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实验室通风系统工程的设计

2018-05-04

实验室通风系统是整个实验室设计和建设过程中,规模最大、影响最广泛的系统之一。通风系统的完善与否,直接对实验室环境、实验人员的身体健康、实验设备的运行维护等方面产生重要影响。 

实验室过度负压,通风柜气体泄漏,实验室噪音等问题,一直是困扰实验室工作人员的难题。这些问题给长期在实验室中工作的人员,甚至工作在实验室周围的管理和后勤人员,造成了身体和心理上的严重伤害。 

一个科学、合理的通风系统要求通风效果好、噪音低、操作简便、节约能源,甚至要求室内压差和温湿度都能保持人体的舒适性。 

一、设计标准 

1、《采暖、通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87-2003)。 

2、《通风与空调工程质量检验评定标准》(GBJ304-2002)。 

3、《简明通风设计手册》(GB50194-2002)。 

4、《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(JBJ29-2002)。 

5、《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》(GB50254-96) 

6、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。 

7、《环境空气质量标准》(GB3095-1996)。 

8、《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)。 

9、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)。 

10、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)。 

11、本公司相关资料及甲方提供的相关资料。 

二、设计原则 

1、 根据大楼的结构特点,就近开设风井,划分排风和补风系统,管道系统做到“短、平、顺、直”,减小系统阻力,降低系统噪声; 

2、 排风和补风系统达到风量平衡,保持室内-5Pa—-10Pa的负压,防止有害气体的散溢,保证实验人员的身心健康; 

3、 夏天补冷风、冬天补暖风,保证室内温湿度的舒适性; 

4、 采用智能变频控制系统,达到操作方便、节能降噪的目的; 

5、 综合考虑各项因素,采用投资少、运行稳定、运行费用低、运行效果好的成熟工艺; 

6、 所选择的工艺必须满足现场条件,平面布置简洁、紧凑、少占地,并方便生产操作和维护维修; 

7、 非标设备应符合国家或行业相关规范,并保证性能稳定、外表美观; 

8、 在设计中充分考虑噪声、臭味等,防止二次污染的产生,不给周围环境造成新的污染; 

9、 处理设施具备冲击负荷能力,确保废气达标排放。 

三、设计参数 

1、支管路内风速6~8m/s, 干管路内风速8~14m/s; 

2、通风设备设计风量: 

通 风柜面风速:0.3~0.8 m/s,单台1200*800*2350通风柜设计风量1500m3/h,单台1500*800*2350通风柜设计风量1800m3/h,单台 1800*800*2350通风柜设计风量2200m3/h,万向抽气罩面风速:≥0.35 m/s,万向抽气罩排风量150~350 m3/h,原子吸收罩面风速:≥0.35 m/s,排风量350~600 m3/h。 

3.换气次数: 

一般化学实验室的换气数:8~12次/小时 

4.通风系统使用终端噪声≤62db。 

5.风机采用耐腐蚀玻璃钢离心风机,系统采用变频控制,以达到节能和降噪的目的。 

四、通风柜技术参数 

(一)定风量系统通风柜 

1、排风量 

移动门在工作开启高度0.5m,面风速保持0.5m/s情况下,应在《排风柜》JB/T6412-1999技术标准规定的排风量范围内,实际排风量不得大于计算排风量的5%(计算排风量=移门宽度*移门开启高度*0.5m/s*3600秒)。 

2、面风速 

2.1在满足移动门位的工作开启高度0.5 m,面风速保持0.5 m/s条件下,排风量不变,移动门开启高度发生变化时,面风速可满足以下要求: 

2.2移动门开启高度在门全开,平均面风速大于0.3m/s; 

2.3移动门开启高度在0.15m,平均面风速小于0.7m/s; 

2.4面风速均匀度(须带低风速侦测仪); 

2.5排风柜的面风速应分布均匀,在移门开启高度0.5m,面风速0.5m/s情况下,在移门开启面积内,上下左右每隔0.3m处,取一个点,测得的面风速,其最大值、最小值与算术平均值的偏差小于15%。 

