洁净厂房压力控制规划方案

干净厂房压力控制规划方案干净厂房压力控制规划方案干净厂房压力控制规划方案内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案干净厂房压力控制VAV系统方案简述Theartofhandingair妥思空调（苏州）设备有限公司2013年10月24日内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案目录一．压力控制目的及要求...................................................11.1.保持房间压力控制目的..............................................11.2.实现房间压力控制目标的基本要求....................................1二．压力控制方案即控制设备原理介绍.......................................22.1.压力控制方式......................................................22.1.1.定送定排余风量压差控制方式..................................22.1.2.定送变排主动式压差控制模式..................................22.1.3.变送变排主动式压差控制模式..................................32.2.控制设备原理简介..................................................42.2.1.压力没关型机械式定风量阀门..................................42.2.2.压力没关型变风量阀门........................................6三．典型房间压力控制方案.................................................73.1无局排设备的一般房间阀门配置......................................73.2带有局排设备（通风柜）房间阀门配置................................83.3带有局排设备（通风柜）及万象排气罩等局排房间阀门配置.............113.3.1通风柜变风量控制原理归纳...................................11四.与自控系统的配合.....................................................12五.文丘里阀与变风量蝶阀技术比较.........................................14内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案一．压力控制目的及要求1.1.保持房间压力控制目的压差控制在生产型干净厂房等净化空调系统中是一个特别重要的环节。只有经过对净化地域的压差进行控制，保证合理的气流组织，才能达到净化和工艺的要求。例如干净厂房必定保持必然的正压使外界未经净化的空气不会进人净化地域，保证干净级别；并且经过对各净化地域的不同样的压差控制，达到净化分区的作用，在GMP中就要求不同样净化级别地域的压差应获取控制不小于+5Pa.在生物安全干净室中，压差控制更是保证安全防范屏障的要点指标，在《生物安全实验室建筑技术规范》中指出必定使实验室的负压梯度获取牢固可靠的控制。因此对于净化空调系统来说，压差控制是特别重要的。1.2.实现房间压力控制目标的基本要求a．房间密闭性需达到设计要求，泄漏量保持在设计范围之内；b．系统设计风量需满足压差控制要求，并丰饶必然的余量以对付在施工过程中所造成的系统漏风；c．系统设计风机压头需满足设计过程中所计算出来的系统阻力，且必定丰饶必然余量以对付由于施工过程中风管走向及标高变化增加弯优等所带来的系统阻力增大；d．整个系统风机变频控制过程中需充分考虑在保持最低换气次数要求下的系统阻力及风机频率。e．