采用国外著名公司的0.1m液体过滤器滤料制造的过滤器,但试验了
42、多次问题依旧。我们又请来了发明那种涂层工艺的专家,他坚持认为出废品与空气脏有关。只有出现高浓度10m以上颗粒物时,才可能出现那种斑点,可我们的厂房没那么脏。 同事们反复观测生产线的每个工位,我们发现出废品的原因并不是空气洁净度不好。一道工序的气动部件上喷出小水滴溅到工件表面,由此造成出白点的废品;另一道工序的下料力量太大,飞溅碎渣落到工件表面,由此产生出黑点的废品。找到了原因,对工艺进行了相应改进,产品合格率就提高了。 在高度自动化的生产线上,没有人能用肉眼观察到如此小的颗粒物飞溅,大家习惯性地怪罪净化系统。过滤器推销商没有穿工作服的习惯,他们很少深入现场帮我们查找原因,经常是我们这些客户在为
43、他们摘清责任。 4.8 驻极体丙纶高效滤材的研制 在过滤行业,用化纤材料替代玻璃纤维,是人们的追求。但由于化纤本身的一些局限性,用它做hepa高效过滤材料(对0.3m粉尘过滤效率99.97%),存在许多技术难点。经过长时间努力和探索,泰达洁净材料有限公司终于研制出驻极体熔喷复合滤材,经测试,在5.3cm/s风速下,对0.3mdop粉尘的过滤效率达到了99.97 %,阻力为120pa。 这种新型hepa滤材是由一种复合材料,主要过滤层是熔喷法丙纶纤维,支撑层为涤纶纤维。独到的驻极体技术使超微细丙纶纤维带有永久的静电,使滤材的过滤效果达到hepa过滤器要求;涤纶纤维支撑层提高滤材的强力和挺度。驻极
44、体丙纶熔喷超细纤维的平均直径在0.8-1.0m(如右图所示)。 驻极体熔喷高效空气滤材的生产中,关键因素有四点: 1. 纤维的直径 熔喷非制造布要做到hepa级标准的过滤效率,其纤网纤维的直径要求不能大于1m。过粗的纤维直径要做到hepa级的效率是很困难的。 2. 纤网结构的均匀性 熔喷非织造布是超细纤维自行固结的多层纤维集合体,它是一种特殊非稳态喷丝成网工艺。纤维网结构虽有各向异性,但随机分布要均匀,纤网中超细纤维随机分布均匀排列,从而形成大量微小孔隙。它像筛网一样阻止灰尘通过,同时又有非常好的透气性、减小其压力损失。 3. 驻极体技术 驻极体技术对于hepa级滤材至关重要。所谓驻极就是对材
45、料施加电荷,施加的电荷在相当长一段时间内不会跑掉,使材料带有永久型静电。每根纤维与纤维之间都会形成一个电场,这个电场产生库仑力,增强纤维吸附灰尘的作用,使材料具有高的过滤效率。 4支撑材料 支撑材料的性能和质量决定过滤材料的加工性能。 4.9 轿车厂喷漆室空气过滤器设置 轿车外漆表面应光洁、均匀,不应有影响视觉的瑕疵。轿车厂喷漆室通风量大,而送风中携带的颗粒物是引起涂装表面损伤的关键因素之一。通常认为,大于15m的尘埃颗粒是破坏性粒子(另有资料认为是10m),因为它们会附着在漆面,肉眼可直接觉察。清除这些破坏性粒子的手段是空气过滤。 本文将针对喷漆室送风系统空气过滤级别设置做一些说明,并探讨实
46、际使用中喷漆室过滤系统需要改善的地方。 演变 上世纪70年代,喷漆室的空气过滤系统普遍采用以下设置: 第一道预过滤,比色效率20%40%(相当于欧洲现行规格g3f5); 第二道预过滤,比色效率65%95%(f7f9); 末端过滤:低效率板式过滤器,对应欧洲现行规格g2g4,设在喷漆室顶棚。 后来,板框式的末端过滤器被顶棉替代,目前几乎所有喷漆室的末端过滤都使用了顶棉。现今的设置是: 第一道预过滤,过滤级别g3f5; 第二道预过滤,过滤级别f7f9; 末端过滤,过滤级别f5的顶棉(ceiling media) 喷漆室过滤级别设置 1,末端过滤 低效率末端过滤器的主要作用是均流,不是过滤。那些过滤
47、器确保喷漆工作区气流均匀,无乱流、侧流,以保证喷漆的均匀性。过去,那些过滤器是蓬松玻璃纤维或合成纤维为滤材的平板式过滤器。后来,那些板式过滤器被顶棉所替代。顶棉的作用与过去的板式过滤器相同:均流。 “顶棉”是一层密实均匀的聚酯纤维无纺布,大面积地敷设于喷漆室工作区域上方。与平板过滤器相比,顶棉的均流效果好,可靠性好,更换方便。常见的顶棉上带胶,一方面阻止可能的纤维脱落,另一方面增加捕捉灰尘的能力。 好的顶棉至少应:材料均匀,低阻力,高容尘能力;立体浸胶,出风面无可能脱落的纤维毛碴;使用中不变形;满足相关防火标准。若按过滤效率评价,顶棉的过滤效率高于以前的平板过滤器,常见的顶棉效率级别为f5。
