晶體矽太陽能電池生產合肥無塵車間廠房設計施工方案

太陽能電池生產廠房建設和普通的電子類廠房建設既有相同點又因為工藝的不同有其獨特性，安徽空氣好淨化工程師為大家詳細解說：

一、太陽能電池廠房設計必須符合《矽太陽能工廠設計規範》。

1、廠房設計佈局及配套設施

晶體矽太陽能電池無塵廠房的生產工藝的工序多，裝置佔地面積大。所以尤其需要注意的是裝置佈局要緊湊合理。工藝佈置除滿足生產要求外，還應滿足生裝、維修的要求，且設定必要的運輸通道、安裝口、檢修口及淨化設施，做到佈置合理、緊湊、有利於生產操作，這樣工藝流程更加順暢，結構也更加緊湊廠房的面積，提高了建築的使用係數。可大大節省初期投資。此外，由於太陽能電池的收益情況，根據實際的需要，還要考慮預留出擴產和擴線所需要的空間

2、空調、電力和動力管道要接近負荷中心

由於太陽能電池生產廠房佔地面積大，就使得空調、電力和動力系統的佈置比較空難。通常如果我們把空調系統集中佈置於一個位置，會使得送風管道、動管路過長，這樣既浪費了初期投資成本，又加大了傳輸損失。故此，廠房的設計中要綜合比較，統籌兼顧。

3、有機廢氣、鹼性廢氣及有害氣體排風要佈置在廠房主要風向的下風側

在生產太陽能電池的過程中，產生大量的有毒、有害的氣體，故此應當考慮當地的季風風向及其他氣象條件，避免新風口和排風口距離過近，避免排風口位側。

4、爆炸性氣體或有害氣體的房間的設定

矽烷間、氨氣間、三氯氧磷間等可能突然放散大量爆炸性氣體或有害氣體的房間應設定事故通風系統。事故通風的換氣次數每小時不應小於12次。事故通風動、手動控制開關，手動開關應設定在室內外便於操作的地方。

5、換鞋間的氣流組織設計

目前很多電池廠房的換鞋室有大量的臭味，嚴重的話，臭味會漂進生產車間內部，很難去除。因些在設計時可考慮採用帶抽風系統的鞋櫃，使鞋櫃內保持負應考慮機械通風措施，並加大換氣次數。

6、配套用房的要齊備

廠房建設初期沒有設定緊鄰車間的辦公室和庫房，後期改造只能在車間臨時增加隔牆圍護，形成現場辦公室和庫房，浪費了寶貴的生產車間的空間。理想的域和生產區域分開，單獨設計綜合辦公樓。這樣就會使得廠區的功能得到強化。並且在以後廠房改造時，不會影響的辦公。有利於企業的長期發展。

7、人流、物流及裝置搬入口設定

晶體矽太陽電池廠房的生產車間為淨化車間，人流、物流宜分開設定，避免人流、物流線路的交叉干擾。潔淨室宜設計用於搬運裝置的可拆卸金屬壁板和預於搭設的臨時緩衝間，設定位置應保證潔淨室不受汙染和裝置運輸線路的方便。

8、生產廢水排水管溝的設定。

有潔淨要求的生產區域內管溝宜設計成暗溝，溝內宜做防腐處理。明溝易積塵，且易造成一般生產區域對潔淨生產區域的空氣汙染；另外明溝蓋板的設定易度，不利於室內運輸；考慮管道可能發生洩漏，地溝內宜做防腐處理。

二、空調系統及動力設計

1、空調系統及空氣處理方式

生產廠房的空調系統是產品質量的重要保障，也是廠房的耗能大項。合理的選擇空調處理方式既能滿足生產的實際需求，又能有效的節省能源，為企業創造的空氣處理方式一般視廠房的具體位置和總圖佈局情況而言，可以採取組合式空氣處理機組集中處理，也可以採用幹盤管進行分散處理。生產車間內，溫溼體舒適性即可，建議冬夏能有一定變化，這樣既可節能，又讓人能適應室內外溫度變化，不易感冒。

