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1、工藝冷卻水系統施工技術 侯 初 目目 錄錄1、工藝冷卻水系統簡介2、工藝冷卻水系統的安裝技術3、工藝冷卻水系統的調試技術 1.工藝冷卻水系統簡介 1.1 冷卻水 冷卻水只是指將溫度高的水降低溫度后在進行重復利用的水。所有的液體和固體中，水的比熱容最大，是優良的熱交換介質，其次水的化學穩定性好，不易分解，水的熱容量大，在常溫范圍內不會產生明顯的膨脹或壓縮，水的沸點較高，在通常使用條件下，在換熱器中布置汽化，水的來源較廣泛，流動性好，易于輸送和分配，水的處理運行費用低。1.2 工藝冷卻水 在半導體廠房中主要用于生產工藝設備的冷卻,或稱制程冷卻水、工藝設備冷卻水、簡寫：PCW。2.工藝冷卻水系統的安
2、裝技術 2.1 系統概況 工藝冷卻水系統主要由三個環路組成：1)一次側環路:高溫水箱中的水由循環水泵提壓，經熱交換器冷卻后進入低溫水箱;2)二次側環路:低溫水箱中的水經循環水泵提壓，過濾，由輸水管線送到工藝設備進行熱交換，交換后的高溫水沿回水管線流回高溫水箱；3)另一環路:為冷媒側冷凍水供回水環路，經冷機制備的冷凍水經輸水管路至交換器冷量交換后回到冷機側；4)有的工藝水冷卻水系統未設低溫水箱,經熱交換器交換后的低溫水直接送入工藝設備;典型工藝冷卻水系統圖 2.2 冷卻水水質 工藝設備內的冷卻管道有很多為管徑很細的毛細管道,為避免毛細管道的結垢,對工藝冷卻水的水質也提出了相應的要求；1）冷卻水溫
3、度：20；（冷媒系統：1318冷凍水系統）2）酸堿度(PH)：6.58.0;3）最大粒徑顆粒：0.03mm2;4）硬度:100ppm;5）電阻率:1Kcm;6）總溶解固體(濁度)：100ppm;2.3 系統的主要構件工藝冷卻水系統中一般包括水箱，水泵，過濾器，板式換熱器，用水點，電氣控制，溫度傳感器，壓力傳感器、RO補水裝置，泄壓閥，調壓閥、閥門、止回閥及管道等；1）水泵：水泵須滿足使用流量和揚程的要求，且體積小、重量輕、造價低，有良好的特性和較高的效率；良好的抗汽蝕性能，既能保證水泵運行平穩、壽命長，又能降低運行費用，工程投資少；水泵的本體采用不銹鋼材質，可以很好避免對水質可能造成的污染，但
4、是造價稍高；2）過濾器 水過濾器或過濾裝置的選擇，除要考慮后續管路可能對水質的影響，還要兼顧考慮不同工藝設備水質要求的差異，因此，一般選擇為兩級過濾器；前端過濾器一般選用5um，99%過濾要求的不銹鋼過濾器；末端過濾器選擇根據末端工藝設備的水質要求確定；3）熱交換器熱交換器按其形式可分管殼式，板式，板翅式，熱管式等，相比較而言，板式熱交換器具有占地面積小，傳熱面積大的優點；考慮到半導體廠房空間面積造價特點，優選占地面積小的設備，工程造價相對會較低；選型要滿足設計流量下的熱交換量，并且在最大流量及壓力時不能產生變形或振動，并符合一側無壓力時仍可承受最大操作壓力；4）RO補水裝置補水裝置一般由補水
5、管路，水箱液位計、電動閥組及其旁通管路組成，水箱水位過低時，液位計發出補水信號，電動閥開啟，RO水進入水箱，水位達到預定位置時，液位計發出信號，電動閥關閉，補水結束；補水裝置 2.4 自控系統 PCW在半導體廠是個非常重要的系統，它出現故障會影響FAB內的大部分的機臺設備，系統自動化程度高，對控制要求較高，主要包括對供水水溫、供水壓力、水質以及水泵的控制。1）供水水溫的控制 根據工藝設備對供水溫度的需求，系統對供水溫度要求控制在20，供水溫度通過安裝在輸水管道上溫度傳感器采集，傳輸到PLC運算控制模塊，控制冷凍水側電動閥開啟度調節冷凍水側流量，從而控制板換冷量交換，使冷卻水達到20的設計目標要
