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        電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備方案設(shè)計(jì)分析

        2022-10-25 02:34:44趙宇峰
        玻璃 2022年10期
        關(guān)鍵詞:成本低蝸殼貴金屬

        趙宇峰

        (彩虹集團(tuán)有限公司 咸陽(yáng) 712021)

        0 引言

        電子玻璃是液晶平板顯示器的重要組成部分,其核心制程主要有熔解、成型及后加工三部分,貴金屬料道是熔解工序的核心設(shè)備,在工藝流程上承擔(dān)玻璃液的澄清排泡、均化和冷卻功能,也是整個(gè)玻璃基板制造的核心設(shè)備。

        隨著行業(yè)人員對(duì)電子玻璃貴金屬料道工藝控制認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入,電子玻璃貴金屬料道已成為關(guān)鍵工藝設(shè)備范疇。貴金屬料道外圍環(huán)境的溫濕度及其它氣氛控制又對(duì)貴金屬料道的壽命及工藝控制起到非常重要的作用,即穩(wěn)定環(huán)境溫度、提高鉑金通道局部區(qū)域的絕對(duì)濕度,以阻止氫離子溢出,降低玻璃液中氣泡產(chǎn)生的幾率,提高產(chǎn)品品位,同時(shí)起到保護(hù)貴金屬料道和玻璃液流量穩(wěn)定的作用。這也就對(duì)其外圍環(huán)境控制穩(wěn)定性提出了更高要求,即對(duì)其外圍環(huán)境的溫度、濕度、氣流組織、壓差等參數(shù)控制有更高的精度要求。而這些參數(shù)控制的穩(wěn)定性及精度完全取決于環(huán)境控制設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝及使用維護(hù)情況,因此,環(huán)境控制設(shè)備的前期設(shè)計(jì)尤為重要。

        1 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備方案設(shè)計(jì)

        1.1 國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式

        目前國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式如表1所示。

        表1 國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制方式

        1.2 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件

        電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對(duì)比參數(shù)如表2所示。

        表2 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對(duì)比參數(shù)

        1.3 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)

        1.3.1 系統(tǒng)配置

        系統(tǒng)配置通常有三種形式。①單臺(tái)設(shè)備而不設(shè)置備用機(jī),投資成本低,控制簡(jiǎn)單,但檢修和設(shè)備維修時(shí),影響工藝生產(chǎn),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷;②單臺(tái)設(shè)備配置雙風(fēng)機(jī)形式,其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)故障時(shí),另一臺(tái)備用風(fēng)機(jī)可迅速啟動(dòng),可以保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行,但設(shè)備較寬,表冷器、加濕器等其他核心部件無(wú)備份,投資成本略高,控制較復(fù)雜;③設(shè)置兩臺(tái)設(shè)備,其中一臺(tái)

        作為備用機(jī),整臺(tái)設(shè)備(包含所有部件)有備份,安全可靠性高,一臺(tái)設(shè)備故障時(shí),另一臺(tái)備用設(shè)備可迅速啟動(dòng),保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行,但設(shè)備占地面積大,投資成本高,控制相對(duì)復(fù)雜。

        1.3.2 風(fēng)機(jī)

        風(fēng)機(jī)采用蝸殼和無(wú)蝸殼兩種形式。蝸殼形式可增加其靜壓壓頭和高壓段的效率,但風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)速是有方向且不均勻的,制造成本高;無(wú)蝸殼形式制造成本低,可以組成風(fēng)機(jī)群,用多臺(tái)來(lái)取代一臺(tái)大口徑離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī),一般采用與電機(jī)直連的方式,避免了皮帶傳遞能耗,節(jié)省了皮帶損耗的運(yùn)行成本,但大部分風(fēng)量范圍(高壓區(qū))的靜壓壓頭要低于有蝸殼的離心風(fēng)機(jī),高壓區(qū)的風(fēng)機(jī)效率也因此低于有蝸殼的離心風(fēng)機(jī)。

        1.3.3 電機(jī)和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)