2、Cure Furnaces（燒結爐）的排風

Cure Furnaces（燒結爐）的工作溫度很高（400℃左右）由於對潔淨度要求較高，需要設計獨立的排風系統，而且其風管的材質支管（即和裝置相連線部sus304）外加保溫層、主管部分採用鍍鋅鋼板（這樣既可以滿足生產要求又可以節省投資）。熱風直排是最節省初期投資的方法，也最簡便易行。如果從備的散熱量較大，條件允許的情況下，建議採用熱回收機組，冬季用於預熱新風，可以節省執行費用；缺點是初期投資較高。

3、純水（PW）系統

太陽能電池的工藝流程中純水主要應用在幾組裝置中的cleaner環節。為避免管路中出現死水，從而影響的純水品質，設計中通常設計一定量的回水，保持樣和生產裝置相連線處，設定三通。實際在裝置試執行期間，經常出現“裝置進口水量和水壓下降過快的情況發生”這就造成裝置供水不足，不利於電池基此，在設計的時候建議適當增大和裝置接管的管徑（建議是裝置入口預留管徑的1。5倍），並在裝置入口的進回管段都加裝調節閥門。

三、晶體矽太陽能電池生產廠房的施工要點

1、太陽能電池生產廠房施工的空間管理

主廠房多為鋼結構，所以我們進行通風、管道、電氣、動力、裝置的吊架結構（也就是吊架如何在鋼構樑上生根）是第一個難題。考慮到廠房內是一個綜合眾多（製冷、供熱、純水、壓空、真空、空調、工藝冷卻水、氮氣、氧氣、消防、變配電、自控、通訊、淨化裝修等），各個專業不能各自為政，必須統一由總承包方（或建設方）技術總負責制訂綜合支架方案，合理佈置。此外，因管線眾多，層高不宜少於7米，以8－10米為宜。

2、生產廠房的頂板、壁板施工要點

2。1、彩鋼板吊頂孔洞的預留及加固

為了保證淨化車間的整體美觀，必須對金屬彩鋼吊頂板進行詳細的二次排版，風口、燈具、噴淋頭等二次排版順序是：風口排版、燈具排版、噴淋頭排版。量將所有的風口開孔位置都放到板內，避免將開孔位置放在頂板的長向或短向筋條上，所以排版時均需保證柱邊的風口距離柱邊的距離大於100mm。而金版時需結合強電及弱電的開關插座位置進行內部預埋線管；如果動力配電櫃集中放置，而又沒有隱藏到迴風夾道內，則需採用金屬壁板將其集中封閉起來柱固定敷設的，則在包柱的同時將消火栓箱也包裝隱蔽起來；這樣做的好處是即美觀又有利於潔淨度的保證。由於空調風口、電氣橋架、燈具，工藝管道等各種二次配管線均在頂板上現場開孔，如果不進行加固，導致開孔較多的一排頂板整體向下變形。甚至彩鋼分在彩鋼板生產的過程中預留洞口，並在孔口設定區域性加強筋，這樣可以大大增強彩鋼板強度，有效的避免彩鋼板吊頂在施工及使用中掉皮、脫落等現象發生

2。2、彩鋼板吊頂的龍骨水平度控制

由於太陽能電池生產車間的寬度和縱深都比較大，對吊頂的平整度就提出了更高的要求。而吊頂板龍骨的水平度直接決定了頂板的安裝效果。金屬頂板在安條吊筋都是垂直均勻受力，如吊筋遇風管等障礙物阻擋無法安裝的話，則需採用C型鋼做龍門架，在非受力邊兩塊頂板的板縫中間需加裝中字鋁插條以增加和平整度，頂板板縫大小需一致且保證在一條直線上，四塊頂板的交點必須平整，不允許出現高低差。

2。3、高效過濾器（或FFU）的安裝

頂板上高效過濾器（或FFU）及風口較多，在開孔安裝之前需要根據排版圖進行重新確認，高效過濾器及風口的安裝位置需注意避開下方的工藝裝置，以便次配管和高效過濾器濾芯的更換。頂接式高效過濾器箱體的高度為250mm，側接式高效過濾器箱體高度為450mm，蝶閥的高度為300mm，金屬壁板厚度保證一次配管，高效箱體風口的上方700mm內不宜有管線穿越，如實在無法避免，可採用側接式高效過濾器箱體，但也需保證高效過濾器箱體上方500m穿越。

