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FFU的应用摘要本文通过对我国市场上销售的FFU进行性能测试和工程设计经验,总结了FFU的应用与选择上的注意事项,供读者参考。关键词风机过滤器单元洁净室余压噪声1FFU及其性能FFU是FANFILTERUNIT的缩写,中文称作“风机过滤器单元”也就是将风机和过滤器(高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA))组合在一起构成自身能提供动力的末端净化设备。过去在洁净工程中常用的带风机的高效过滤器的送风口,自净器,层流罩等都是FFU的一种。不过,现在所说的FFU是具有标准模数尺寸,能按模数组合起来实现1级、10级、100级、1000级等不同级别的洁净室的净化单元设备。目前,国内、外常用的模数有1200X6mm(4英尺X2英尺)、1200X900mm(4英尺X3英尺)、1200X1200mm(4英尺X4英尺)、其厚度多在300-400mlTl。FFU一般由以下四部分组成:风机、过滤器、机壳、电器控制元件。2FFU的应用2.1适应性2.2经济性2.3风量和余压2.4噪声2.5控制2.6维护管理3FFU的选择1.1试验方法和试验装置3.2结果分析(1)FU机组内的高效过滤器的初阻力均不相同,大约在120—150Pa之间。(2)当高效过滤器为初阻力,且保证FFU送风断面风速为0.35m/s时,不同FFU的机外余压均在100Pa左右,有的高达130Pa。当FFU送风断面风速为0.45m/s时,各机组的机外余压,都能在60Pa以上。当FFU送风断面风速为0.45m/s时,被测的FFU的机外余压都是足以克服循环通道上的阻力。(3)FFU的声压级噪声大多在57dB(A)~59dB(A)之间。比较好的品牌其噪声在54dB(A)。(4)各不同晶牌的FFU的能耗大多在160~180W,只有个别品牌的能耗大,高达350W是一般能耗的一倍。FFU介绍FFU的全称叫FANFILTERUNIT,风机过滤单元,也就是风机和过滤器联结在一起,能自己提供动力的洁净设备。风机过滤单元/层流送风单元/FFU/空气过滤单元/空气过滤机/百级层流罩统称:层流罩早在二十世纪六十年代,第一个层流室的建立就已经开始出现FFU的应用了。但直到1984年,在亚洲才出现大规模应用FFU的事例(大约有5000台)。是什么原因导致FFU在这么长的时间没有得到广泛的发展呢?有三个问题占主导地位。第一:噪声问题。各位可以想一想,在当时的生产工艺水平下,5000台风机在一起的噪声会是多大呢?第二:压力平衡。在很大的静压箱里,每一个不同角落的风机是否能得到均衡的压力,这在当时也是不能够得到保证的。第三:维护问题。FFU本身造价就比较高,如果它的电机寿命不能保证的话,更换又会带来附加投资。这些都是造成当时的企业不选择使用FFU的主要原因。但是这一切,在1984年都发生了改变。首先是噪声问题得到了控制,大规模的FFU洁净厂房都可以把噪声控制在65DBA以下,这符合工业厂房的标准。其次随着自动控制的发展,监测和调节各个角落的静压也变得容易起来。最后电机的寿命随着技术的提高也得到了质的飞跃。现在,随着半导体电子技术的发展,越来越密集的集成电路也要求着越来越高的洁净等级。第一、灵活性。因为FFU是自带动力的,它不受区域的限制。在一个偌大的洁净厂房里,可根据需要,分区控制。而且,随着半导体生产工艺的变化,厂房布局必然要作相应调整,FFU的灵活性使得这样的调整变得轻松,而且不会带来二次投资。第二、可再利用性。从理论上讲,一时不用的FFU设备,可以拆下来,密封好,妥善保管,留待下次使用。第三、负压通风。这是FFU的独特特点。由于它本身能够提供静压,使得送风静压箱相对于洁静厂房负压。这样,静压箱内的颗粒就不会受到压力的作用泄漏到洁净区里,使得密封变得很简单而且安全。第四、缩短建设周期。使用FFU省掉了风管的制作和安装,因为风管在洁净工程中,占掉很大的建设周期,任何一个投资者都希望投资能尽快带来收益,选用FFU成为了一种可能。