系统尾端风量控制设备需采用压力没关型的风量控制设备，以实现系统内部之间各个房间风量发生变化的过程时系统压力发生变化而互不发生影响。f．系统尾端风量控制设备的控制精度须达到设计要求，从而实现房间压力控制精度要求及减小系统震荡风险。第1页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案二．压力控制方案即控制设备原理介绍2.1.压力控制方式2.1.1.定送定排余风量压差控制方式定送定排余风量差压力控制方式为被动式压力控制模式，其主要控制原理图如下：图1：定送定排被动式压差控制模式原理图定送定排控制原理描述：定送定排即送排风均采用机械式压力没关型定风量阀门进行送排风风量的控制，但之因此说定送定排余风量差压力控制模式为被动式压力控制模式，主若是由于其完全依靠设计计算出房间的送排风量，以及保持房间压力所需的余风量差值，再结合项目调试过程中对系统的漏风量修正此后所建立的压差值，但是此种控制模式对房间的压力颠簸无自适应调整过程，只能靠房间回归密闭状态也许局排设备关停此后恢复至设计压差值，也就是说此种控制模式对压力颠簸的适应性较低。但对系统的初投资而言比较低。2.1.2.定送变排主动式压差控制模式房间压差的建立过程中尾端风量的控制甚为要点，主若是送风，回风及排风之间的风量平衡。定送变排主动式压差控制模式是基于一个基根源则即送风定风量，排风也许回风依照房间实质的压差值变化调整排风量，详尽控制原理以以下图2：第2页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案图2：定送变排主动式压差控制模式原理图定送变排控制原理描述：即送风采用机械式定风量阀门，保持送风量恒定，保证房间的工艺需求的换气次数要求。对于排风也许回风而言采用的是压力没关型的变风量阀门，实质工作原理采用的直接压差控制模式即实质测的房间的实质压力，与阀门控制器中设置的设计压力值进行比对，调整房间排风量直至达到控制目标值。此种控制模式由于排风也许回风风量控制设备采用的是变风量阀门，其能够实时检测房间实质压力颠簸而调整房间的排风量也许回风量以达到房间压差值的建立。之因此说此种控制模式为主动压力控制模式，主若是该控制模式中加入了房间实质压力检测控制设备，其能够较快的适应由于房间密闭性发生变化也许局排设备的起停以及其他的不能控因素也许误操作因素所带来的压力颠簸。2.1.3.变送变排主动式压差控制模式变送变排压力控制模式为主动式压力控制模式，其主要控制原理图以下：第3页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案图3：变送变排主动式压差控制模式原理图变送变排控制原理描述：即送风采用压力没关型变风量送风阀，排风也采用直接压力控制的变风量阀门，但两个阀门之间需实现实时通讯功能，即以排风阀压力控制为主，当房间压力发生波动过程中，排风调整排风量，此时需将排风风量值给到送风阀，送风阀既而也进行响应的送风量调整保持必然的风量差值，将房间的压力保持在必然的设计范围之内。其实此种控制模式是结合的上述两种控制的模式基础之上得来的即余风量与实质压差控制相结合的一种控制模式，房间压力控制精度及安全性较高，且系统自适应能力较强。在调试过程中设置必然风量差值在送排风阀控制内部，即设定了风量偏移限制，当密闭保压空间突然出现泄压状态即与参照空间联通，压差值变为0时，房间的送风量只能在低价限制之内进行调整，从而防范出现送风量过低的情况。当室内排风点排风量改变引起室内的总排风量变化也许室内工况切花引起总排风量的变化时，送风量能够迅速调整，从而实验房间压力的牢固，而不至于出现正压过大也许负压过大的情况。2.2.控制设备原理简介2.2.1.压力没关型机械式定风量阀门图4：压力没关型机械式定风量阀构造原理图此定风量阀之因此为压力没关型尾端设备，主要基于阀体内部的特别构造，其主要分为5大部件即阀体，阀板，高性能聚氨酯气囊，不锈钢弹簧片即风量标定凸轮。第4页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案当气流从进风方向进入阀体过程中，气囊能够依照气体压力的大小进行充鼓，推动阀板向关闭方向运动，与此同时由凸轮拉动的弹簧片拉动阀板向打开方向运动，当两股力达到一个平衡的时候，风量就恒定了。