四、施工的潔淨控制措施

1、潔淨施工管理制度

太陽能電池生產車間的潔淨度，也是制約產品質量的一個大問題，在廠房的施工建設中也要有足夠的重視，我院透過多年的設計和施工經驗，總結了一些措的人流通道和物流通道。所有的人流通道、和物流通道在入口處設安保人員進行值班，實行進出登記制度；物流通道藉助裝置搬入口，搭建臨時鋼平臺作為的轉運平臺。所有人流通道、和物流通道在入口處設定緩衝間；②潔淨室施工前首先採取措施對潔淨室進行封閉，減少灰塵進入；③潔淨室施工先進行地面免後續施工中地面產塵；④潔淨室內的所有打孔作業要灌注密封膠，再塞入膨脹螺栓，以免產塵。採用塑膠薄膜包裹潔淨室內施工的管線，減少後續清潔工淨室的管線採取適當的密封措施；⑤現場保護材料採用不產塵的潔淨材料。如高架地板應先滿鋪塑膠薄膜，再滿鋪地板革保護，牆板應採用PVC板保護；⑥儘可能在潔淨區外預製，減少電弧焊對潔淨室的汙染。

2、正壓送風措施

優先進行臨時新風管道的施工，儘早實現正壓送風，既便於儘早樹立潔淨意識，有利於保持潔淨室的清潔，又利於排出潔淨室內的水氣及其它有毒有害物質

五、動力設施和管道施工要點

1、工藝廢氣排放管道材質選擇

由於生產裝置的特殊性，需要用到酸性氣體、鹼性氣體及有機廢氣的排放。對配管材料材質的選擇：一般酸性、鹼性氣體用UPVC材質，特別值得注意的是如果尺寸較大，在太陽暴曬下用UPVC容易變形扭曲，建議採用玻璃鋼風管；但玻璃鋼的閥門損壞或老化後，難以更換，室外閥門採用UPVC材質會更好一最好全部用不鏽鋼，不然，時間稍長，管道材質顏色會特別灰暗，與明亮的車間格格不入，影響整體裝修效果。這一點在廠房二次配管中要特別注意。

2、動力氣體管道的安裝

以50MW的單晶矽生產線為例，壓縮空氣用量在400 NM3/H左右，如果空氣品質要求較高，如需要達到壓縮空氣質量等級的1級甚至更高要求，建議使用露點溫度要求苛刻，乾燥機建議使用組合式乾燥機。特別注意的是壓縮空氣系統的過濾器是最容易出問題的地方，有三方面的原因：一是過濾器本身的質效率差；二是安裝施工的時候，沒有把管道沖洗乾淨，碎渣堵塞過濾孔，油過濾器過濾不乾淨的話還會影響到產品的成品率，且汙染干燥機；三是過濾器和向的，進出氣口容易裝反。

3、加壓給水水泵和消防水泵的控制櫃處於地下室時應當適當提高基礎支架的高度。。

為節省地面以上的空間，通常情況下生產加壓給水水泵和消防水泵的控制櫃，都佈置在水泵附近，以便於就近控制。但是要充分考慮當地的氣候條件，比如雨，空氣溼度較大。佈置於地下室的電氣元件極易受潮，造成短路，從而影響到裝置的正常使用，甚至會發生事故。故此，建議在地下室設計夾層，水泵放氣動力櫃和控制櫃放置在上層。這樣既便於執行管理，又有效的避免了電氣元件受潮。如果空間有限，不能避免放置在下層，那麼在安裝時候，一定要注意元件的支架加高處理。如果區域性溼度仍然過大，可以考慮設計增加通風換氣扇，換氣次數可以適當考慮大一點（換氣次數5－15 n/h為宜）。

