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液晶显示屏洁净车间的节能减排改造
录入时间:2018/5/30 11:46:52

     液晶显示屏洁净车间的节能减排改造

 

 引言

   能源是人类生存和发展的基础,节能环保已成为了当今时代的发展趋势。我国是能源紧缺型的国家,节能环保的问题是中国现在以及未来经济持续发展的重中之重。只有坚持节约发展,清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要,在2013年,北京市发改委提出,北京市各重点控排企业排放实行总量限制,每年减少排放量2%,所以对于节能减排的任务非常艰巨。

 本工厂为TFT-LCDS.5代液晶显示屏洁净厂房,位于北京经济技术开发区,主要是26in-55in液晶显示屏的生产, 全厂建巩面积73万m2(工厂的具体布置见图1),全厂采暖热源原设计为余热回收热源和市政蒸汽。

 在工厂投建前,开发区管委会配套建设了路东区7号供热站,该供热站安装有3台35t/h的蒸汽锅炉,由北京博大开拓热力有限公司负责运营为工厂供应蒸汽。首次供热于2010年11月开始,因厂房正进行工艺设备搬入,洁净厂房内没有发热量,没有可回收热源,所以当时全厂的采暖热源为市政蒸汽,蒸汽峰值用量达80 t/h,确保了工厂工艺设备按时搬人与调试。2013年,伴随着工厂120K扩产完成后,生产线余热回收量增人,基本满足洁净厂房的供暖需求,2013年至2014年采暖季,蒸汽用最已降至5.5 t/h左右,但按供热台同要求,从安全供应蒸汽考虑,供应量最低为20 t/h,工厂消耗不完的蒸汽须在厂内进行排空,造成大量能源浪费和环境污染。自2011年起,受天然气涨价等因素,北京经济技术开发区的蒸汽价格持续上涨,表1为2011年~2014年蒸汽价格对比表。

 

    

   

为了积极响应政府倡导的节能减排、绿色环保理念,推动产业向节能环保转变,落实开发区按照减量化、再利用、资源化原则的循环化经济发展思路,实现可持续发展,经过近三年运行经验和数据分析,生产线回收的余热可完全满足我司厂区供暖需求,所以向开发区管委会提出停用市政蒸汽,同时在工厂内进行热源系统改造,作为热源的补充和应急备用。停用蒸汽后,预计可减少天然气消耗343万Nm3;(折合碳排放量减少7420t),减少氮氧化物排放量6.05t,预计公司每年可节省成本2500余万元。

1设计方案

1.1主要改造设计原则

优先回收利用生产线内的废热,包括空压废热和冷冻机冷凝废热,不足部分采用新增燃气热水锅炉补热,对于不同区域重新制定供暖方案,表2:

              

1.1.1热源系统现状(见图2)

  说明:

   1)冷机热回收使用量约占系统可回收量(不含自由冷却部分)的60%(约19000 kW),其他热量均通过冷却塔散发,损失较大。洁净车间www.iwuchen.com

   2)空压热回收可回收热量18000 kW(系统能力),目前没有回收使用,均通过冷却塔蒸发。

  3) 2012年-2014年3个采暖季运行,低温热水系统均未使用蒸汽补热,满足热水系统需求。

1.1.2热平衡分析(见表3)

1.1.3解决方案原理( 见图3 )

 

说明:1)增加燃气真空热水锅炉4台,单台2800 kW(4t/h),分期建设(2015年先上2台,待S2宿舍启用后,再上另外2台)供回水温度为80℃/60℃,通过补热板换为热水系统在减产、停产时补热用,同时在停产时为站房暖气提供热源。

    2)高温热水系统不做调整,在减产或极端天气时,再开启高温热水系统,由锅炉热水提供。

    3)将空压机热回收并入低温热水主系统,冬季优先利用空压机回收热源,不足部分由热回收冷水机组补充。

    4)纯水原水加热由空压热回收热源调整为由低温热水主系统供应。

1.2 改造内容(见表4)

                          

 

 1.3 改造新增主要设备清单(见表5)

     