之因此说其为压力没关型尾端设备主要在于，随着气流压力的变化气囊的充鼓大小也在发生变化，阀板的地址在实时调整即在时辰调整阀板地址以适应在必然流量下由于压力的颠簸所带来的流速的变化，即由公式Q=S×V,(Q:是流量m3/s；S:阀门流通截面积m2；V：流速m/s)能够看出，在保持Q不变的时候当压力增大即V增大的时候，需要减小S即阀板向关闭方向动作才能保持住风量的恒定，反之亦然。该阀门能够依照调整凸轮角度即不锈钢弹簧片的扭矩力来调整风量设定值，最小风量与最暴风量设定比值为1：5。此种定风量阀门广泛运用于医药行业的干净厂房通风控制系统中。定风量阀门与高效送风过滤器配合使用能够有效解决由于过滤器随着使用时间的推移而带来的阻力变换所造成的送风量变化。在一个送风系统中每一个过滤器的阻力变化是不同样的，也就意味着随着使用时间的推移，每一个高效风口前端的风量调治阀要不断调整阀位来适应高效的阻力变化保持风量恒定，比方在系统正常运行过程中的某一时辰，系统内部各个风阀所处的地址以以下图5：图5第5页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案2.2.2.压力没关型变风量阀门图5：压力没关型变风量阀构造原理图压力控制VAV变风量阀门主要由阀体，比托管，阀板，执行器，压差控制器及房间压力传感器构成。其房间压力控制工作原理为：第一在控制上设定一个房间压力控制目标值，由房间压力传感器测的房间实质压力，将信号传至控制器，由控制器进行实质值与设定值的比较进行PID运算为一个风量值，与此同时将信号给到执行器调整阀位，调治流量。之因此说为压力没关型阀门，主要在于阀体内部有一个测流量装置即比托管，比托管为两根圆形开孔管道十字交织于阀体内部，一根管道迎风面开孔侧管道全压，一根管道被风面开孔侧管道静压，将测的的压力值传至控制器，由控制器运算相减获取动压即流速，由于阀体截面积恒定，在当流速知道的前提条件下，流量也就可以运算得出，实质上执行器带动阀板动作所产生的效应为流速的调整。当测得的流量与控制器运算出来的风量一致也许在赞同误差的范围之内的时候，控制的一个循环随即完成。第6页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案三．典型房间压力控制方案生产型干净类厂房项目基本上有四各种类的房间：（1）无局排设备的一般房间；（2）带有局排设备（通风柜）的房间；（3）带有局排设备（通风柜）及万象排气罩等局排设备的房间；针对上述三种不同样种类的房间，通风控制系统的方案及逻辑以下：3.1无局排设备的一般房间阀门配置【控制要求】一般房间不部署局排通风设备及通风柜，要求实现房间的压力控制要求。【方案配置】房间送风采用机械式定风量送风阀门（材质为镀锌钢），送风定风量阀为压力没关型阀门，其能够自动平衡系统阻力变化保持设定的风量值送入房间，保证房间补风量足够。排风也采用机械式定风量送风阀门（材质为镀锌钢或加防腐涂层），排风定风量阀为压力没关型阀门，其能够自动平衡系统阻力变化保持设定的风量值排风，一个风量调治器可连接若干个排风口（其系统阀门配置图如图6所示）图6一般房间控制逻辑图此类房间主若是气闸间，换衣室以及过分间等对压力控制精度要求不高，压力颠簸对生产工艺不产生影响的地域。第7页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案3.2带有局排设备（通风柜）房间阀门配置【控制要求】此类房间仅带有局排通风设备暂定义局排设备为通风柜，要求实现房间压力控制要求。针对此类房间的阀门配置大体有3种配置模式可供选择，依照初投资花销由低至高序次详见方案配置一至方案配置三。【方案配置一】房间送风采用机械式定风量调治阀（材质为镀锌钢），恒定房间送风量配合高效过滤送风口进执行用。房间排风配置排风压力控制变风量调治阀（材质为镀锌钢带防腐喷涂），配带有执行器，房间压力控制器，房间压力传感器及风量测量传感器，其接收房间压差传感器测得的房间实质压力与阀门控制器设定压力进行比较运算，控制房间排风量，保持房间压力恒定。通风柜排风配置通风柜面风速变风量调治阀，配带有调治器，面风速控制器，执行器，风量测量传感器及面风速传感器。其控制原理逻辑图如图7所示：第8页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案图7方案配置一控制逻辑图【方案配置二】房间送风采用机械式定风量调治阀（材质为镀锌钢），恒定房间送风量配合高效过滤送风口进执行用。