由于电子洁净厂房车间粉尘对长期工作的人员身体健康会造成较大的影响，如呼吸系统疾病、 尘肺病和皮肤病都有极大的概率出现。而且电子洁净厂房车间粉尘对生产设备易造成较大影响， 粉尘中金属颗粒及化合物颗粒飘散在环境中，未得到定期的处理，极易损伤设备零部件，影响设备使用效率及寿命。并且生产环境中飘浮大量粉尘极易污染产品，进而影响产品的良率。为解决上述问题，文章主要对某大型电子洁净厂房除尘系统改造及除尘设备的选择设计进行研究。

1、某大型电子洁净厂房具体需求及设计方案

1.1项目具体需求

（1）主机及过滤系统安装位置为厂房附房预留设备机房。

（2）系统整体能力要求为两套50 000 m3 /h 的系统，一用一备。

（3）操作方便，确保除尘效果的基础上，尽量不增加额外工作量。

（4）布局合理，整体系统减少对其他工序产生的影响。

（5）根据粉尘爆炸性测试结果，设置防爆等级为ST1。

1.2除尘系统设计依据及方案

先通过现场的技术交流收集现场的相关数据，然后将原始参数和应用条件，输入到DC Layout 所独有的专业设计软件，软件根据输入数据和条件计算系统风量和系统压力损失等系统关键参数，自动选用最适合的过滤设备、风机及从风机到最终吸气口的管道直径大小。最后，设计人员还会根据自动生成的系统物料清单和数据进一步进行分析检验，并重新调整部分数据以降低成本和对部分应用条件进行修改。方案设计 / 设备选型如下。

（1）风量计算。①依据项目具体需求可知，有50 000 m³ /h 的系统两套，一用一备；②过滤面积。过滤面积 = 总风量 / 滤材负载，即：S1=50000（m³ /h）/60（m/h）=833.0 m²，其中 60（m/h）为厂家提供的数据。根据上述计算，过滤面积要大于833.0m²，故选用的除尘器型号为 DCV 21-3L EX。

（2）风机选型。 ①压损计算。本次项目客户已经要求参照 01-1-DEX-F-01/01-1-DEX-F-02所列参数进行选型，故本次方案不做计算，按照项目要求的负压和对应的风量进行风机选型，考虑到安全冗余，本次项目选择风机负压为 –4000 Pa。②风机的选择。根据上述内容，所需的风机应满足50000 m³ /h 的风量和4 000 Pa 负压，故推荐使用离心风机，型号 RFL-9000EX，90.0 kW。

2、除尘系统设计要点

2.1防爆除尘器的选择

除尘器是高真空集尘系统的主体部件，决定整个集尘系统性能的使用效果。高除尘器由过滤粗重颗粒的旋风式结构和过滤清洗粉尘的内置锥形褶皱式滤筒组成。相对于其物理尺寸， 褶皱式滤筒具有更大的过滤面积。 因此高除尘器在具有极高过滤性能的同时，还能保持一个紧凑的外形尺寸。

（1）工作原理。脏空气（含尘气体）通过进风口进入主机，先撞击在入口处的导流板上，含尘气体中的大颗粒在此过程中被减速及改变方向，不会直接撞击到滤芯上，从而保护设备滤芯。此外还可形成一个下沉式的气流，从而加强了粉尘颗粒的沉积现象。风机是装在干净空气一侧的，脏空气被抽吸着穿过滤芯，同时粉尘颗粒被滤芯表面分离出来。

在整个运行过程中，对于已经附着了粉尘的滤芯的清洗是通过压缩空气脉冲来控制的。过滤后的空气从主机的出口排出，会通过系统管路及屋面烟囱外排到大气内。而分离出来的粉尘则落在用于粉尘收集的灰桶里。

（2）滤筒的自清洁原理。反吹是指使干净或净化后的气体沿着与过滤状态相反的路线流过过滤介质，以实现滤筒清洁的过程。

净化器滤筒的反吹是通过压差传感器控制的脉冲喷吹机构实现：当系统运行一段时间以后， 细微的烟尘吸附在滤材表面，使得滤材的透气性降低。压差传感器检测到滤筒两侧压差超过系统设定值时，输出压差信号，脉冲发生器接收信号后启动脉冲喷吹电磁阀，洁净的压缩空气由吹扫口喷出，引射气流对滤筒进行吹扫直到压差低于系统设定值时停止；滤材表面吸附的微尘在气流作用下被清除，粉尘落在下部的集尘斗中。

（3）性能特点。除尘系统机构要求紧凑，设计时充分的考虑了系统的可靠性和环保性问题。 除尘器设计需考虑：在除尘器的进口处设计导流板，减少含尘气体对滤筒的冲击，延长滤筒使用寿命。箱体结构设计需考虑减少除尘器本体阻力，方便设备的检修及日常保养。系统控制设计能够保障设备在低功耗的条件下工作。图 1 为滤筒除尘工作原理。