第五、减少运行成本。虽然在选用FFU时,初期投资要比使用风管通风高,但它在后期运行中,突出的表现出节能、免维护等特点。用大循环减少40%的运行成本。FFU智能控制系统FFU的全称为FanFilterUnit’s,可以译为风机过滤器单元。FFU作为洁净环境的一种自带动力的末端装置,从二十世纪八十年代开始,在世界各地逐步得到了广泛应用。但是多台FFU同时使用时,有两个问题不容忽视:1.所有FFU的运行状态的监测。2.根据每个洁净环境的实际需要,FFU是否能提供使环境能达到洁净级别所要求的最低风速,保证最低能耗。针对FFU使用过程中的实际需要,厂家实时推出了FFU集散型控制系统:HH-F系统。HH-F系统介绍HH-F系统是一套关于FFU的集散型智能控制系统。该系统具有大容量、高可*性、控制方便灵活、节能效果显著的特点。一.系统的组成:HH-F控制系统组成图HH-F控制系统组成见图1。该系统是由中央处理单元、显示操作单元、现场智能模块、485总线结构组成。中央处理单元和显示处理单元负责系统的参数显示,控制指令下发,FFU状态收集,报警信息处理与存储,操作权限控制等功能。现场智能模块与FFU一一对应,负责接收中央处理单元下发的控制指令,执行对FFU的风速调节,起停控制,并及时上传所控FFU的工作状态、报警信息,并在发生故障时对FFU进行保护。中央处理单元与现场智能模块之间由485总线连接,网络拓朴形式为星形总线结构。二.系统功能1.精确设定、显示风速系统支持FFU全部、按组、单台精确设定、显示风速值。风速≥0.1m/s,精确度为0.01m/s2.故障报警当任意FFU出现故障时,系统发出声、光报警,并准确显示出故障位置。3.直观操作系统采用触摸屏,系统的各种状态都能直观显示,并能通过触摸屏直接操作。4.过滤器更换提示系统根据现场情况,提供过滤器更换报警提示。5.保密权限设置系统为操作人员提供多级密码保护FFU系统优点三.系统优点:1.容量大系统支持10000台以上FFU同时运转。2.直观显示系统能全部、分组、单台显示FFU的运行状况。3.降低能耗系统根据洁净室的实际情况,提供能满足洁净度的最低风速值,有效地减小了能耗(减小约18%),同时降低了洁净室的冷负荷。4.报警提示当FFU出现运行故障和过滤器需要更换时,能自动发出报警提示。5.设置灵活方便支持根据现场情况灵活设定FFU的组数和每组的台数。6.节约线缆能大量减小安装FFU的线缆使用,可节约50%以上。7.延长寿命能有效延长FFU的电机和过滤器的使用寿命。8.可*性好系统采用了光电隔离技术确保系统的抗干扰能力。系统采用了滤波电路、数字容错FFU节能分析节能分析:①由于采用HH---F系统后,能使FFU在满足洁净要求的最低风速运行,使FFU运行时的风机能耗降低②由于采用HH---F系统后,能使FFU在满足洁净要求的最低风速运行,减小了电机发热,使洁净室的冷负荷有效降低以下是我们对某品牌单台电机运行在各个风速时电机消耗电能的测量结果:电机参数:HP1/5AC230PH1RPM1075FFU节能分析节能分析:①由于采用HH---F系统后,能使FFU在满足洁净要求的最低风速运行,使FFU运行时的风机能耗降低②由于采用HH---F系统后,能使FFU在满足洁净要求的最低风速运行,减小了电机发热,使洁净室的冷负荷有效降低以下是我们对某品牌单台电机运行在各个风速时电机消耗电能的测量结果:电机参数:HP1/5AC230PH1RPM1075通过实测,我们发现,HH-F系统在保证洁净度要求的前提下对FFU风机进行调速,风速平均每降低0.02m/s,电机能耗降低10W左右,节能效果显著。2.延长FFU寿命的分析:采用HH---F系统能延长FFU的使用寿命,主要体现在二个方面:①延长过滤器的使用寿命由于采用HH---F系统后,能使FFU在满足洁净要求的最低风速运行,从而使通过FFU的风量达到最小,所以延长了过滤器的使用寿命②延长电机的使用寿命实验证明当电机的工作温度超过电机的最高充许温度时,每升高8-10℃电机绝缘的寿命就要降低一半。