房间排风配置带通讯功能的变风量调治阀（材质为镀锌钢带防腐喷涂），配带有执行器，具备通讯功能的控制器及风量测量传感器，其接收房间通风柜排风量数值与控制器内设置的房间总排风进行运算得出其自己的排风量控制目标值进行排风量控制。通风柜排风配置通风柜面风速变风量调治阀，配带有调治器，面风速控制器，执行器，风量测量传感器及面风速传感器。此种配置房间排风阀与通风柜排风阀实现实时通讯功能，即当通风柜排风开启使用过程中，将响应风量信号给至房间排风阀，房间排风阀减小排风量，以实现房间总排风量不发生变化，即该房间总的余风量差不发生变化，从而实现房间压差的建立。其控制原理逻辑图如图8所示：第9页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案图8方案配置二控制逻辑图【方案配置三】房间送风配置带通讯功能的变风量调治阀（材质为镀锌钢），配带有执行器，具备通讯功能的控制器及风量测量传感器。房间排风配置排风压力控制变风量调治阀（材质为镀锌钢带防腐喷涂），配带有执行器，房间压力控制器，房间压力传感器及风量测量传感器，其接收房间压差传感器测得的房间实质压力与阀门控制器设定压力进行比较运算，控制房间排风量，保持房间压力恒定通风柜排风配置通风柜面风速变风量调治阀，配带有调治器，面风速控制器，执行器，风量测量传感器及面风速传感器。房间送风阀与排风阀之间需实时通讯，即当房间内由于局排设备即通风柜开始使用过程中对房间压力产生颠簸影响，房间压差传感器测得颠簸范围此后调整房间排风量，第10页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案与此同时将排风量信号传至送风阀，送风阀在设定风量调整范围内调整送风量，迅速将房间压力控制在赞同范围之内，以实现房间压差的建立。这里面通风柜也许局排设备风量调整的过程中会对房间压力有直接影响，排风阀就是依照这个压力颠簸的影响与送风阀来共同调整风量保持房间的压力的。其控制原理逻辑图如图9所示：图9方案配置三控制逻辑图3.3带有局排设备（通风柜）及万象排气罩等局排房间阀门配置此类房间阀门配置模式与第二类房间的阀门配置近似，可是在万象排气罩等定风量排风的局排设备上增加机械式定风量排风阀即可，由于万象排气罩在使用过程中随着操作人员使用习惯不同样，一个系统内的万象排气罩的同时使用系统在发生变化，要使每一个万向排气罩的排风量平衡，且使房间内的排风量在可控范围之内需增加万象排气罩的风量控拟定风量调治阀。3.3.1通风柜变风量控制原理归纳【控制要求】控制通风柜拉窗处面风速保持在±。第11页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案【控制原理】通风柜变风量控制系统，采用变风量技术，经过风速传感器FCC-E探测排风柜拉窗入口的平均面风速，控制器把它与控制面风速比较，经过PID运算后调整排风量设定值，相应地驱动迅速执行器调治阀位，使得实质测量得出的风量值细风量设定值保持一致。另一方面，风量的调整会以致面风速的变化，从而调治平均面风速。这样不断监测比较计算控制，形成面风速闭环控制环路和排风量闭环控制环路两个控制环路，最后使得平均面风速保持为设定值。可见为了保持恒定的平均面风速，排风量是自动依照拉窗的地址而自动变V1化的。四.与自控系统的配合对于前述的几种控制方式的阀门配置情况，如采用的定送变排直接压力控制也许变送变排余风量与直接压力控制相结合的模式情况下，由于控制器内部集成Lonworks网络通讯技术，对于采用定送变排的房间，控制能够将房间排风量，房间实质压力参数，房间设定压力参数，阀位等信息直接反响至监控中心进行实时检测；对于采用变送变排余风量与直接压力控制相结合的模式的房间控制器既能够经过Lonworks网络进行点对点的通讯保证送风阀与排风阀共同工作控制房间压力，保持室内理想的风量平衡；又能够实现将房间总送风量，总排风量，房间实质压力，设定压力即房间内所有风量控制阀门的阀位反响至监控中心进行实质监测运行状态，立刻系统内各个房间的第12页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案控制器经过网络纳入中央监测系统，实现远程监控。