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1、晶体硅太阳能电池生产厂房设计/施工要点摘要： 晶体硅太阳能电池生产工艺有其自身的特点，本文据其生产工艺特点，就生产厂房的设计布局、施工技 术及施工管理等方面的工程实践做了总结。提供了晶体硅太阳能电池厂房施工中的一些经验与教训，以 供同类厂房的建设安装参考。关键词：晶体硅太阳能电池工艺流程 综合支架 施工管理 施工技术The Design/Construction Outlines for Factory of Crystalline Silicon Solar CellsXu Xian ghuaChe Jun Liu Pen gtao Tian Meng（The Eleventh Design
2、 & Research Institute of IT Co. Ltd）Abstract: The working principle of crystalline silicon solar cells has its own features. Based on the characteristics of the production process, this article summarizes the engineering practice on the design layout of facility, construction techniques and manageme
3、nt. It also makes a summary of our experience and lesson learned on the crystalline silicon solar cells , which provides a reference to the installation of same facilities.Keywords: crystalline silicon solar cells, process flow, integrated wiring, construction management, construction technology1 概述
4、太阳能电池生产厂房建设和普通的电子类厂房建设既有相同点又因为工艺的不同有其独特性。信息 产业电子第十一设计研究院有限公司作为国内最早从事太阳能电池厂房设计与总承包的大型设计院及 硅太阳能工厂设计规范的主编单位，在太阳能电池厂房的设计和施工方面积累了大量的经验。近年 来随着我院太阳能电池EPC（设计、采购和施工一体化管理）项目的增多，对太阳能电池生产厂房设 计与建设有了更加深入的认识。本文以晶硅厂房为例，总结了晶体硅太阳能电池生产厂房设计和施工的一些基本特点，以及在建造 厂房过程中的经验和教训，为类似的太阳能电池生产厂房的建设和施工提供参考。（考虑到即将发行的设 计规范已经有详细的叙述,故设计要
5、点就简要谈些经验）2 晶体硅太阳能电池生产厂房的设计要点2.1厂房设计布局及配套设施2.1.1 工艺平面布局要顺畅.晶体硅太阳能电池厂房的生产工艺的工序多,设备占地面积大。所以尤其需要注意的是设备布局要紧 凑合理。工艺布置除满足生产要求外，还应满足生产工艺设备的安装、维修的要求，且设置必要的运输 通道、安装口、检修口及净化设施，做到布置合理、紧凑、有利于生产操作，这样工艺流程更加顺畅， 结构也更加紧凑，有效的节省了厂房的面积，提高了建筑的使用系数。可大大节省初期投资。此外，由 于太阳能电池的收益情况，根据实际的需要，还要考虑预留出扩产和扩线所需要的空间。2.1.2 空调、电力和动力管道要接近负
