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潔凈室節(jié)能措施實例
閱讀：2226發(fā)布時間：2016-12-19
潔凈室節(jié)能措施實例：
(1)微環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用
許多高新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求嚴格進行產(chǎn)品生產(chǎn)過程的污染控制，只有將“產(chǎn)品”與人的直接接觸和工藝生產(chǎn)環(huán)境(不適當(dāng)?shù)膫鬏?、環(huán)境空氣和維護檢修)連續(xù)不斷的隔離，才可能確保規(guī)定的潔凈度要求，采用局部潔凈室(區(qū))將每臺生產(chǎn)工藝設(shè)備及相關(guān)的傳送裝置和加工區(qū)封閉，即“微環(huán)境”( Minienvironment)的方式是當(dāng)前流行的進行嚴格控制污染的形式。目前微環(huán)境控制技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于微電子工業(yè)、生物制品和藥品生產(chǎn)過程中，在近年來建設(shè)的許多超大規(guī)模生產(chǎn)用潔凈廠房中應(yīng)用了微環(huán)境技術(shù)，一個芯片生產(chǎn)工藝前工序生產(chǎn)就要采用數(shù)百套微環(huán)境裝置。微環(huán)境系統(tǒng)的采用具有如下的優(yōu)點：①使用、改造的靈活性，由于基本上按工序或生產(chǎn)設(shè)備配置微環(huán)境裝置，所以在芯片生產(chǎn)過程或根據(jù)生產(chǎn)工藝的發(fā)展需要可以方便地進行調(diào)整或增加產(chǎn)品品種、產(chǎn)量的技術(shù)改造;②*的污染控制，“產(chǎn)品”與操作人員、操作系統(tǒng)的連續(xù)隔離，能保證加工過程中“產(chǎn)品”附近的潔凈度;由于是自動裝卸硅片，能確保傳送時的潔凈度，能保證在“產(chǎn)品”上規(guī)定的PWP值(每塊硅片一次通過生產(chǎn)設(shè)備時落在硅片上的微粒數(shù));在維護、維修過程中，微環(huán)境內(nèi)無污染;③改進了潔凈室人員的操作環(huán)境，使之更符合操作人員的需要，從而可提高工作效率;簡化了安全和行為規(guī)范;④微環(huán)境概念的設(shè)計提供了改進污染控制的基本方法，它跳出了以整個生產(chǎn)環(huán)境為控制對象的模式，著眼于直接控制產(chǎn)品表面的污染控制，有利于進行分子態(tài)化學(xué)污染物的控制;⑤有利于潔凈室節(jié)約能源和降低造價，表10-18[1J是10 .OOOrri2的硅片生產(chǎn)工廠隧道潔凈室與微環(huán)境潔凈室的對比。由于微環(huán)境系統(tǒng)的各項技術(shù)數(shù)據(jù)的*性，使?jié)崈羰业慕ㄔ熨M用和運行費用都可能減少，表10-19是前述芯片工廠費用減少數(shù)據(jù)。
(2)采用自由冷卻系統(tǒng)制冷，節(jié)約電能消耗所謂自由冷卻系統(tǒng)是根據(jù)工程項目所在地的氣候特點，在冬季利用自然環(huán)境的“冷量”供冷，即對項目中的制冷系統(tǒng)在夏季運行冷水機組進行電制冷;過渡季節(jié)和冬季不運行冷水機組，利用制冷系統(tǒng)的冷卻塔進行制冷。由于潔凈室的冷負荷大，而且凈化空調(diào)系統(tǒng)需全年運行，所以采用自由冷卻系統(tǒng)具有實用意義。圖10-8為某潔凈廠房地處北方地區(qū)實際采用的自由冷卻系統(tǒng)制冷的流程圖。該工程的日平均溫度≤5℃的天數(shù)大于150天，適宜于采用自由冷卻系統(tǒng)制冷，圖中僅以一臺制冷空氣過濾器和一臺板式換熱器為例，實際該工程有多臺制冷機，采用一對一配置。夏季采用冷水機組制冷，冬季和部分過渡季節(jié)不運行冷水機組，當(dāng)冷卻水溫度為8～13℃時，可直接用冷卻水作為冷媒供給用戶;當(dāng)冷卻水溫度小于8℃時，利用板式換熱器進行水側(cè)自由冷卻制取冷凍水供空調(diào)系統(tǒng)使用。實際運行中，當(dāng)冷卻水供水溫度為8℃時，冷凍水的供冷溫度可達11℃(溫差為3℃，這對板式換熱器是可以做到的)，此溫度可以滿足凈化空調(diào)系統(tǒng)的要求;使用時應(yīng)根據(jù)冷凍機的供水溫度調(diào)節(jié)設(shè)置在板式換熱器冷卻水供水管道上的電動調(diào)節(jié)閥的開度，確保冷凍水的供水溫度滿足空調(diào)系統(tǒng)的要求。但在實際應(yīng)用中不宜采用冷卻水直接供空調(diào)系統(tǒng)使用，為確保供水水質(zhì)需增設(shè)過濾、除藻等裝置;為了利用8～13℃的冷卻水也可采用具有預(yù)冷功能的自由冷卻系統(tǒng)，可通過板式換熱器對制冷機的冷凍回水進行預(yù)冷，降低回水溫度后再送人制冷機，降低制冷機的負荷‘12]。