1.4  改造的原理图(见图4-图6)

 

 

 

   

2 热源改造项目改造要点

2.1设备选型

   1)锅炉

   本次改造锅炉采用了力聚品牌真空燃气热水锅炉,锅炉额定制热量为2800 kW,要求带烟气热回收装置,总供热能力为3080 kW。为了满足北京地区的氮氧化物排放标准,要求采用低氮燃烧器,NOX<80 mg/Nm3

   本次锅炉招标由锅炉厂家提供配套烟囱及施工,锅炉烟囱预制双层保温不锈钢烟囱,烟囱使用寿命较长

  2)风机盘管选型。

  因8号综合楼的热源改为低温热水后,风机盘管需要重新选型并更换,所以风机盘管选型尤为重要,经过审核三家风机盘管的参数,并且按照36℃/26℃的水温进行选型,校核风机盘管的盘管排数和风量,最终选择合格的风机盘管。

2.2现场施工

   改造项目共计投资995万元,涉及土建、电力、消防、动力等7个专业改造,包括拆除大型蒸汽管道1500多m,安装管道1100m,安装锅炉及烟囱2套,安装空调设备209台,其中按期完成了锅炉、水泵、风机盘管、排风机的设备招标和

订货,设备均按期到货满足工程进度需求;同时完成了改造工程包的招标和燃气工程包的报装工作,确保工程提前完工并调试完成。

   2.2.1施工过程中严控材料和施工质量。确保工程无隐患,为后期运行打下坚实的基础;改造工程工期短,难度大,夏季机房内温度高达40℃,涉及大量拆除和大型管道设备的安装特种作业,特别是提前应对北京市“世青赛”和“阅兵”期间的影响,7月、8月加强安全管理投入,进行工程加班作业,带领项目组人员每天夜间加班至21:00,对每个施工点监督到位,确保了改造工程的进度未受此影响。同时,及时召开项目协调会议60余次,及时解决工程中存在的问题,确保工程按期完成。

   2.2.2因增加锅炉用的燃气管道需在现有燃气系统上开孔接驳(现有燃气为VOC废气处理设备使用,停气会导致停产),采用了不停气接线技术进行接驳改造,未影响生产;同时利用原燃气管道,减少燃气管道360m(直接减少费用50万元),减少施工工期2个月。

   2.2.3项目总投资1065万元,改造工程量大、机房设备正在运行,改造难度大、作业环境温度高,项目包括拆除1500 m蒸汽管道,安装热水管道llOO m,锅炉及配套热水系统2套,更换8号综合楼全部风机盘管等,通过强化现场管理、夜间赶工等措施,确保提前完成工厂供暖。

节能效果分析

项目改造完成后, 实现彻底停用市政蒸汽,每年减少费用2592万元,新增锅炉后,每年增加燃气费用216万元,合计每年减少2376万元,详见表6。

3 结论

3.1通过对全厂热源系统进行梳理,根据不同区域的供暖需求,重新制定供暖方案,实现彻底停用市政蒸汽,打破热力公司关于用量和价格的垄断,自建锅炉热水系统,可根据系统的需求自主开启和关闭,每年减少2592万元蒸汽费用。

3.2根据全厂区域供暖需求,采用热回收设备或循环经济,达到节能经济运行,例如:利用空压机房内设备发热,通过风机输送至纯水站房和柴发机房(共计14580 m2),部分原采用蒸汽供暖区域增加风机盘管或电热风幕采暖等。

3.3改造完成后,每年减少碳排放量8717t,每年减少氮氧化物排放量5.9t。

3.4系统运稳定性:停用蒸汽后,系统运行更加节能、优化,同时不存在高温蒸汽系统运行维护作业的风险,极大地提高了系统的稳定性和安全性。

3.5对电子工厂回收热源的利用有指导和推广意义,通过采用行业先进理念和先进的设备,有效充分回收电子工厂洁净室内工艺设备发热量进行回收利用,将废热变为工厂供暖的高品质热源,极大地减少了工厂运行费用和供暖能源消耗,具有广泛的社会推广意义。


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