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半導(dǎo)體凈化工程中公用動(dòng)力系統(tǒng)的能源互補(bǔ)再利用

時(shí)間:2020-08-01  來(lái)源:車(chē)間凈化工程|食品凈化車(chē)間|潔凈手術(shù)室|潔凈實(shí)驗(yàn)室-濟(jì)南順奇凈化工程有限公司  瀏覽次數(shù): 177 次
文章簡(jiǎn)介:半導(dǎo)體凈化工程中公用動(dòng)力系統(tǒng)的能源互補(bǔ)再利用, 濟(jì)南車(chē)間凈化工程公司推薦: 1 公用動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)介 華虹 NEC(FAB1)的公用動(dòng)力系統(tǒng)的主要相關(guān)參數(shù)如下: (1)干燥壓縮空氣系統(tǒng)(CD A),主要用作精密的半導(dǎo)體工

濟(jì)南車(chē)間凈化工程公司推薦:

1 公用動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)介

華虹 NEC(FAB1)的公用動(dòng)力系統(tǒng)的主要相關(guān)參數(shù)如下:

(1)干燥壓縮空氣系統(tǒng)(CD A),主要用作精密的半導(dǎo)體工藝設(shè)備中氣動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)能源,C D A 機(jī)組使用冷凍水降溫。供氣壓力:0 . 7 5MPa;冷卻水溫度:送水溫度 24℃,回水溫度 30℃;冷卻介質(zhì):冷凍水(冷凍水降溫冷卻水)――消耗冷凍機(jī)電量。

(2)工藝設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(PCW),主要用于生產(chǎn)設(shè)備發(fā)熱的冷卻,應(yīng)用冷凍水進(jìn)行降溫。系統(tǒng)流量:1600 m3/h;系統(tǒng)溫度:送水溫度 23℃,回水溫度 26℃;冷卻介質(zhì):冷凍水――消耗冷凍機(jī)電量。

(3)熱水系統(tǒng)(Hot Water)主要用于各類(lèi)空調(diào)機(jī)的供熱,使用外購(gòu)蒸汽來(lái)加熱。熱水溫度:送水溫度 65℃,回水溫度 40℃;加熱介質(zhì):蒸汽― 消耗蒸汽量。

(4)冷凍水系統(tǒng)(Chiller Water),由 5 臺(tái)1150U.S.RT,3 臺(tái) 2250U.S.RT 的特靈三級(jí)離心式制冷壓縮機(jī)組提供整個(gè)華虹 NEC 的制冷需求。冷凍水溫度:送水溫度 6℃,回水溫度 11℃―― 消耗冷凍機(jī)電量;冷卻水溫度:送水溫度32℃、回水溫度38℃―― 排放熱量。

(5)純水系統(tǒng)(UPW),純水在集成電路的制造過(guò)程中是必不可少的工藝介質(zhì)之一,純水的純度直接關(guān)系到集成電路制造工藝的等級(jí)。為了確保純水制造過(guò)程中穩(wěn)定的水處理效果,在冬季,必須將原水(自來(lái)水)預(yù)熱到 25℃才能進(jìn)入U(xiǎn)PW的水處理工藝。純水系統(tǒng)流量:150 m3/h(日平均110m3/ h)。

原水溫度(冬季):進(jìn)口溫度 5℃~15℃,出口溫度 25℃;加熱介質(zhì):熱水 ―― 消耗蒸汽量。

(6)新風(fēng)系統(tǒng)(OA C),通過(guò)冷、熱盤(pán)管及多級(jí)過(guò)濾器等控制整個(gè)潔凈室環(huán)境的溫濕度和空氣潔凈度。新風(fēng)量:600000 m3/h;新風(fēng)平均溫度(冬季):5℃;送風(fēng)溫度:23℃;加熱介質(zhì):熱水 ―― 消耗蒸汽量;除濕介質(zhì):冷凍水 ――消耗冷凍機(jī)電量。