6、荷中心.由于太阳能电池生产厂房占地面积大，就使得空调、电力和动力系统的布置比较空难。通常如果我 们把空调系统集中布置于一个位置，会使得送风管道、动力管道等的输送管路过长，这样既浪费了初期 投资成本，又加大了传输损失。故此，厂房的设计中要综合比较，统筹兼顾。2.1.3 有机废气、碱性废气及有害气体排风要布置在厂房主要风向的下风侧.在生产太阳能电池的过程中，产生大量的有毒、有害的气体，故此应当考虑当地的季风风向及其他气象条件，避免新风口和排风口距离过近，避免排风口位于送风口的上风侧。2.1.4爆炸性气体或有害气体的房间的设置.硅烷间、氨气间、三氯氧磷间等可能突然放散大量爆炸性气体或有害气体的房间应
7、设置事故通风系 统。事故通风的换气次数每小时不应小于12次。事故通风系统应有自动、手动控制开关，手动开关应设 置在室内外便于操作的地方。2.1.5换鞋间的气流组织设计.换举间气to示髀后期改造只能在车间临时增加隔墙围护，形成目前很多电池厂房的换鞋室有大量的臭味，严重的 话，臭味会漂进生产车间内部，很难去除。因些在设计 时可考虑采用带抽风系统的鞋柜，使鞋柜内保持负压； 在换鞋室还应考虑机械通风措施，并加大换气次数。曾 经有某太阳能企业生产厂房的更衣室、换鞋间等未考虑 到大规模生产时人员的需要，设置过于狭小，非常拥挤, 且换气量不够，也未设置单独排风，异味浓重。在投产 后，只好又改造更衣室和卫生间
8、，浪费了不必要的人力 物力。2.1.6配套用房的要齐备某厂房建设初期没有设置紧邻车间的办公室和库房， 现场办公室和库房，浪费了宝贵的生产车间的空间。理想的做法是把办公区域和生产区域分开，单独设计综合办公楼。这样就会使得厂区的功能得到强 化。并且在以后厂房改造时，不会影响的办公。有利于企业的长期发展。2.1.7人流、物流及设备搬入口设置晶体硅太阳电池厂房的生产车间为净化车间，人流、物流宜分开设置，避免人流、物流线路的交叉 干扰。洁净室宜设计用于搬运设备的可拆卸金属壁板和预留设备搬运时便于搭设的临时缓冲间，设置位 置应保证洁净室不受污染和设备运输线路的方便。2.1.8生产废水排水管沟的设置.有洁净
9、要求的生产区域内管沟宜设计成暗沟，沟内宜做防腐处理。明沟易积尘，且易造成一般生产 区域对洁净生产区域的空气污染；另外明沟盖板的设置易影响地坪的平整度，不利于室内运输；考虑管 道可能发生泄漏，地沟内宜做防腐处理。2.2空调系统及动力设计2.2.1空调系统及空气处理方式生产厂房的空调系统是产品质量的重要保障，也是厂房的耗能大项。合理的选择空调处理方式既能 满足生产的实际需求，又能有效的节省能源，为企业创造利润。空调系统的空气处理方式一般视厂房的 具体位置和总图布局情况而言，可以采取组合式空气处理机组集中处理，也可以采用干盘管进行分散处 理。生产车间内，温湿度均只要满足人体舒适性即可，建议冬夏能有一
10、定变化，这样既可节能，又让人 能适应室内外温度变化，不易感冒。2.2.2 Cure Furnaces （烧结炉）的排风Cure Furnaces （烧结炉）的工作温度很高（400C左右）由于对洁净度要求较高，需要设计独立的排 风系统，而且其风管的材质支管（即和设备相连接部分建议采用sus304）外加保温层、主管部分采用镀 锌钢板（这样既可以满足生产要求又可以节省投资）。热风直排是最节省初期投资的方法，也最简便易行。 如果从长远来看，此设备的散热量较大，条件允许的情况下，建议采用热回收机组，冬季用于预热新风, 可以节省运行费用；缺点是初期投资较高。2.2.3纯水（PW）系统太阳能电池的工艺流程中
11、纯水主要应用在几组设备中的cleaner环节。为避免管路中出现死水，从而 影响的纯水品质，设计中通常设计一定量的回水，保持水的流动性。这样和生产设备相连接处，设置三通。（附图）卩进忖纯水接5息图生产设备实际在设备试运行期间，经常出现“设备进口水量和水压下降过快的情况发生”这就造成设备供水 不足，不利于电池基板的清洗。故此，在设计的时候建议适当增大和设备接管的管径（建议是设备入口 预留管径的1.5倍），并在设备入口的进回管段都加装调节阀门。3晶体硅太阳能电池生产厂房的施工要点3.1太阳能电池生产厂房施工的空间管理：主厂房多为钢结构，所以我们进行通风、管道、电气、动力、设备的吊架结构（也就是吊架如
