微电子行业工艺冷却水的热能回收

微电子行业工艺冷却水的热能回收摘要:对某微电子厂房的工艺冷却水、纯水的工艺现状和运行数据进行分析,提出在冬季用工艺冷却水回水余热预热纯水原水,这样即节约了冬季用于预热纯水原水的蒸汽,又减少工艺冷却水系统的冷冻水用量,取得一举两得的节能效益。关键词:工艺冷却水纯水原水冷冻水蒸汽板式换热器1 某微电子厂工艺冷却水站的现状（1)某微电子厂工艺冷却水站用软化水作为补水,冷冻水作为冷源,经过热交换后加压送至工艺设备,温度要求是 20℃±2℃。(2)某微电子厂工艺冷却水使用量统计如下:某微电子厂工艺冷却水站:流量:570m3/h,送水温度:19℃,回水温度:22℃,热量 171 万 kcal。2 某微电子厂纯水站的现状(1)某微电子厂纯水站纯水原水设计量约为 120m3/h。(2)出于节能目的,冬季纯水系统前处理部分的原水通过蒸汽加热至20℃。3 数据分析及总体设想由以上数据可见,某微电子厂纯水站前处理预热在 1 月份时所需热量最多,(168 万 kcal/h),同期工艺冷却水量为 570m3/h,送回水温差 3℃,产生热能为 171 万 kcal/h,在天气最冷时也能满足纯水站前处理预热所需的热量。所以拟采纳工艺冷却水余热加热纯水原水。4 方案流程设计计算4.1 流程设想在某微电子厂纯水站内自来水总管上引新管道,通过新增加的板换和冷却水站冷却水回水经过热交换后,再送至纯水站作为前处理纯水原水,冷却水回水经过板换后依旧回到冷却水箱。4.2 工艺流程图4.3 热交换器选型冬季某微电子厂工艺冷却水出水温度设定为 19℃,回水温度为 22℃。充分利用冷却水热量 171 万 kcal/h,纯水原水量 120m3/h,温度从 6℃上升至 20℃(理想)。热侧 t1’=22℃,t1”=19℃；冷侧:t2’=6℃,t2”＝20℃(理想)则:ΔTmax=(19－6)℃＝13℃,ΔTmin=(22－20)℃＝2℃ΔTm=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin)=5.9℃换热面积 F=Q/(k×ΔTm)＝171×10000(kcaL/h)/(2000(kcaL/m2·℃)×5.9℃)＝144.92m2最终换热面积 F=144.92×1.2≈174m25 经济性分析5.1 投资费用管道阀门费用:6 万元;电动阀费用(包括电线):7 万;板式换热器(一台):5 万元;施工费等:5 万元;合计:23 万元。5.2 节约费用现将每月节约费用及总费用列表如下:从表 1 可以看出一年节约费用约为 145.81 万元,当年就可收回投资。6 结论及存在的问题将冷却水回水经过板换后温度控制在≥18℃的同时,将自来水经过板换后的温度控制在 20℃,自动控制会无法实现。现在自来水侧根据工艺冷却水出水温度加装调节阀,确保冷却水温度控制在≥18℃,根据室外气温的变化,送至纯水站前处理的原水温度可能出现波动。