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潔凈室節能措施實例
閱讀：2285發布時間：2016-12-19
潔凈室節能措施實例：
(1)微環境技術的應用
許多高新產品生產工藝要求嚴格進行產品生產過程的污染控制，只有將“產品”與人的直接接觸和工藝生產環境(不適當的傳輸、環境空氣和維護檢修)連續不斷的隔離，才可能確保規定的潔凈度要求，采用局部潔凈室(區)將每臺生產工藝設備及相關的傳送裝置和加工區封閉，即“微環境”( Minienvironment)的方式是當前流行的進行嚴格控制污染的形式。目前微環境控制技術已被廣泛地應用于微電子工業、生物制品和藥品生產過程中，在近年來建設的許多超大規模生產用潔凈廠房中應用了微環境技術，一個芯片生產工藝前工序生產就要采用數百套微環境裝置。微環境系統的采用具有如下的優點：①使用、改造的靈活性，由于基本上按工序或生產設備配置微環境裝置，所以在芯片生產過程或根據生產工藝的發展需要可以方便地進行調整或增加產品品種、產量的技術改造;②*的污染控制，“產品”與操作人員、操作系統的連續隔離，能保證加工過程中“產品”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“產品”上規定的PWP值(每塊硅片一次通過生產設備時落在硅片上的微粒數);在維護、維修過程中，微環境內無污染;③改進了潔凈室人員的操作環境，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范;④微環境概念的設計提供了改進污染控制的基本方法，它跳出了以整個生產環境為控制對象的模式，著眼于直接控制產品表面的污染控制，有利于進行分子態化學污染物的控制;⑤有利于潔凈室節約能源和降低造價，表10-18[1J是10 .OOOrri2的硅片生產工廠隧道潔凈室與微環境潔凈室的對比。由于微環境系統的各項技術數據的*性，使潔凈室的建造費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據。
(2)采用自由冷卻系統制冷，節約電能消耗所謂自由冷卻系統是根據工程項目所在地的氣候特點，在冬季利用自然環境的“冷量”供冷，即對項目中的制冷系統在夏季運行冷水機組進行電制冷;過渡季節和冬季不運行冷水機組，利用制冷系統的冷卻塔進行制冷。由于潔凈室的冷負荷大，而且凈化空調系統需全年運行，所以采用自由冷卻系統具有實用意義。圖10-8為某潔凈廠房地處北方地區實際采用的自由冷卻系統制冷的流程圖。該工程的日平均溫度≤5℃的天數大于150天，適宜于采用自由冷卻系統制冷，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不運行冷水機組，當冷卻水溫度為8～13℃時，可直接用冷卻水作為冷媒供給用戶;當冷卻水溫度小于8℃時，利用板式換熱器進行水側自由冷卻制取冷凍水供空調系統使用。實際運行中，當冷卻水供水溫度為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系統的要求;使用時應根據冷凍機的供水溫度調節設置在板式換熱器冷卻水供水管道上的電動調節閥的開度，確保冷凍水的供水溫度滿足空調系統的要求。但在實際應用中不宜采用冷卻水直接供空調系統使用，為確保供水水質需增設過濾、除藻等裝置;為了利用8～13℃的冷卻水也可采用具有預冷功能的自由冷卻系統，可通過板式換熱器對制冷機的冷凍回水進行預冷，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運行的關鍵，因此必須設置可靠的溫度自控調節裝置、冷卻塔風機開停或變速驅動的控制裝置等。為確保自由冷卻系統的安全可靠運行，還應處理好冷卻塔和室外冷卻水管道的防凍措施，如冷卻塔集水盤內設置蒸汽盤管，以便一旦集水盤出現結冰時進行加熱融水等。自由冷卻系統相對較復雜，若受經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的制冷流程過濾器、設備、閥門等的功能、作用，以確保安全可靠運行，達到預期的節能效果。通常當采用自由冷卻時，因不需制冷機運行，一般同冷水機組制冷相比可節電50%以上，據估計上述項目以每年冬季運行120天計，一年可節約電費支出百萬元以上，經濟效益顯著。在我國的東北、華北和西北等地區冬季氣候寒冷，具有運行自由冷卻系統的條件，設計人員在進行制冷站設計時，根據當地的氣候條件和工廠潔凈廠房過濾季節冬季的使用情況，在進行實事求是的計算和技術經濟比較后，確定FFU是否采用自由冷卻系統，當決定采用自由冷卻系統時，宜采用全自動控制系統，以確保安全可靠運行。