自由冷卻時，冷卻水通過板式換熱器吸收冷凍水的熱量升溫，然后在室外的冷卻塔放出熱量降溫，其溫度的控制是自由冷卻系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，因此必須設(shè)置可靠的溫度自控調(diào)節(jié)裝置、冷卻塔風(fēng)機開停或變速驅(qū)動的控制裝置等。為確保自由冷卻系統(tǒng)的安全可靠運行，還應(yīng)處理好冷卻塔和室外冷卻水管道的防凍措施，如冷卻塔集水盤內(nèi)設(shè)置蒸汽盤管，以便一旦集水盤出現(xiàn)結(jié)冰時進行加熱融水等。自由冷卻系統(tǒng)相對較復(fù)雜，若受經(jīng)濟條件限制不能采用全自動控制時，則要求運行人員要熟知所使用的自由冷卻系統(tǒng)的制冷流程過濾器、設(shè)備、閥門等的功能、作用，以確保安全可靠運行，達到預(yù)期的節(jié)能效果。通常當(dāng)采用自由冷卻時，因不需制冷機運行，一般同冷水機組制冷相比可節(jié)電50%以上，據(jù)估計上述項目以每年冬季運行120天計，一年可節(jié)約電費支出百萬元以上，經(jīng)濟效益顯著。在我國的東北、華北和西北等地區(qū)冬季氣候寒冷，具有運行自由冷卻系統(tǒng)的條件，設(shè)計人員在進行制冷站設(shè)計時，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和工廠潔凈廠房過濾季節(jié)冬季的使用情況，在進行實事求是的計算和技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定FFU是否采用自由冷卻系統(tǒng)，當(dāng)決定采用自由冷卻系統(tǒng)時，宜采用全自動控制系統(tǒng)，以確保安全可靠運行。
(1)微環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用
許多高新產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求嚴格進行產(chǎn)品生產(chǎn)過程的污染控制，只有將“產(chǎn)品”與人的直接接觸和工藝生產(chǎn)環(huán)境(不適當(dāng)?shù)膫鬏?、環(huán)境空氣和維護檢修)連續(xù)不斷的隔離，才可能確保規(guī)定的潔凈度要求，采用局部潔凈室(區(qū))將每臺生產(chǎn)工藝設(shè)備及相關(guān)的傳送裝置和加工區(qū)封閉，即“微環(huán)境”( Minienvironment)的方式是當(dāng)前流行的進行嚴格控制污染的形式。目前微環(huán)境控制技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于微電子工業(yè)、生物制品和藥品生產(chǎn)過程中，在近年來建設(shè)的許多超大規(guī)模生產(chǎn)用潔凈廠房中應(yīng)用了微環(huán)境技術(shù)，一個芯片生產(chǎn)工藝前工序生產(chǎn)就要采用數(shù)百套微環(huán)境裝置。微環(huán)境系統(tǒng)的采用具有如下的優(yōu)點：①使用、改造的靈活性，由于基本上按工序或生產(chǎn)設(shè)備配置微環(huán)境裝置，所以在芯片生產(chǎn)過程或根據(jù)生產(chǎn)工藝的發(fā)展需要可以方便地進行調(diào)整或增加產(chǎn)品品種、產(chǎn)量的技術(shù)改造;②*的污染控制，“產(chǎn)品”與操作人員、操作系統(tǒng)的連續(xù)隔離，能保證加工過程中“產(chǎn)品”附近的潔凈度;由于是自動裝卸硅片，能確保傳送時的潔凈度，能保證在“產(chǎn)品”上規(guī)定的PWP值(每塊硅片一次通過生產(chǎn)設(shè)備時落在硅片上的微粒數(shù));在維護、維修過程中，微環(huán)境內(nèi)無污染;③改進了潔凈室人員的操作環(huán)境，使之更符合操作人員的需要，從而可提高工作效率;簡化了安全和行為規(guī)范;④微環(huán)境概念的設(shè)計提供了改進污染控制的基本方法，它跳出了以整個生產(chǎn)環(huán)境為控制對象的模式，著眼于直接控制產(chǎn)品表面的污染控制，有利于進行分子態(tài)化學(xué)污染物的控制;⑤有利于潔凈室節(jié)約能源和降低造價，表10-18[1J是10 .OOOrri2的硅片生產(chǎn)工廠隧道潔凈室與微環(huán)境潔凈室的對比。