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      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      時間:2020-08-01  來源:車間凈化工程|食品凈化車間|潔凈手術室|潔凈實驗室-濟南順奇凈化工程有限公司  瀏覽次數: 88 次
      文章簡介:半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用, 濟南車間凈化工程公司推薦: 1 公用動力系統簡介 華虹 NEC(FAB1)的公用動力系統的主要相關參數如下: (1)干燥壓縮空氣系統(CD A),主要用作精密的半導體工

      濟南車間凈化工程公司推薦:

      1 公用動力系統簡介

      華虹 NEC(FAB1)的公用動力系統的主要相關參數如下:

      (1)干燥壓縮空氣系統(CD A),主要用作精密的半導體工藝設備中氣動元件的驅動能源,C D A 機組使用冷凍水降溫。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:冷凍水(冷凍水降溫冷卻水)――消耗冷凍機電量。

      (2)工藝設備冷卻水系統(PCW),主要用于生產設備發熱的冷卻,應用冷凍水進行降溫。系統流量:1600 m3/h;系統溫度:送水溫度 23℃,回水溫度 26℃;冷卻介質:冷凍水――消耗冷凍機電量。

      (3)熱水系統(Hot Water)主要用于各類空調機的供熱,使用外購蒸汽來加熱。熱水溫度:送水溫度 65℃,回水溫度 40℃;加熱介質:蒸汽― 消耗蒸汽量。

      (4)冷凍水系統(Chiller Water),由 5 臺1150U.S.RT,3 臺 2250U.S.RT 的特靈三級離心式制冷壓縮機組提供整個華虹 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(UPW),純水在集成電路的制造過程中是必不可少的工藝介質之一,純水的純度直接關系到集成電路制造工藝的等級。為了確保純水制造過程中穩定的水處理效果,在冬季,必須將原水(自來水)預熱到 25℃才能進入UPW的水處理工藝。純水系統流量:150 m3/h(日平均110m3/ h)。

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

      (6)新風系統(OA C),通過冷、熱盤管及多級過濾器等控制整個潔凈室環境的溫濕度和空氣潔凈度。新風量:600000 m3/h;新風平均溫度(冬季):5℃;送風溫度:23℃;加熱介質:熱水 ―― 消耗蒸汽量;除濕介質:冷凍水 ――消耗冷凍機電量。

      2 節能技改項目的實施

      現代半導體芯片工廠的生產工藝要求全年四季連續生產,并應保持芯片生產環境具有嚴格控制的空氣潔凈度、溫度、濕度。生產所需壓縮空氣、工藝設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。半導體芯片工廠這種既需熱也需冷的特殊要求,為我們實施相關節能改造,特別是能源互補再利用的設想提供了依據和巨大的潛力。作為相關動力設備的主要負責團隊,充分發揮聰明才智,提出了很多有建設性的改造意見并從2004年開始陸續實施,實現了節能減排的目標,取得了良好的社會效益和經濟效益。以下就是這些節能改造的介紹。

      (1)冷凍機熱回收

      改造前,冬季空調新風(OAC)機組需要將室外 5℃的新風,由蒸汽加熱至 35℃再進行處理。節能改造是將冷凍機制冷過程中原排向大氣的熱量回收利用,通過加裝的板式熱交換器加熱循環水,再使循環水先通過OAC機組前新增的預熱段盤管與新風進風進行熱交換。一方面將新風預熱升溫至18℃,節約了蒸汽耗量;同時冷凍機的冷卻水被新風間接冷卻,節約了冷卻塔散熱的耗電量及對大氣的熱量排放。冷凍機熱回收系統見圖1。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      節能效果計算:節約蒸汽量按6臺OAC機組額定風量 600000 m3/h、溫升 13℃,每年運行4個月(120天)、每天24h計算,可節約蒸汽量約10942.48 t。節電量按每組冷卻塔風扇平均少開一臺,每臺風扇功率為7.5 kW,每年運行4 個月計算,風扇節電量約2.16萬kWh;但循環泵耗電量(循環泵2用 1 備,每臺功率37 kW,按每年運行4個月多21.31萬kWh,所以年多耗電約19.15 萬kW h 。