(1)微環境技術的應用
許多高新產品生產工藝要求嚴格進行產品生產過程的污染控制，只有將“產品”與人的直接接觸和工藝生產環境(不適當的傳輸、環境空氣和維護檢修)連續不斷的隔離，才可能確保規定的潔凈度要求，采用局部潔凈室(區)將每臺生產工藝設備及相關的傳送裝置和加工區封閉，即“微環境”( Minienvironment)的方式是當前流行的進行嚴格控制污染的形式。目前微環境控制技術已被廣泛地應用于微電子工業、生物制品和藥品生產過程中，在近年來建設的許多超大規模生產用潔凈廠房中應用了微環境技術，一個芯片生產工藝前工序生產就要采用數百套微環境裝置。微環境系統的采用具有如下的優點：①使用、改造的靈活性，由于基本上按工序或生產設備配置微環境裝置，所以在芯片生產過程或根據生產工藝的發展需要可以方便地進行調整或增加產品品種、產量的技術改造;②*的污染控制，“產品”與操作人員、操作系統的連續隔離，能保證加工過程中“產品”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“產品”上規定的PWP值(每塊硅片一次通過生產設備時落在硅片上的微粒數);在維護、維修過程中，微環境內無污染;③改進了潔凈室人員的操作環境，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范;④微環境概念的設計提供了改進污染控制的基本方法，它跳出了以整個生產環境為控制對象的模式，著眼于直接控制產品表面的污染控制，有利于進行分子態化學污染物的控制;⑤有利于潔凈室節約能源和降低造價，表10-18[1J是10 .OOOrri2的硅片生產工廠隧道潔凈室與微環境潔凈室的對比。由于微環境系統的各項技術數據的*性，使潔凈室的建造費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據。
(2)采用自由冷卻系統制冷，節約電能消耗所謂自由冷卻系統是根據工程項目所在地的氣候特點，在冬季利用自然環境的“冷量”供冷，即對項目中的制冷系統在夏季運行冷水機組進行電制冷;過渡季節和冬季不運行冷水機組，利用制冷系統的冷卻塔進行制冷。由于潔凈室的冷負荷大，而且凈化空調系統需全年運行，所以采用自由冷卻系統具有實用意義。圖10-8為某潔凈廠房地處北方地區實際采用的自由冷卻系統制冷的流程圖。該工程的日平均溫度≤5℃的天數大于150天，適宜于采用自由冷卻系統制冷，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不運行冷水機組，當冷卻水溫度為8～13℃時，可直接用冷卻水作為冷媒供給用戶;當冷卻水溫度小于8℃時，利用板式換熱器進行水側自由冷卻制取冷凍水供空調系統使用。實際運行中，當冷卻水供水溫度為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系統的要求;使用時應根據冷凍機的供水溫度調節設置在板式換熱器冷卻水供水管道上的電動調節閥的開度，確保冷凍水的供水溫度滿足空調系統的要求。但在實際應用中不宜采用冷卻水直接供空調系統使用，為確保供水水質需增設過濾、除藻等裝置;為了利用8～13℃的冷卻水也可采用具有預冷功能的自由冷卻系統，可通過板式換熱器對制冷機的冷凍回水進行預冷，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運行的關鍵，因此必須設置可靠的溫度自控調節裝置、冷卻塔風機開停或變速驅動的控制裝置等。為確保自由冷卻系統的安全可靠運行，還應處理好冷卻塔和室外冷卻水管道的防凍措施，如冷卻塔集水盤內設置蒸汽盤管，以便一旦集水盤出現結冰時進行加熱融水等。自由冷卻系統相對較復雜，若受經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的制冷流程過濾器、設備、閥門等的功能、作用，以確保安全可靠運行，達到預期的節能效果。通常當采用自由冷卻時，因不需制冷機運行，一般同冷水機組制冷相比可節電50%以上，據估計上述項目以每年冬季運行120天計，一年可節約電費支出百萬元以上，經濟效益顯著。在我國的東北、華北和西北等地區冬季氣候寒冷，具有運行自由冷卻系統的條件，設計人員在進行制冷站設計時，根據當地的氣候條件和工廠潔凈廠房過濾季節冬季的使用情況，在進行實事求是的計算和技術經濟比較后，確定FFU是否采用自由冷卻系統，當決定采用自由冷卻系統時，宜采用全自動控制系統，以確保安全可靠運行。
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