48、喷漆室过滤器效率的设置,与常规空调过滤系统的设置不同。普通系统,效率由低到高,例如,g3f5f8,而喷漆室却是不合常理的g3f5f8f5。其实,最后一级的顶棉,它的作用是均流,过滤的功用是次要的。 2,最后一道预过滤 在常规设计中,这道过滤才是净化空气的关键过滤器。国内与欧美的设置思路相仿,在预算允许情况下,尽可能采用效率高的过滤器,常见的过滤级别是f7f9,但偶有车厂使用更低或更高级别的过滤器。 笔者认为,若单从过滤级别这一要素考虑,只要采用高于f5的过滤器作为顶棉前的预过滤,就可满足净化要求,它既能滤除破坏油漆质量的粒子,又能有效保护顶棉,理由如下。 首先,f5过滤器已经能满足喷漆室空气净
49、化要求。轿车喷漆室要过滤掉的是大于15m的尘埃颗粒。实验室的实验表明,f5过滤器对大于10m粒子的过滤效率几乎是100%。只要采用可靠的f5过滤器,滤除影响漆面质量的颗粒物问题就已经解决。 第二,高效率过滤器意味着高阻力。选择级别过高过滤器,造成系统阻力负担大,因此造成风量降低。 第三,顶棉已经具有了很好的过滤效果。尽管顶棉的最主要作用是均流,但即使没有预过滤,它本身的过滤效果已经基本保证了喷漆室的空气洁净要求。这时,预过滤器的作用就是保护顶棉,以延长其使用寿命。从某种意义上讲,现有的一些高效率预过滤器是奢侈的设置,那些过滤器主要过滤5m以下的粒子,那些粒子并不影响喷漆质量。 第四,更换周期与
50、成本控制。过滤成本包含过滤器备件成本、维护成本、过滤能耗等。经验表明,过滤器备件成本仅占过滤成本的10%15%,过滤能耗占过滤成本的最大比例。奢侈性地使用高级别过滤器,拦截的是更细小的、对喷漆质量无影响小粒子,但对成本影响很大。业主可能只注意到备件成本,而忽视了比例到得多的能源成本和维护成本。 3,前级预过滤 根据当地环境情况选择,如果当地环境恶劣,可以选g3或g4,如果环境好,可以直接选f5。袋式过滤器的使用效果比较好,因为容尘能力高,使用寿命长。 4,结构密封 过滤器再好,过滤器与安装结构的密封不可靠,也会造成粉尘污染。在许多工厂,笔者见到过滤器周围漏风的现象:因密封条破损,金属结构本身漏
51、风,过滤器压紧装置丢失。更有甚者,有的过滤器安装框发现反装。出现以上情况,选用再好的过滤器也于事无补。 总结 在轿车厂喷漆室过滤器的选用中,过滤级别是主要考虑因素,但不是唯一的因素。其他重要因素包括:过滤器性能和质量,供应商情况,过滤成本,当地环境。 业主应根据自己的情况选择过滤器,而不是盲目照搬他人的设置。 对于中国大部分地区,轿车厂喷漆室空气过滤器的建议设置为:g3f5f6f5(顶棉)。4.10 小尺寸hepa过滤器检测故事 我公司生产小尺寸空气过滤器,用于居室空气净化机、吸尘器、汽车空调,为此,我们自己建了个过滤效率试验台,专门测量小尺寸过滤器。 不久前,一家外商索要一批hepa过滤器样
52、品,我们挑了20只检测合格的样品寄给客户,过了些天样品被退回来,原因是客户检测不合格。我们确实认真检测过那批样品,难道我们的试验台有问题?我们仔细检查了激光粒子计数器、稀释器、发尘装置、试验装置,没发现问题,我们对客户退回的样品复测,效率依然合格。客户建议我们检查过滤器下游粉尘浓度的均匀性,我们一测,发现问题就出在均匀性上。 高效过滤器的周边密封最容易出问题,而如果气流混合不均,周边的泄漏就暴露不出来。我们在试验台下游管道上采取措施,使气流均匀混合,将采样点放在混合后的气流处,再一测,被退回的那批样品效率确实不合格。我们将另一批样品连同测试报告发给国外客户,这次,客户的效率测试结果与我们的一致
53、。 没试验台时,我们的hepa产品几乎100%合格,当然,那是些自以为是的“合格品”;有了试验台,合格率立刻就降下来了;试验台完善后,合格率进一步降到很可怜的水平。试验台使我们看到问题,于是我们去改进生产工艺,产品合格率稳步提高,客户也相信了我们的数据。 4.12 高效过滤器不合格的一些原因 高效过滤器,由于使用场所要求严格,过滤器出厂前必须经过逐台检测,合格后方可投入使用。过滤器的测试有出厂检测和现场检测,在这两个测试过程中,过滤器不合格的原因可能有以下几点。 目测和简单测试可以查出的原因 滤材表面破裂或受轻微损伤。肉眼很容易观察到滤料破损,少量破损的修复比较容易,这种修复最好在过滤器生产厂