6、求；2）供水電導率的控制 控制供水電導率其實是間接反映對供水水質的控制，系統高溫水箱補水采用RO水及超純水，電阻率高于1.0KCM。當安裝在高溫水箱中的電導率測試儀檢測到電導率不滿足設定要求時，系統會將此信號傳到PLC控制模塊，PLC經運算控制超純水補水管路上電動閥開啟度確定補水量。另外為防止水箱中水與大氣直接接觸，影響水的電導率，采用氮封保護水質。3）供水壓力控制 系統二次泵采用變頻調速控制，即通過系統供水壓力來調節變頻器頻率，進而調節供水壓力；同時壓力傳感器控制水泵出口端回水電動閥的啟閉，當壓力大于設定值(如0.5MPa)時，電動閥打開，以防止系統壓力過高，對后續管路尤其是工藝設備產生影響
7、。4）變頻泵的控制 最基本的是供水設備、泵還有后備設備的工作持續性，也就是不間斷運作；a.高可靠性的供電電源，一般用UPS供電；b.備用泵，當運行泵故障或供水壓力小時自動啟動備用泵；c.全部水泵使用變頻恒壓供水；d.對備用泵的啟動通過供水壓力來控制，當供水壓力低于一定值時啟動備用泵。當運行泵出現故障停止時，備用泵工頻啟動。2.5 管網的布置 一般采用采用同程式布置；1）同程式布置每一環路管路的長度大致相等，各機組(工藝設備？)的水阻力大致相等，因此各機組的流量大致等于設計流量，系統水力平衡性較好水；2)水泵安裝位置選擇簡易，可以安裝在系統任何位置，通常情況下，考慮維護檢修方便，水泵及系統相關設
8、備均會設置在單獨的設備機械室；2.6 管道的材質 系統管道材質要求相對較高，同系統對水質要求相關；采用不銹鋼材質的管道，可避免管道對水質產生的影響，又能滿足系統長期運行的需要；碳鋼鋼管，長時間運行，管道很容易銹蝕，造成水質污染；2.7 壓力試驗及吹掃 安裝后管道空氣壓試驗，試驗壓力為1.25MPa，試壓后進行空氣嚴密性試驗，最后進行空氣吹掃；3 工藝冷卻水系統的調試技術 工藝冷卻水是個非常重要的系統，主要應用于各種工藝設備的冷卻，出現故障會影響大部分的機臺設備設備的運轉，由于工藝設備對于工藝冷卻水的各項參數要求較高，因此，系統的調試尤為關鍵；1）水泵的調試；2）關鍵閥部件的調試（泄壓閥、背壓閥
9、、補水裝置、溫控電動閥、自動排水閥等）；3）自動控制系統的調試，自動控制系統的調試尤為重要，是滿足系統各參數控制的重要一環，水溫、壓力、水質等各參數的控制，系統正常運行的關鍵因素；工藝冷卻水系統安裝技術，可參見作業指導書部分，如下：作業指導書-純水設備安裝編號：CTGD-SOP-P-36 作業指導書-流量計安裝編號：CTGD-SOP-P-55 電動兩通閥安裝作業指導書編號：CTGD-SOP-P-54 作業指導書-波紋管補償器編號：CTGD-SOP-P-41 作業指導書-純水系統調試編號：CTGD-SOP-P-82 作業指導書-氣動兩通閥安裝編號：CTGD-SOP-P-58 作業指導書-溫度計安裝編號：CTGD-SOP-P-55 作業指導書-UPVC管安裝編號：CTGD-SOP-P-11 工藝冷卻水系統安裝技術，可參見作業指導書部分，如下：壓力表安裝編號：CTGD-SOP-P-44 普通不銹鋼管道焊接編號：CTGD-SOP-P-02 板式換熱器安裝編號：CTGD-SOP-P-25 袋式過濾器安裝編號：CTGD-SOP-P-29 定壓補水裝置安裝編號：CTGD-SOP-P-26 PCW系統調試編號：CTGD-SOP-P-74 UPVC管安裝編號：CTGD-SOP-P-11
給排水20-01-工藝冷卻水系統施工技術課件