3、通风柜阻力 

排风柜移动门开启至最高位置时,在达到《排风柜》JB/T6412-1999技术标准规定的排风量和面风速保持0.5m/s的条件下,排风柜阻力应小于或等于70Pa。 

4、其它功能要求 

通 风柜操作面板控制系统须为液晶显示(使用者操作起来更安全方便)。柜内高温报警功能;如选用KFJ-17型面风速监控声光报警器(风速过高、过低报警功 能);自动延时保护装置,能彻底抽空残余腐蚀、有害、有毒气体;电压0~220V范围内任意调节功能;步进风阀执行系统任意调节功能。 

(二)变风量系统(VAV)通风柜 

1、 根据美国ANSI Z9.5-2003标准,通风柜面风速高于或低于0.5m/s都可能导致有害气体外逸,过低的面风速无法有效捕捉排放的有害物质,过高的面风速导致通风柜 内气流形成紊流和涡流,同样可能导致有害物质逸出。为确保排风效果,通风柜采用VAV变风量控制方式,要求通风柜面风速稳定在0.5m/s±5%; 

2、 采用直接风速测量控制系统,能够快速有效的保证通风柜面风速,从而达到保证实验室工作人员安全的目的。为避免环境温湿度对普通风速传感器的基准点飘移影 响,通风柜控制系统使用热线型风速传感器对面风速进行真实测量;风速传感器配备独特的自洁式过滤器,具有防灰尘堵塞功能; 

3、风速传感器检测到面风速变化时,控制器发出信号给执行器,通过改变变风量阀门开度来使面风速回到设定值,要求系统响应时间小于3秒; 

4、通风柜的风速传感器实时监测真实的面风速,当面风速不在设定范围内时,经15秒延时后监控器发出声光报警; 

5、监控器有最大风量和最小风量功能,当发生紧急情况时可以按下最大风量按钮,排风阀门完全打开,当希望通风柜以小风量运行时(例如晚上)可以按下最小风量按钮,通风柜以小风量运行; 

6、监控器还具有低风速运行按钮,按下这一按钮,可以使面风速设定值为正常值的70%,用来减少气体排放以节能,(当通风柜内有高危险性物质时不建议使用)。 

五、通风系统控制 

(一)定风量系统控制 

1、系统采用静压传感自动变频控制(或PLC编程控制),静压传感自动变频控制可以根据开启通风设备的数量变化,将其感应到的静压转变成0-10v的电信号输入变频器从而自动调节风机频率,使风机的抽风量与实际所需排风量相匹配,从而确保排风效果,达到节能节噪的效果; 

2、每台通风柜安装一个电子风量调节阀,其控制开关和变频控制系统及风机联动,可实现单台或多台通风设备等不同工况下的控制。风量调节阀采用数显可调角度的电子风量调节阀,并且有记忆功能(即可以记住此次调节的角度,下次打开时仍然调到设计的角度)。 

3、系统风阀和风机整体联锁,实现气流的有序流动,平衡系统风量,防止气流反串、倒流。 

(二)变风量系统(VAV)控制 

1、系统采用静压传感自动变频控制,静压传感自动变频控制可以根据开启通风设备的数量变化,将其感应到的静压转变成0-10v的电信号输入变频器从而自动调节风机频率,使风机的抽风量与实际所需排风量相匹配,从而确保排风效果,达到节能节噪的效果; 

2、每台通风柜安装一个文丘里变风量风阀,其控制开关和变频控制系统及风机联动,可实现单台或多台通风设备等不同工况下的控制。变风量调节阀门采用数显可调角度的文丘里风阀,并且有记忆功能(即可以记住此次调节的角度,下次打开时仍然调到设计的角度)。 

3、系统风阀和风机整体联锁,实现气流的有序流动,平衡系统风量,防止气流反串、倒流