解析洁净厂房节能减排设计措施

发布者:中建南方时间:2017-02-27

解析洁净厂房节能减排设计措施

洁净厂房是通过多专业系统方面的高度集成,达到对整个空间环境的洁净度、温湿度、噪声、照度、静电等的控制,以满足现代生产、实验及研究所需的环境要求。

一、洁净室能耗源头分析

洁净室在现在的科技发展中虽然必不可少,但是在保持洁净室环境的控制过程中所消耗的能源也是巨大的,如在电子工业中,一般洁净空间每天需要24小时都正常运行,而为保证生产空间的洁净度,空气净化系统的换气次数最少也要15次,最多达到几百次,洁净室的能源消耗主要用于生产设备用电和用热,净化空调系统的耗电、耗热和冷负荷,冷冻机组的好点,排气装置的耗电和耗热,超纯水和气体的制取和输送一级照明及消防的用电等。

洁净厂房节能措施

有资料显示,一般万级洁净厂房,整个洁净室厂务设备的用电量占整个的60%左右,而在常务设备中的用电量中以冷水机组占64%为最大,其次是新风机组MAU能耗其次,而在冷水机组的供冷量中又是主要供给MAU使用;美国大部分使用洁净室的厂房中,其洁净室系统的能耗占整个厂房能耗的50%以上,在各种空调系统中,洁净室系统的空调能耗是普通建筑空调能耗的几倍到几十倍。由此可见洁净室系统的能耗还是非常大,在现在世界能源紧张和竞争激烈的时代中,如何能有效使用能源,节约能源,对社会的可持续性发展和对企业降低成本,提高竞争力都有着重要的意义。

二、洁净室的节能设计

中建南方根据多年的洁净室行业经验,结合实际经验,对洁净室的节能简单分析如下:合理的进行洁净室的规划,应该是以满足需求,好用够用为好,切勿对洁净室空间求高求大,那样将在运行中造成过大量的能量浪费。在设计规划洁净室时可以按以下原则进行考虑:(1),能满足工艺所需求的环境需求;(2),洁净系统运行的安全性和可靠行;(3),提高洁净室系统的成本效率,尽力保证运行成本的降低。

在满足以上原则下,我们要考虑后期长期运行所到来的高成本,如何提高能源使用的效率,节约使用能源,对企业来说也是直接影响到企业的运行成本,以末端高调过滤器的截面风速0.3-0.5m/s来计算,一个平方面积换气量就在1080-1800m³/h,在工业中像上千至上万平方米 面积的洁净车间很多。若以一年要每天24小时运行的话,维持洁净室运行的费用还是相当高的,为提高洁净室后期运行中提高能源成本效率。在洁净室设计中,进行洁净方面的考虑。

1、以满足工艺生产需求的前提下,合理降低洁净室的空间或面积至最小最合适,提高洁净室使用效率,例如ISO6级至9级要求的正压乱流式洁净室,其送风量与洁净室的等级需求的换气次数,以及空间大小都成正比关系,ISO0-5级的正压单向流洁净室,其送风量与截面风速,及送风的截面面积也都成正比,设计师对于洁净室的送风量的计算常以参考经验公式之类,而此类经验公式一般都相对保守,选取的参数都比较大,有资料显示,对于乱流式洁净室,若减少洁净体积30%,可节能25%。可见,对于洁净室的合理布局规划,会带来明显的节能效果。

2、在能满足工业生产设备的运作及人员操作活动所产生的散热负荷的前提下,降低截面风速至最低,对于常年实时运行的洁净室,以3000平方米的洁净室,满布率为60%,风速每降低0.1m/s,其带来的效果是没小时减少6480m³风量。同时显著减少了处理空气的制冷量。

3、对于洁净面积需求较大的车间,可考虑分区域,新风分散处理这样就以便于各区域若有停产维护等时,方便减少机组运行,既能节约能源且不影响其他区域的正常运行。

4、对生产工业设备的热负荷等做细致的调研,计算核实以确定合适的较小的空调制冷设备,勿为图省事只是简单的取大系数。造成后期运行的浪费。

5、对于工艺上的排风热量大,可以经行节能的寂静效益分析,以考虑是否可采用热回收方式。

6、对有不同洁净级别要求的工序流程,可对高洁净要求的工序进行微环境,洁净棚,洁净工作台等方式做局部高洁净环境要求的控制,减小高能耗的高洁净度的面积与空间。

7、对空调系统风机采用变频控制方式运行,因流量Q与点击转速V的一次方成正比,风压H与点击转速V的二次方成正比,电机轴功率P与电机转速V的三次方成正比。

当需要小风量时,用变频控制装置降低风机转速,其电动机的输入功率也相应的减少,如风量减少到80%,点击转速(V)也下降到80%,其轴公立(P)则下降到额定功率的51%;若风量下降到60%,轴功率将下降到额定功率的22%,其节能潜力非常大。

三、制冷设备方面

洁净室的能源消耗只要在制冷负荷和风机运行负荷中,从中建南方洁净室负荷指标可见,制冷和通风设备基本占了生产能耗的50%附近洁净洁净室的需求,选择合适的制冷设备,可通过电能,天然气,废热吸收,蒸汽,地热等多种能源方式对洁净室进行全部或部分的供应冷热水,通过地域资源,综合规划,以求最佳搭配的制冷组合方式,在选择制冷机组时,尽量结合实际需求,在相同工况下,选择性能系数(COP值)更高的机组。

四、分布式燃气冷热电三联供系统

分布式燃气冷热电三联供系统主要由燃机设备和余热利用设备构成,其中燃机设备是系统的核心,包括燃气轮机,内燃机等,余热利用设备包括余热锅炉,吸收式制冷机,换热装置,电制冷机,燃气锅炉等,其工作原理是燃机通过燃烧天然气发电后,产生的高温烟气送入余热利用设备,冬季可用于取暖,夏季可用于供冷,还可生产生活热水,驱动热量不足部分可由补燃的燃气进行供应。

当洁净室的厂区对电能,冷水热水的需求都较大时,所在的城市周边附近天然气资源较充足时,综合考虑天然气价格与洁净项目政策,可以在经济性核算后,使用冷热电三联供系统,同事若还可结合采用冰蓄冷装置,蓄热装置,热泵等设备配置,对能源系统做多种方式搭配考虑,以提高整个系统的节能效果。

五、结束语

如何采用合理的措施加强洁净室节能效果,是每个工业企业共同关注的问题,也是工程设计师们重点关注的对象,洁净室作为满足工业生产要求的环境空间,在为工业发展做出突出贡献的同时,也带来了大量的能源消耗问题,给企业的运营成本造成经济压力,为了解决这以问题。企业纷纷采取措施,通过对洁净室的合理规划达到洁净效果,从根本上解决成本增加,促进企业发展。

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