行業(yè)案例

青海黃河上游水電維修項(xiàng)目[2022-05-26 ]

國家電投黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司是國家電力投資集團(tuán)公司控股的大型綜合性能源企業(yè)，新能源分公司是黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司響應(yīng)國家的號召而成立的，是“以水電為核心，水、火、新能源發(fā)電并舉，產(chǎn)業(yè)一體化協(xié)同發(fā)展”總體戰(zhàn)略目標(biāo)下的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司多晶硅項(xiàng)目的生產(chǎn)、經(jīng)營、銷售及技術(shù)研發(fā)管理。

還原爐作為多晶硅生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一，是整個(gè)多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的“心臟”部件，是影響實(shí)際產(chǎn)量最核心的工藝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出來的多晶硅質(zhì)量的優(yōu)劣完全取決于它。當(dāng)然它也是最主要的能耗工藝環(huán)節(jié)，還原爐電耗約占多晶硅生產(chǎn)綜合電耗的60-70%，約占綜合生產(chǎn)成本的25-35%。由于多晶硅生產(chǎn)廠家過多，市場飽合度過高，整個(gè)多晶硅領(lǐng)域包括太陽能發(fā)電行業(yè)都進(jìn)入了“寒冬”。如何渡過這一漫長的“寒冬”，是每個(gè)多晶硅生產(chǎn)廠家必須要正視的問題。國外的實(shí)際證明，通過定期對還原爐內(nèi)壁做拋光處理，一方面可以適時(shí)修復(fù)內(nèi)壁表面的缺陷；另一方面通過提高表面粗糙度及光亮度，可以大大節(jié)約能效；再有通過電化學(xué)拋光處理，還能提高還原爐內(nèi)壁表面的潔凈度，從而提高電子級多晶硅的品質(zhì)。

青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司新能源分公司委托我公司對該公司一期還原爐體進(jìn)行整體修復(fù)作業(yè)。我公司相關(guān)技術(shù)人員對于該項(xiàng)目非常重視，多次派人到現(xiàn)場進(jìn)行考察和溝通，了解客戶的實(shí)際需求，現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境，為后期作業(yè)盡可能的完善工作細(xì)節(jié)。還原爐經(jīng)過多年使用，內(nèi)壁表面損壞嚴(yán)重，“倒棒”砸出來了很多大大小小的坑點(diǎn)，且表面氧化皮十分厚密。

另外，將表面這層黑色氧化皮粗拋光后，我們還發(fā)現(xiàn)，內(nèi)壁表面有很多細(xì)小的針眼和針孔，這也是長期生產(chǎn)對不銹鋼表面高溫腐蝕造成的。

還原爐拋光修復(fù)過程

拋光共用分兩種方式進(jìn)行，一種是機(jī)械拋光（第一步），另外一種電解拋光（第二步）。

機(jī)械拋光部分：

首先是對內(nèi)壁進(jìn)行機(jī)械拋光，先粗拋，去除表面氧化皮及雜質(zhì)，(見圖2)；然后對其進(jìn)行補(bǔ)焊處理，再將一些嚴(yán)重的凹坑補(bǔ)焊好，(見圖3)，再磨平焊縫，(見圖4)；接著由粗到細(xì)進(jìn)行精拋，直到表面平均粗糙度達(dá)到0.1μm以下，為后續(xù)的電解拋光做好準(zhǔn)備。

電解拋光部分：

對于還原爐的現(xiàn)場電解拋光作業(yè)，我們采取了滾動(dòng)電解拋光的方式，這樣可以節(jié)約電解拋光液的使用。

另外，由于正在使用的還原爐鐘罩外部有保溫層，如果直接將鐘罩放到滾輪架上滾動(dòng)，則保溫層全部壓壞；如果拆掉保溫層，電解拋光完成后，再將保溫層重新包裹，則會(huì)增加費(fèi)用。

鑒于此，我公司特別設(shè)計(jì)了針對此鐘罩的滾輪架和拋光工裝，在不需要拆裝保溫外層的情況下，實(shí)現(xiàn)其360的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)。僅在拆裝保溫層這項(xiàng)預(yù)算中，費(fèi)用就節(jié)省十萬元以上，(見圖5)。

使用效果：

1、拋光完成后，采用粗糙度儀對還原爐鐘罩內(nèi)壁進(jìn)行粗糙度檢測，Ra均小于0.1um；

2、反應(yīng)爐運(yùn)行周期縮短；

通過對拋光后鐘罩使用情況進(jìn)行單臺(tái)爐的跟蹤，還原爐運(yùn)行周期第一爐較明顯，與拋光前時(shí)間比較，平均可縮短周期300分鐘左右，個(gè)別還原爐可縮短500分鐘，以后的運(yùn)行周期時(shí)間有所增加，綜合分析，拋光后比拋光前縮短反應(yīng)爐運(yùn)行周期在150-200分鐘之間。

3、平均沉積率提高

拋光前，硅的沉積率為9.896Kg/h，拋光后上升至10.725Kg/h，沉積率上升7.7%，效果較明顯；

4、TCS單耗下降

拋光前TCS平均單耗47.08Kg/Kg.si，拋光后平均單耗44.01Kg/Kg.si，平均節(jié)約6.5%，效果較明顯；

5、電耗下降

拋光前電能平均單耗104.015Kwh/Kg.si，拋光后降至94.106Kwh/Kg.si，平均節(jié)電9.5%，效果較明顯。

從以上各方面看，該次的拋光作業(yè)有如下好處：

1、還原爐鐘罩內(nèi)壁良好的鏡面效果，能大大提高熱輻射反射效率，起到減少能耗，縮短運(yùn)行時(shí)間，降低生產(chǎn)成本的作用；

2、定期對內(nèi)壁進(jìn)行拋光，減少內(nèi)壁長期運(yùn)行而生產(chǎn)的一些雜質(zhì)，對于多晶硅的生產(chǎn)質(zhì)量也非常有利；

3、定期對鐘罩內(nèi)壁的修復(fù)，會(huì)及時(shí)處理和發(fā)現(xiàn)一些隱藏的問題，減少可能出現(xiàn)的事故；

4、該項(xiàng)目的實(shí)施，得到了客戶的一致好評，為該領(lǐng)域的節(jié)能降耗工作，做出來了些探索工作。

青海黃河上游水電維修項(xiàng)目