电机绝缘的老化,会引起电机匝间短路,从而使电机完全报废。使用HH-F系统,能使FFU的电机在工作时发热明显减小。3.节约线缆分析:由于采用HH-F集散型智能控制系统,各个FFU的起停、调速全部由网络指令控制,不必为每一台FFU设置单独的动力线路与控制线路,全部FFU使用一条统一的电源线,一条统一的系统总线即可。大大降低了系统布线的投资及工作量洁净室FFU控制系统摘要:本文介绍了洁净室FFU控制的几种方式,并列举了其优缺点及采用交流电机的智能化FFU控制系统的功能特点。TheadvantagesanddisadvantagesofseveralFFUcontrolmethodsandcharacteristicsofintelligentACmotorFFUcontrolsystem.1.引言随着经济的发展和人们生活水平的提高,人们对产品质量的要求也越来越高。而生产技术和生产环境决定了产品质量,这就迫使厂家追求更好的生产技术和更高的生产环境。特别是电子、制药、食品、生物工程、医疗、实验室等领域对生产环境有着苛刻的要求,它综合了工艺、建筑、装饰、给排水、空气净化、暖通、空调、自动控制等多方面的技术。衡量这些行业生产环境质量的主要技术指标有温度、湿度、洁净度、风量、室内正压等。因此,对生产环境的各个技术指标进行合理的控制,以满足特殊生产工艺的要求,成为了现在洁净工程的研究热点之一。FFU作为一种净化设备,目前在各种洁净工程中得到广泛应用。FFU的全称叫FanFilterUnit“风机过滤单元”,也就是风机和过滤器连接在一起,能自己提供动力的洁净设备,早在二十世纪六十年代,世界上第一个层流洁净室的建立就已经开始出现FFU的应用了。2.FFU控制方式现状目前FFU一般采用单相多速交流电机、三相多速交流电机和直流电机。电机的供电电压大致有110V、220V、270V、380V四种。其控制方式主要分为以下几种:◆多档开关控制◆连续速度调节控制◆计算机控制◆遥控控制下面对以上四种控制方式做一简单分析与比较:2.1多档开关控制多档开关控制系统只包括FFU自带的一个调速开关和一个电源开关。由于控制元件为FFU自带,分布在洁净室吊顶内的各个位置,工作人员必须在现场通过拨挡开关来调节FFU,控制起来极不方便,而且FFU的风速可调范围有限,仅限于几档。我们曾经做过一个项目,为了克服FFU控制操作不方便的因素,经过电气线路的设计,把所有FFU的多档开关集中起来,放到地面上一个柜子内,实现集中操作,但无论是从外观还是功能上都存在其局限性。采用多档开关控制方式优点是控制简单、成本低,但存在许多缺陷:比如:能耗大、不能平滑调速、没有反馈信号、不能实现灵活的组群控制等。2.2连续速度调节控制连续速度调节控制与多档开关控制方式相比,多了一个连续速度调节器,使FFU风机转速连续可调,但同时也牺牲了电机效率,使其能耗比多档开关控制方式还要高。2.3计算机控制计算机控制方式一般采用直流电机,与前面两种方式相比,计算机控制方式具有以下先进的功能:◆采用集散型控制方式,能够很方便的实现FFU的集中监测和控制。◆可方便的实现FFU的单台、多台及分区控制。◆智能化控制系统具有节能功能。◆可采用可选的遥控方式进行监测和控制。◆控制系统预留通信接口,可与上位机或网络进行通讯,从而实现远程通信和管理功能。控制直流电机的突出优点在于:容易控制、调速范围较宽。但该控制方式也有一些致命的缺陷:◆由于洁净厂房不允许FFU电机带有电刷,因此,FFU的电机均采用无刷直流电动机,换相问题则由电子换相器解决,而电子换相器的寿命短使整控制系统的使用寿命也大大降低。◆整套系统造价昂贵。◆后期维护费用高。2.4遥控控制方式遥控控制方式作为计算机控制方式的一种补充,可使用遥控器对每台FFU进行控制,与计算机控制方式相辅相成。综上所述:前两种控制方式能耗高、控制不方便;后两种控制方式寿命短、成本高。那有没有一种
本文标题:FFU的应用
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