2 節(jié)能技改項(xiàng)目的實(shí)施

現(xiàn)代半導(dǎo)體芯片工廠的生產(chǎn)工藝要求全年四季連續(xù)生產(chǎn),并應(yīng)保持芯片生產(chǎn)環(huán)境具有嚴(yán)格控制的空氣潔凈度、溫度、濕度。生產(chǎn)所需壓縮空氣、工藝設(shè)備冷卻水等即使在冬季,冷量的大量需求仍然是必不可少的。半導(dǎo)體芯片工廠這種既需熱也需冷的特殊要求,為我們實(shí)施相關(guān)節(jié)能改造,特別是能源互補(bǔ)再利用的設(shè)想提供了依據(jù)和巨大的潛力。作為相關(guān)動(dòng)力設(shè)備的主要負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì),充分發(fā)揮聰明才智,提出了很多有建設(shè)性的改造意見(jiàn)并從2004年開(kāi)始陸續(xù)實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo),取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。以下就是這些節(jié)能改造的介紹。

(1)冷凍機(jī)熱回收

改造前,冬季空調(diào)新風(fēng)(OAC)機(jī)組需要將室外 5℃的新風(fēng),由蒸汽加熱至 35℃再進(jìn)行處理。節(jié)能改造是將冷凍機(jī)制冷過(guò)程中原排向大氣的熱量回收利用,通過(guò)加裝的板式熱交換器加熱循環(huán)水,再使循環(huán)水先通過(guò)OAC機(jī)組前新增的預(yù)熱段盤(pán)管與新風(fēng)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行熱交換。一方面將新風(fēng)預(yù)熱升溫至18℃,節(jié)約了蒸汽耗量;同時(shí)冷凍機(jī)的冷卻水被新風(fēng)間接冷卻,節(jié)約了冷卻塔散熱的耗電量及對(duì)大氣的熱量排放。冷凍機(jī)熱回收系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

半導(dǎo)體凈化工程中公用動(dòng)力系統(tǒng)的能源互補(bǔ)再利用

節(jié)能效果計(jì)算:節(jié)約蒸汽量按6臺(tái)OAC機(jī)組額定風(fēng)量 600000 m3/h、溫升 13℃,每年運(yùn)行4個(gè)月(120天)、每天24h計(jì)算,可節(jié)約蒸汽量約10942.48 t。節(jié)電量按每組冷卻塔風(fēng)扇平均少開(kāi)一臺(tái),每臺(tái)風(fēng)扇功率為7.5 kW,每年運(yùn)行4 個(gè)月計(jì)算,風(fēng)扇節(jié)電量約2.16萬(wàn)kWh;但循環(huán)泵耗電量(循環(huán)泵2用 1 備,每臺(tái)功率37 kW,按每年運(yùn)行4個(gè)月多21.31萬(wàn)kWh,所以年多耗電約19.15 萬(wàn)kW h 。

實(shí)際節(jié)能成果,冷凍機(jī)熱回收系統(tǒng)安裝有電能表和熱能表,2005 年 12 月投入運(yùn)行使用后,蒸汽用量明顯降低,節(jié)能效果見(jiàn)表1。累計(jì)節(jié)約蒸汽量為 37225.15 t,折合標(biāo)煤 3499.16 t,節(jié)約蒸汽費(fèi)用為 792.85 萬(wàn)元。冷卻塔風(fēng)扇節(jié)電量 38.88 萬(wàn)kWh,但循環(huán)泵耗電量=191.81 萬(wàn) kWh,所以多耗電 152.93 萬(wàn) kWh,總共節(jié)約費(fèi)用 701.09 萬(wàn)元,折合節(jié)約標(biāo)煤為 2881.33 t。

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(2)CDA 熱回收

改造前,冬季低溫的自來(lái)水原水需要先由蒸汽加熱到 25℃才能進(jìn)入純水的制造流程中,CDA的節(jié)能改造是利用原需要冷凍水去降溫的CDA機(jī)組產(chǎn)生的熱量。只增加一臺(tái)板式熱交換和循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)提升原水箱水溫的目標(biāo),一方面節(jié)約了蒸汽耗量,同時(shí) CDA 冷卻水被原水冷卻,節(jié)約了冷凍機(jī)制冷的耗電量。CDA 熱回收系統(tǒng)見(jiàn)圖 2。

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節(jié)能效果計(jì)算,節(jié)能改造前冷凍水流量為134m3/h、100 m3/h,送水溫度6℃、回水溫度 16℃。節(jié)約蒸汽量按每年使用4個(gè)月(120天)、每天24h計(jì)算,約1669.43 t。