      實際節能成果,冷凍機熱回收系統安裝有電能表和熱能表,2005 年 12 月投入運行使用后,蒸汽用量明顯降低,節能效果見表1。累計節約蒸汽量為 37225.15 t,折合標煤 3499.16 t,節約蒸汽費用為 792.85 萬元。冷卻塔風扇節電量 38.88 萬kWh,但循環泵耗電量=191.81 萬 kWh,所以多耗電 152.93 萬 kWh,總共節約費用 701.09 萬元,折合節約標煤為 2881.33 t。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      (2)CDA 熱回收

      改造前,冬季低溫的自來水原水需要先由蒸汽加熱到 25℃才能進入純水的制造流程中,CDA的節能改造是利用原需要冷凍水去降溫的CDA機組產生的熱量。只增加一臺板式熱交換和循環泵實現提升原水箱水溫的目標,一方面節約了蒸汽耗量,同時 CDA 冷卻水被原水冷卻,節約了冷凍機制冷的耗電量。CDA 熱回收系統見圖 2。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      節能效果計算,節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℃。節約蒸汽量按每年使用4個月(120天)、每天24h計算,約1669.43 t。

      節電量按每年運行4個月計算為20.77萬kWh,循環泵耗電量,循環泵1 臺、功率為3.7 kW,每年運行4 個月計算耗電量為1.07 萬kWh,每年4 個月計算耗電量為1.07 萬 kWh,每年節電量約 19.7 萬 kWh。

      節能成果,CDA 熱回收系統安裝有熱能表,2006 年 11 月投入運行使用后,蒸汽用量和冷凍水負荷明顯降低,節能效果見表 2。實際每年運行周期為 11 月至次年 4 月,截至 2011 年 11 月,累計運行 31 個月,累計節約蒸汽量為 8796.86 t,折合標煤 854.47 t,節約蒸汽費用為 191.34 萬元。如果不考慮板換的損失,節約的制冷量等于節約的電量,故冷凍機節電量約113.09 萬 kWh,循環泵耗電量為8.26萬 kWh,總共節約費用 254.24 萬元,節能減排量折合標煤為1277.98 t。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      (3)PCW 熱回收改造前,冬季低溫的自來水原水需由蒸汽加熱到 25℃才能進入純水的制造流程中。PCW 節能改造,是利用原需要冷凍水降溫的 PCW循環從產設備產生熱量。僅僅是增加一臺板式熱交換器和循環泵,實現提升原水溫的目標。一方面節約了蒸汽耗量,同時一部分 PCW 回水被原水預冷卻,降低了 PCW 水的溫度,節約了冷凍機制冷的耗電量。PCW 熱回收系統系統圖見圖 3。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      節能效果計算:節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℃,每年運行 5 個月(150 天)每天 24 h 計算,可節約蒸汽量約 6 751.37 t;PCW降溫減少的耗冷量折合節電量按流量為1600 m3/h,PCW 水箱溫度從26℃降低到 25.1℃,PCW 送水溫度為 23℃,每年運行 5 個月(150 天)每天 24 h計算,節電量約為 109.96 萬 kWh;綜合節電約104.56萬 kWh。

      節能成果,PCW 熱回收系統節能改造安裝有熱能表,2008 年 12 月投入運行使用后,蒸汽用量和冷凍水負荷明顯降低,節能成果見表 3。實際每年運行周期為 11 月至次年 4 月,截止至 2011 年11月 ,累 計 運 行 1 8 個 月 累 計 節 約 蒸 汽 量 為29 596.37 t,折合標煤為 2 782.06 t,節約蒸汽費用為 701.67 萬元。如果不考慮板換的損失,96.37 t,折合標煤為 2 782.06 t,節約蒸汽費用為 701.67 萬元。如果不考慮板換的損失,節約的制冷量相當于節約的電量,故冷凍機節電量約368.19 萬 kWh。耗電量實際每年運行周期為 11 月至次年4 月,截至 2011 年 11 月,累計運行18 個月):水泵耗電量約 19.44 萬 kWh,綜合節電量348.75 萬 kWh,總共節約費用 910.92 萬元,總共節能量折合標煤為4 191.01 t。

      半導體凈化工程中公用動力系統的能源互補再利用

      (待續)

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