由于微環(huán)境系統(tǒng)的各項技術(shù)數(shù)據(jù)的*性，使?jié)崈羰业慕ㄔ熨M用和運行費用都可能減少，表10-19是前述芯片工廠費用減少數(shù)據(jù)。
(2)采用自由冷卻系統(tǒng)制冷，節(jié)約電能消耗所謂自由冷卻系統(tǒng)是根據(jù)工程項目所在地的氣候特點，在冬季利用自然環(huán)境的“冷量”供冷，即對項目中的制冷系統(tǒng)在夏季運行冷水機組進行電制冷;過渡季節(jié)和冬季不運行冷水機組，利用制冷系統(tǒng)的冷卻塔進行制冷。由于潔凈室的冷負荷大，而且凈化空調(diào)系統(tǒng)需全年運行，所以采用自由冷卻系統(tǒng)具有實用意義。圖10-8為某潔凈廠房地處北方地區(qū)實際采用的自由冷卻系統(tǒng)制冷的流程圖。該工程的日平均溫度≤5℃的天數(shù)大于150天，適宜于采用自由冷卻系統(tǒng)制冷，圖中僅以一臺制冷空氣過濾器和一臺板式換熱器為例，實際該工程有多臺制冷機，采用一對一配置。夏季采用冷水機組制冷，冬季和部分過渡季節(jié)不運行冷水機組，當(dāng)冷卻水溫度為8～13℃時，可直接用冷卻水作為冷媒供給用戶;當(dāng)冷卻水溫度小于8℃時，利用板式換熱器進行水側(cè)自由冷卻制取冷凍水供空調(diào)系統(tǒng)使用。實際運行中，當(dāng)冷卻水供水溫度為8℃時，冷凍水的供冷溫度可達11℃(溫差為3℃，這對板式換熱器是可以做到的)，此溫度可以滿足凈化空調(diào)系統(tǒng)的要求;使用時應(yīng)根據(jù)冷凍機的供水溫度調(diào)節(jié)設(shè)置在板式換熱器冷卻水供水管道上的電動調(diào)節(jié)閥的開度，確保冷凍水的供水溫度滿足空調(diào)系統(tǒng)的要求。但在實際應(yīng)用中不宜采用冷卻水直接供空調(diào)系統(tǒng)使用，為確保供水水質(zhì)需增設(shè)過濾、除藻等裝置;為了利用8～13℃的冷卻水也可采用具有預(yù)冷功能的自由冷卻系統(tǒng)，可通過板式換熱器對制冷機的冷凍回水進行預(yù)冷，降低回水溫度后再送人制冷機，降低制冷機的負荷‘12]。
自由冷卻時，冷卻水通過板式換熱器吸收冷凍水的熱量升溫，然后在室外的冷卻塔放出熱量降溫，其溫度的控制是自由冷卻系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，因此必須設(shè)置可靠的溫度自控調(diào)節(jié)裝置、冷卻塔風(fēng)機開停或變速驅(qū)動的控制裝置等。為確保自由冷卻系統(tǒng)的安全可靠運行，還應(yīng)處理好冷卻塔和室外冷卻水管道的防凍措施，如冷卻塔集水盤內(nèi)設(shè)置蒸汽盤管，以便一旦集水盤出現(xiàn)結(jié)冰時進行加熱融水等。自由冷卻系統(tǒng)相對較復(fù)雜，若受經(jīng)濟條件限制不能采用全自動控制時，則要求運行人員要熟知所使用的自由冷卻系統(tǒng)的制冷流程過濾器、設(shè)備、閥門等的功能、作用，以確保安全可靠運行，達到預(yù)期的節(jié)能效果。通常當(dāng)采用自由冷卻時，因不需制冷機運行，一般同冷水機組制冷相比可節(jié)電50%以上，據(jù)估計上述項目以每年冬季運行120天計，一年可節(jié)約電費支出百萬元以上，經(jīng)濟效益顯著。在我國的東北、華北和西北等地區(qū)冬季氣候寒冷，具有運行自由冷卻系統(tǒng)的條件，設(shè)計人員在進行制冷站設(shè)計時，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和工廠潔凈廠房過濾季節(jié)冬季的使用情況，在進行實事求是的計算和技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定FFU是否采用自由冷卻系統(tǒng)，當(dāng)決定采用自由冷卻系統(tǒng)時，宜采用全自動控制系統(tǒng)，以確保安全可靠運行。
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