節(jié)電量按每年運(yùn)行4個(gè)月計(jì)算為20.77萬(wàn)kWh,循環(huán)泵耗電量,循環(huán)泵1 臺(tái)、功率為3.7 kW,每年運(yùn)行4 個(gè)月計(jì)算耗電量為1.07 萬(wàn)kWh,每年4 個(gè)月計(jì)算耗電量為1.07 萬(wàn) kWh,每年節(jié)電量約 19.7 萬(wàn) kWh。

節(jié)能成果,CDA 熱回收系統(tǒng)安裝有熱能表,2006 年 11 月投入運(yùn)行使用后,蒸汽用量和冷凍水負(fù)荷明顯降低,節(jié)能效果見(jiàn)表 2。實(shí)際每年運(yùn)行周期為 11 月至次年 4 月,截至 2011 年 11 月,累計(jì)運(yùn)行 31 個(gè)月,累計(jì)節(jié)約蒸汽量為 8796.86 t,折合標(biāo)煤 854.47 t,節(jié)約蒸汽費(fèi)用為 191.34 萬(wàn)元。如果不考慮板換的損失,節(jié)約的制冷量等于節(jié)約的電量,故冷凍機(jī)節(jié)電量約113.09 萬(wàn) kWh,循環(huán)泵耗電量為8.26萬(wàn) kWh,總共節(jié)約費(fèi)用 254.24 萬(wàn)元,節(jié)能減排量折合標(biāo)煤為1277.98 t。

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(3)PCW 熱回收改造前,冬季低溫的自來(lái)水原水需由蒸汽加熱到 25℃才能進(jìn)入純水的制造流程中。PCW 節(jié)能改造,是利用原需要冷凍水降溫的 PCW循環(huán)從產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生熱量。僅僅是增加一臺(tái)板式熱交換器和循環(huán)泵,實(shí)現(xiàn)提升原水溫的目標(biāo)。一方面節(jié)約了蒸汽耗量,同時(shí)一部分 PCW 回水被原水預(yù)冷卻,降低了 PCW 水的溫度,節(jié)約了冷凍機(jī)制冷的耗電量。PCW 熱回收系統(tǒng)系統(tǒng)圖見(jiàn)圖 3。

半導(dǎo)體凈化工程中公用動(dòng)力系統(tǒng)的能源互補(bǔ)再利用

節(jié)能效果計(jì)算:節(jié)約蒸汽量按原水流量為 110m3/h ,原水溫度 1 0 ℃,改造后可升為 2 0 ℃,原水加熱后溫度 25℃,每年運(yùn)行 5 個(gè)月(150 天)每天 24 h 計(jì)算,可節(jié)約蒸汽量約 6 751.37 t;PCW降溫減少的耗冷量折合節(jié)電量按流量為1600 m3/h,PCW 水箱溫度從26℃降低到 25.1℃,PCW 送水溫度為 23℃,每年運(yùn)行 5 個(gè)月(150 天)每天 24 h計(jì)算,節(jié)電量約為 109.96 萬(wàn) kWh;綜合節(jié)電約104.56萬(wàn) kWh。

節(jié)能成果,PCW 熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造安裝有熱能表,2008 年 12 月投入運(yùn)行使用后,蒸汽用量和冷凍水負(fù)荷明顯降低,節(jié)能成果見(jiàn)表 3。實(shí)際每年運(yùn)行周期為 11 月至次年 4 月,截止至 2011 年11月 ,累 計(jì) 運(yùn) 行 1 8 個(gè) 月 累 計(jì) 節(jié) 約 蒸 汽 量 為29 596.37 t,折合標(biāo)煤為 2 782.06 t,節(jié)約蒸汽費(fèi)用為 701.67 萬(wàn)元。如果不考慮板換的損失,96.37 t,折合標(biāo)煤為 2 782.06 t,節(jié)約蒸汽費(fèi)用為 701.67 萬(wàn)元。如果不考慮板換的損失,節(jié)約的制冷量相當(dāng)于節(jié)約的電量,故冷凍機(jī)節(jié)電量約368.19 萬(wàn) kWh。耗電量實(shí)際每年運(yùn)行周期為 11 月至次年4 月,截至 2011 年 11 月,累計(jì)運(yùn)行18 個(gè)月):水泵耗電量約 19.44 萬(wàn) kWh,綜合節(jié)電量348.75 萬(wàn) kWh,總共節(jié)約費(fèi)用 910.92 萬(wàn)元,總共節(jié)能量折合標(biāo)煤為4 191.01 t。

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(待續(xù))

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