【房间送排风控制器】对于房间排风变风量尾端，其控制器的标准网络变量以下：控制器能够上传实质风量值、设定风量值、房间压力设定值和实质值、阀位实质值、报警信息、房间总送风量和房间总排风量，上述信息能够依照要求选择读取。【通风柜控制器】对于变风量通风柜阀，其控制器的标准网络变量以下：第13页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案控制器能够上传实质风量值、设定风量值、通风柜实质面风速和报警信息等参数，上述信息能够依照要求选择读取。第14页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案五.文丘里阀与变风量蝶阀技术比较现代的空调通风控制系统中，空气流量的控制越来越收到设计人员及用户的重视。特别是一些干净厂房，实验室，手术室以及需要负压控制的通风空调控制系统运用这些先进的流量控制阀门才能有效的保证室内的换气次数要求及压力控制要求，因此一个更先进的技术应运而生即空气流量控制阀门。其自己拥有流量测量及控制功能，能依照需要精确控制风量，并且能够将实质风量反响到中央控制室进行监控。就目前市场上比较成熟的流量控制阀，从技术原理上来差异，基本能够区分为两大主流。第一需要明确一点的是，流量控制阀病不是单一的带电动执行器的电动风阀，它是一个与压力没关的，能够精确控制空气流量的控制阀。第一类就是以德国TROX（妥思）为代表的压力没关型变风量蝶阀其主导优势就是测量+控制；另一类就是以英国TEL，美国菲尼克斯为代表的自调治文丘里阀。在变风量系统中，风量的需求是以外接的指令为依照的，当给出一个所需风量的控制值时，就立刻调整风阀，以保证所需风量。直到有新的风量需求值产生。在通风柜排风系统中，一旦当通风柜搬动窗地址确定，依照保持面风速的要求前提下，就确定了一个实质需求的风量值，此时阀门就将阀片调整至相应的地址，这个地址是依照风管内压力与蝶阀地址而一步到位的，并保证在所需风量值的95%范围之内，随后由空气流量控制阀上的流量控制器进行测量并进行微调蝶阀开度，在3秒内达到所需风量的±5%的精度。直到搬动窗搬动以产生新的风量需求值的产生。所有真是测量的风量值都会在显示器进步行显示。能够当风量过低也许过高的时候发出声光警报。第15页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案文丘里阀见图一及图二，其测量和控制原理以下：文丘里阀采用的是典型的开环控制系统，对于文丘里阀，当阀芯地址（也就是阀门的开度）必然，理论上需要控制的风量也就确定了，对应风管内不同样的静压，文丘里阀采用阀芯内的弹簧来实现自动平衡。如图一所示，当风管内静压比较高的时候，在压力的作用下，弹簧被压缩，阀芯往前搬动，减少了空气流通的有效面积，以保持空气流量的恒定反之当风管内静压比较低的时候，压力减小，弹簧复位，增加空气流通面积。这是一个完好机械式的空气流量控制阀门。在变风量控制系统中，量的需求是以外界的指令为依照的，当给出一个所需控制风量要求的时候，电动执行器就调整风阀达到必然的地址，对于文丘里阀来说由于没有测量装置，地址就等于流量，所谓的空气流量显示实质上就是阀位电位计的显示，而非真实的实质流量显示。阀位的改变是有新的风量需求值时产生。在通风柜控制系统中与蝶阀基本近似，一旦当通风柜搬动窗地址确定，依照保持面风速的要求前提下，就确定了一个实质需求的风量值，此时文丘里阀就将阀芯调整至相应的地址，这个地址是依照风量与阀芯地址对应关系而一步到位的，并确保在所需风量值的95%范围之内，随后由于风管内压力不同样文丘里阀利用阀芯内的弹簧进行微调，在3秒内达到所需风量的±5%的精度。直到搬动窗搬动以产生新的风量需求值的产生。所有真是测量的风量值都会在显示器进步行显示。能够当风量过低也许过高的时候发出声光警报。第16页内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司年产50万吨工程塑料项目通风控制系统方案蝶阀与文丘里阀的比较：表1：蝶阀与文丘里阀的比较参照表特点蝶阀文丘里阀备注线性关系线性作用空气流量较低线性作用空气流量较高阀门开度与流量的关系1：9由于主要受现有压差传感1：20主要由于其无压差测量装通风柜所要求的实质可调