12、何在 钢构梁上生根）是第一个难题。考虑到厂房内是一个综合性的施工，专业众多（制冷、供热、纯水、压 空、真空、空调、工艺冷却水、氮气、氧气、消防、变配电、自控、通讯、净化装修等）各个专业不能 各自为政，必须统一协调支架方案，由总承包方（或建设方）技术总负责制订综合支架方案，合理布置。 此外，因管线众多，层高不宜少于7米，以8 10米为宜。我院承建的多家厂房均为轻钢结构或者大跨 度井字梁结构，为此特别设计合理经济的综合支架方案。某厂房综合支架节点图某厂房综合支架实施后效果图空间管理的实施步骤审阅團址k各妾业 管墟综合k空间管理和 些架综合k共架预制*英架安装刷油防取综合布置节点图3.2生产厂房的顶
13、板、壁板施工要点：3.2.1彩钢板吊顶孔洞的预留及加固聽聊划场开涓后.第姬前护口在般抑上斜就斟活遅干净为了保证净化车间的整体美观，必须对金属彩钢吊顶板进行详细的二次排版，风口、灯具、喷淋头 等二次排版顺序是：风口排版、灯具排版、喷淋头排版。在二次排版时尽量将所有的风口开孔位置都放 到板内，避免将开孔位置放在顶板的长向或短向筋条上，所以排版时均需保证柱边的风口距离柱边的距 离大于100m m。而金属墙板在进行排版时需结合强电及弱电的开关插座位置进行内部预埋线管；如果动 力配电柜集中放置，而又没有隐藏到回风夹道 内，则需采用金属壁板将其集中封闭起来；消 火栓箱如是沿柱固定敷设的，则在包柱的同时 将
14、消火栓箱也包装隐蔽起来；这样做的好处是 即美观又有利于洁净度的保证。顶板加强筋示意图由于空调风口、电气桥架、灯具，工艺管 道等各种二次配管线均在顶板上现场开孔，如 果不进行加固，导致开孔较多的一排顶板整体 向下变形。甚至彩钢分离脱皮。建议在在彩钢 板生产的过程中预留洞口，并在孔口设置局部 加强筋，这样可以大大增强彩钢板强度，有效 的避免彩钢板吊顶在施工及使用中掉皮、脱落 等现象发生。3.2.2彩钢板吊顶的龙骨水平度控制对吊顶的平整度就提出了更高的要求。而吊顶板龙骨的水平度直接决定了顶板的安装效果。金属顶板在安装时，需保证每条吊筋都是垂直均匀受力，如 吊筋遇风管等障碍物阻挡无法安装的话，则需采用
15、C型钢做龙门架，在非受力边两块顶板的板缝中间需 加装中字铝插条以增加顶板的整体强度和平整度，顶板板缝大小需一致且保证在一条直线上，四块顶板 的交点必须平整，不允许出现高低差。某大面积厂房的顶板龙骨安装后采用光学水准仪进行调平，导致 安装完成的顶板呈波浪形，最后返工才达到平整度要求。所以建议大开间厂房的调平应当采用激光水准 仪进行调平，激光水准仪的控制精度可以到达mm级。3.2.3高效过滤器（或FFU）的安装jtJI茗效辿滤器（或FFLO安装示意图顶板上高效过滤器（或FFU）及风口较多，在开孔安装之前 需要根据排版图进行重新确认，高效过滤器及风口的安装位置需 注意避开下方的工艺设备，以便于工艺设
16、备的二次配管和高效过 滤器滤芯的更换。顶接式高效过滤器箱体的高度为250mm,侧接 式高效过滤器箱体高度为450mm,蝶阀的高度为300mm,金属壁板厚度为50mm,为了保证一次配管，高效箱体风口的上方700mm内不宜有管线穿越，如实在无法避 免，可采用侧接式高效过滤器箱体，但也需保证高效过滤器箱体上方500mm内不能有管线穿越。3.3施工的洁净控制措施3.3.1洁净施工管理制度太阳能电池生产车间的洁净度，也是制约产品质量的一个大问题，在厂房的施工建设中也要有足够 的重视，我院通过多年的设计和施工经验，总结了一些措施：建立单一的人流通道和物流通道。所有 的人流通道、和物流通道在入口处设安保人员进行值班，实行进出登记