54、进行。有些轻微破损肉眼不容易观察到,只有经过测试台的检测才能查出。 过滤器制造过程中滤材受压过重或某些人为因素会损伤滤材。如果只是个别地方损伤且不严重,有可能修补成合格品,但修补质量要符合标准要求。 密封缺陷,滤材与过滤器外框结合部位漏风。生产检验中,多数效率不合格是这种漏风引起的。这种情况多数可以修复,但修复后的外观不能有明显缺陷。 过滤器密封胶条接缝处漏风。许多高效过滤器的边框上有密封胶条。有时,接口处理不好,会造成漏风现象。有些厂家采用现场发泡的聚氨酯密封条,没有接缝,也就没有漏风问题。如果使用有接头的胶条,接头处最好做成迷宫形式。 原材料本身原因 滤材本身效率低。如果滤材本身的效率达不
55、到要求(高效滤材的定义:在5.3cm/s风速下检测,对0.3m粉尘过滤效率99.97%),就无法制造出合格过滤器。这道理谁都明白,可市场上确实有些标明是高效,实际达不到高效的滤材。 材料发尘。传统有隔板高效过滤器,若是纸制隔板,且对原料控制不严,纸隔板有发尘的风险。滤材生产环境差,滤材本身带大量可能脱落的粉尘,做出的过滤器也可能发尘。值得注意的是,有些检验方法无法检验出这类发尘。 检测本身的问题 出厂检测时,若使用扫描检测方法,过滤器出风面可能有涡流,周边粉尘随涡流进入扫描区。若涡流存在,扫描时肯定出现粉尘超标,此时,你就无法判定粉尘是来自过滤器漏点还是涡流,缺少经验的操作者可能将好过滤器判为
56、废品。一些国外厂家,为了排除涡流造成的误判,将过滤器检验台放在洁净室。国内厂家没那么奢侈,我们只好在排除涡流方面想办法。 2004年初夏,我在北京遇到个案例。终端客户是个著名重点实验室,那个实验室要求工程承包安装前逐台检验过滤器。承包商做了个简易扫描测试台,过滤器怎么检验都不合格。经我们解释,他们也怀疑到涡流,他们将过滤器出风面用个长管道罩起来,那管道加到1m长,涡流照样存在。 过滤器安装完毕,有时要在现场进行扫描检验,那是安装公司或用户自己的事,但过滤器厂家经常被要求参与。此时,涡流也是个令人头疼的问题,稍不小心,也可能将好的过滤器判废。 很多情况下,过滤器安装后,人们用下游粉尘浓度来判断过
57、滤器是否合格,此时,如果上游浓度过大,即使过滤器效率合格,也可能因下游浓度偏高而被误判为不合格。 高效过滤器密封问题 有时,高效过滤器与外结构接触部分密封不严,造成泄漏。这不是过滤器本身质量问题,而是外结构或安装问题。 现场安装人员有时在高效过滤器四周堵胶,我不喜欢堵胶的方法,因为实践表明,一旦接触部分密封不好,越堵胶它越漏,你可能永远堵不严。过滤器的密封应由密封结构本身保证,结构不好,应去处理结构缺陷。如果那个有缺陷的结构是过滤器厂配套提供的,比如高效过滤风口,那也是结构问题而不是过滤器元件的问题。 希望多交流 工作中,我常常要处理高效过滤器不合格的事情。以上是我的一些经验。我接触过滤器仅两
58、年,我的经验肯定欠缺。其他情况,你遇到过,而我尚不知道,希望知道的朋友不吝赐教。 4.13 过滤器恶心 过滤器清除粉尘,清哪去了?它自己吞了。它是个藏污纳垢的垃圾箱,见图1。多数过滤器呆在冬暖夏凉的地方,过滤器上保存的污物中营养丰富,微生物喜欢在那聚集。过滤器是微生物养殖基地。 如果过滤器这只垃圾箱破了,它就成了粉尘中转站,也成了细菌和病毒的扩散源。无怪乎社会上一闹流行病,人们就数落过滤器。 如果您见到过滤器就恶心,可考虑采取如下措施。 方法一,勤换过滤器。那很麻烦,但很有效。你需要点资金上的支持,也需要付出些劳动。为了实时监视过滤器被污染的情况,您可以在过滤器附近装个摄像头,或在过滤器下游安装臭味探测器。 方法二,使过滤器不粘脏物。正确的方法可以保证过滤器不被污染或少被污染,例如使用不粘污物的过滤材料,或用畅通的网材替代密实的滤料。水浴与过滤的联合应用,是个不错的创意,
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