4、多臺冷卻塔並聯時，注意安裝的溢流管及平衡管安裝高度。

多臺冷卻塔並聯安裝時，由於基礎高度或冷卻塔型號不一等原因，造成溢流管及平衡管介面的安裝高度不一。如此產生的後果是很嚴重的，在除錯執行的過面的高度有落差，致使部分冷卻塔缺水而部分冷卻塔卻大量水外流，造成系統缺水。所以在安裝前，要對裝置的引數做詳細的瞭解，適當的調整安裝高度執行機電專業與土建專業施工配合要點——機電專業裝置訂貨要與土建基礎施工的配合：機電的裝置安裝需要土建專業的緊密配合，例如，一般設計圖的裝置基礎，是根據某一特定產品樣本，做的參考圖。在機電裝置確定品牌和廠家後，要對照數，對裝置基礎圖進行修正，以免發生裝置基礎過大或過小的情況發生；室外風口及裝置安裝：建築外立面的所有風口及百葉的安裝形式、顏色、高度等必須進行整合，統一規劃，以保持建築的整體外觀協調一致。室外裝置的安裝需安全和美觀，必須措施，由於室外裝置容易積灰影響美觀，所以有條件的話，宜在裝置的附近做一路自來水系統進行裝置的外表面清洗。

六、機電安裝除錯階段要點

1、管道嚴密性試驗及吹掃

施工完成後的除錯過程中，特別要注意的是水，氣通入裝置之前必需做好管道強度嚴密性試驗，確保無滲漏外洩尤其是一些易燃、易爆等危險氣體；特別注吹掃或除錯的工程中要注意安全，因為吊頂內空氣不流通，當氮氣洩露時可能造成區域性含氧量過低，使得除錯人員窒息而出現意外傷亡。

2、管道保溫

風管和水管如果保溫措施不好，容易產生結露，產生的水滴滴落到工藝裝置或者配電裝置後會產生嚴重後果，所以在進行保溫時，需先將風管或管道表面的塗膠，膠水塗抹要均勻適量，防止保溫板材脫膠，保溫板材放樣下料要準確，保溫板材之間的拼縫處需密閉死。水管在進行保溫時，保溫板材的施工要求與採用保溫管材進行保溫時，保溫管材與管道的型號規格必須匹配，防止中間有空隙，造成冷凝水的產生。

3、自控系統的安裝和除錯

自控原件的安裝位置直接影響廠房的執行和設計意圖的實現。現在工程設計和施工中比較普遍的現象是暖通專業提出自控要求，由電氣專業設計自控施工圖自控設計和施工人員對暖通專業的原理掌握的不夠深入，不能夠很好的理解暖通專業的控制意圖，造成自控原件的安裝似是而非，大大影響了空調系統的運比如，房間溫、溼度探頭的安裝位置，有的安裝在吊頂、有的安裝在牆壁、有的安裝在門口、有的安裝在裝置區、有的安裝在迴風口處等等。實際上要真確頭就必須理解檢測資料在空調系統中的用途：如果房間的控溫是為了生產工藝要求，就必須安裝在該裝置附近；如果是為滿足操作人員的舒適性要求就必須面高度；如果是為了控制房間的整體狀態，就必須安裝在緊靠該房間的迴風主幹管處等等。這些細節必須要清楚明白，因為他直接影響廠房動力設施的執行著產品的質量。

七、工藝裝置二次配管施工要點

1、二次配管之基本原則

工藝裝置二次配管必須以滿足工藝裝置的生產為前提，在此基礎之上力求實用、簡介、美觀。在進行二次配管之前必須先要將相關的工藝裝置的動力引數重進行材料的採購和預製。二次配的末端均需要增加一隻閥門進行調節，在二次配管安裝完畢後工藝裝置除錯之前，需要進行二次吹掃，務必保證清洗、吹掃底，否則，製成裝置一旦被汙染，再次清洗不但代價昂貴，甚至會造成重大損失。

2、二次配管之擴散爐

擴散爐的排風分為熱排風和酸排風兩個系統，酸排風溫度高、腐蝕性強，所以二次配管採用內襯特氟龍的不鏽鋼風管，且二次配管吊頂上方的長度要足夠長酸鹼排風的UPVC主支管。有的進口擴散爐對酸排風有嚴格的真空度要求，所以需要在此二次配管上再單獨加一臺管道穩壓風機。