2.2连续卸灰装置

除尘器安装自动卸料装置，粉尘、流质和重质物料会从旋风的底部卸下。有多种卸料器可供选择，最常用的是用塑料收尘袋和灰斗，灰斗的容积也有多种可选。

铸铁直通式旋转阀适用于气力输送系统，用于定量输送并能很好地控制空气泄漏量，适用于各种粉末物料，在真空和压力环境都有不错的表现。带排料适配器 / 喂料筒，可将散料喂入气力输送系统，也可用于无排气口的情况下运行。

2.3隔爆阀

当除尘器或粉尘收集器发生爆炸时，爆炸会沿着管道传播到与除尘器或粉尘收集器相连的设备或工厂的其他设备。如果爆炸传播到工厂，爆炸将会发展到非常快的速度和非常高的爆炸压力，会对工厂和人员造成毁灭性的伤害。虽然在除尘器上安装经正确设计和认证的防爆板可以保护除尘器的完整性，但如果相连的管道没有做好隔离，发生爆炸时，火焰和压力波还是会传播到其他设备和工厂。采用经认证的爆炸隔离阀可将爆炸隔离，防止爆炸的传播， 相对于其他隔离设备，比较经济。

功能描述：在正常工作状态下，隔离阀的隔离盘片在气流的作用下保持开启。在静止状态下， 隔离盘片在其自重作用下关闭，并且紧贴在入口侧的密封面上。如果在正常运行中，爆燃或爆炸在隔离阀的前端发生，前端压力增加，气流反向流动，隔离阀关闭。隔离盘片在爆炸压力的作用下紧贴在入口侧的密封面上，因而阻止了爆炸和回火。

2.4无焰泄爆器/泄爆片

粉尘爆炸后会产生很高的火焰气体温度，这个温度可以由特制的不锈钢过滤网冷却和将能量转移到可以忽略的水平，使泄漏的气体量减少并且火焰被熄灭。同时可减少对压力的迅速增加和极大的噪声，爆炸的迹象也大幅降低。专用不锈钢丝网过滤保证阻止粉尘粒子和烧焦的未燃尽的尘埃粒子渗透出去。这一技术与自由泄爆相比优势在于可以有效防止二次爆炸发生。

限制工业过程中粉尘爆炸的破坏性影响是全面安全策略的目标。最具成本效益且久经考验的方法之一，是在适用情况下应用破裂式爆炸泄压。爆炸泄压口启动后，实质上会在工艺设备中生成一个开口，释放爆燃超压和火球，以将设备中的残余压力降低到安全水平。

2.5风机的选择

风机是净化系统中的动力源，是一套净化系统合理、正常、经济运行的关键，如果风机选择过大，系统提供的流量就会超过除尘系统需要的流量，增大了除尘系统的功率损耗，增加了不必要的运行成本；如果风机选择过小，系统能够提供的流量就小于系统需要的流量，一方面达不到所需的除尘效果，另一方面管道中的流速低于设计流速，易造成管道中粉尘沉积。

风机的全压与流量是成反比关系，选择一台离心风机，应先确定系统的压力损失。系统的压力损失由两部分组成，一部分是管道压力损失（包括各种捕捉元件），另一部分是除尘器本身的压力损失。

风机选择要求为：①风机电动机。带三相温度保护的西门子电动机。②轴承、轴承座。配有带座调心球轴承或滚子轴承，均为润滑脂润滑（NSK 轴承）。

③风机的减震。风机的台座采用型钢焊接而成，采用弹簧减震器进行减震设计，外形紧凑。 ④风机的消声。风机的消声采用隔音罩和消声器，消声的方式选择可将风机的噪声减低至符合国家标准（≤ 85 dB）的。消声器采用阻抗复合式消声器，采用穿孔钢板作为扩散管，消音器内壁用穿孔钢板和玻璃纤维做 δ50厚的消音夹层。

3、测试要求

（1）测定和调整除尘系统的风量，除尘系统的调节和设定既要满足设计及工程实际的要求， 同时也要考虑系统运行阶段的经济性及合理性，整体系统需在可靠的设计参数范围内运行。

（2）测定除尘系统中风机的性能，按工况条件确认运行参数。

（3）调整除尘器末端使房间内的风量均匀，使除尘系统平稳运行，同时除尘系统各段参数的设定，将为后续系统运行维护提供数据分析的依据。

系统风量调整通常从管道最末段开始，测试人员采用风量测试仪器分别测量相邻管段的风量。通过调节风管干管或支管上的调节阀开度，使各相邻支管段间的实测风量与设计风量近似。测定各吸风点动压、静压、温度、湿度、气压，计算相应风速、风量。最后各支管及干管风量按照设置比例调节结束后，调节系统总风管的风量，在满足设计及现场项目需求的前提下，达到合理的风量要求。

4、结束语

某大型厂房生产项目存在生产环境复杂、工艺环境要求高、整体计划节点紧凑等特点，为保障此类项目可以顺利执行，需重视每个环节中的细节把控。文章通过对工艺除尘系统设计依据及设备选型的细节梳理，可为此类项目各系统施工提供一定的借鉴。