3、二次配管之真空泵排風

等離子刻蝕機的排風中含有臭氧成分，臭氧具有強氧化性，故等離子刻蝕機的臭氧排風管不宜採用鍍鋅或不鏽鋼材質的風管，而宜採用UPVC風管，等離子如採用油泵，則油泵的排風為有機排風，在做二次配管時需增加一個緩衝集油箱，如採用幹泵，則幹泵的排風為一般熱排風。在對PECVD的真空泵進行二次配管的時候，需要考慮真空泵在執行過程中的震動對二次配管道的影響，所以真空泵的排氣口需要增加一隻金屬軟接，還需修更換，所以在真空泵排氣口的上部二次配管上合適的位置做一對法蘭連線。此外，真空泵的噪聲非常高，對車間生產工人的健康有害，故此，建議為真空泵建隔聲泵房，將真空泵放置其中，能大大降低車間噪聲，提高車間的作業環

4、二次配管之有機排風

絲網印刷機及燒結爐的有機排風溫度高，有機物質多，絲網印刷機三道印刷段的排風可接入有機排風也可接入熱排風，因為此處的有機物揮發甚微，第一道二道烘乾段的有機物揮發量很大，在做二次配管時需在裝置的出風口處安裝一套易拆洗的集油裝置。此集油裝置可以是成套的旋風集油器也可以是h彎。為中的有機物質遇冷凝結在管道內壁並滴落下來，有機排風的二次配管道宜進行保溫並加保護層。酸排風二次配管、有機排風二次配管在與一次風管對接時必式，嚴禁採用底接。

八、施工管理及執行維護

1、工程總承包管理

考慮到廠房內是一個綜合性的施工，專業眾多（製冷、供熱、純水、壓空、真空、空調、工藝冷卻水、氮氣、氧氣、消防、變配電、自控、通訊、淨化裝修不能各自為政，必須統一協調，建議採用EPC總承包方式進行施工。因為太陽能專案的施工工期都比較短，且工藝複雜，靠建設單位的單方面管理，費時費建築或機電安裝經驗的欠缺導致施工專業安排順序衝突或交叉，導致工程返工和工期拖延的現象時有發生。而總承包為專業公司，熟悉工藝流程和施工流程工程建設經驗，故此推薦採用EPC總承包方式進行施工。太陽能電池車間在施工過程中及施工完畢後務必做好成品保護，防止壁板劃傷、擦傷，如已形成傷害，需要對劃傷、擦傷部位進行修理，修理的噴漆品質、一致，避免產生色差。物流通道兩邊的金屬壁板在1。2m以下的位置需做保護處理，防止物流過程中劃傷金屬壁板。

2、建設單位的指令統一

晶矽太陽能電池廠房建設工藝性強、專業繁瑣，使用的裝置多為進口裝置，施工單位可能對裝置的引數和效能瞭解不是特別深刻，這就有賴於和建設單位工溝通。所以建設單位的指令對工程的施工影響很大，要特別慎重。

3、動力維護人員全程參與廠房建設

建設單位動力維護人員，應當全程參與廠房機電安裝。因為廠房動力系統是非常複雜的。在工程建設中，維護人員參與進來，能夠增強其對整個系統的直觀解，這樣才能更好的服務於生產。工廠建成以後，最重要的就是執行維護。太陽能電池廠房動力保障是一個複雜的系統，各專業都需要數名理論功底紮實，動手能力強、富有高度責任感的工經常對各動力系統進行巡察，及時分析和解決出現的問題，甚至適時提出改造方案；否則不能及時發現隱患，很可能等問題出現時導致停產，給生產企業造失。

隨著太陽能產業化程序和技術開發的深化，科學家正在開發光電轉換率更高、成本更低的太陽能電池，可以預見太陽能電池很有可能成為替代煤和石油的重人們的生產、生活中佔有越來越重要的位置。同時，隨著太陽能電池的生產工藝的不斷創新與進步，生產無塵廠房設計與施工建設也需要總結經驗和提升施服務於生產，服務於工藝要求，要跟隨生產工藝的調整而相應的調整。要特別指出是，在廠房的設計與施工中要運用技術措施實現節能減排，建設更綠色的。