        電機(jī)和風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)形式主要有皮帶和直連兩種形式。皮帶連接更換、維修簡(jiǎn)單方便,可通過(guò)改變主、從皮帶輪的直徑實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比任意變化,對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)和設(shè)備之間的對(duì)中要求比較低。但皮帶易磨損,需經(jīng)常檢查并更換;且由于風(fēng)機(jī)的電機(jī)和皮帶是可調(diào)節(jié)的,會(huì)影響轉(zhuǎn)速;皮帶傳動(dòng)占地較大;皮帶容易打滑,丟轉(zhuǎn)。直連形式可適用較惡劣的使用環(huán)境及靜電高工況下,但因?yàn)橹边B是與軸同轉(zhuǎn),無(wú)法改變其轉(zhuǎn)速,且更換、維修較困難。

        1.3.4 電機(jī)設(shè)置

        電機(jī)位置設(shè)置一般有內(nèi)置和外置兩種方式。內(nèi)置式風(fēng)機(jī)軸無(wú)需加長(zhǎng),加工成本低,但電機(jī)使用環(huán)境差,與高溫高濕氣流接觸,點(diǎn)檢維護(hù)不方便,故障多、壽命短。外置式使用環(huán)境好,安全性、可靠性高,點(diǎn)檢維護(hù)方便,故障少、壽命長(zhǎng);但風(fēng)機(jī)軸需要加長(zhǎng),加工成本稍高。

        1.3.5 風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)

        風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥等設(shè)備部件一般普遍采用碳鋼材質(zhì),碳鋼材質(zhì)加工制造相對(duì)容易,制造成本低,但高溫高濕環(huán)境下易腐蝕,影響空氣品質(zhì),壽命短。304不銹鋼材質(zhì)為特殊環(huán)境下使用,其耐腐蝕,空氣品質(zhì)好,壽命長(zhǎng),但加工制造相對(duì)復(fù)雜,制造成本高。

        1.3.6 凝水盤

        凝水盤結(jié)構(gòu)一般有局部段和全部段兩種方式。局部段制作簡(jiǎn)單,制造成本低,但其他功能段底部存在冷凝水泄漏風(fēng)險(xiǎn)。全部段徹底解決了其他功能段底部漏水問(wèn)題,但制作相對(duì)麻煩,制造成本高。

        1.3.7 箱板厚度

        箱板厚度一般有50、60、75 mm三種主要規(guī)格。50 mm規(guī)格制造容易,制造成本低,但絕熱性能差,內(nèi)壁容易產(chǎn)生冷凝水,浪費(fèi)能源。60/75 mm規(guī)格絕熱性能好,內(nèi)壁不易產(chǎn)生冷凝水,節(jié)約能源,但制造相對(duì)復(fù)雜,制造成本高。

        1.3.8 過(guò)濾器

        過(guò)濾器形式有三種:①板式初效+板式中效;②板式初效+袋式中效;③初、中效一體式。第一種制作簡(jiǎn)單、成本低、更換方便,但壽命短,更換頻次多,影響生產(chǎn)工藝。第二種壽命相對(duì)板式延長(zhǎng)5倍以上,更換周期長(zhǎng)、頻次少,對(duì)生產(chǎn)工藝影響小,但成本略高,制造工藝較板式復(fù)雜,更換勞動(dòng)強(qiáng)度較大。第三種壽命相對(duì)袋式更長(zhǎng),更換周期長(zhǎng)、頻次少,氣流更加穩(wěn)定,對(duì)生產(chǎn)工藝影響小,但制造工藝復(fù)雜,更換勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

        過(guò)濾器更換方式有入箱更換和整體框架抽出更換兩種方式。入箱更換加工制造相對(duì)簡(jiǎn)單,制造成本低,但高溫高濕環(huán)境下需要停機(jī)更換,影響生產(chǎn)工藝和工作人員的身體健康。整體框架抽出更換為不停機(jī)更換,基本上不影響生產(chǎn)工藝,但加工制造相對(duì)復(fù)雜,制造成本高。

        1.3.9 風(fēng)機(jī)軸承潤(rùn)滑

        風(fēng)機(jī)軸承潤(rùn)滑有箱體內(nèi)部和外部注油兩種方式。箱體內(nèi)部注油便于觀察,潤(rùn)滑質(zhì)量高,但工作人員要進(jìn)入空調(diào)箱體內(nèi)作業(yè),高溫高濕氣氛影響人的身體健康,影響生產(chǎn)工藝。箱體外部注油為油嘴外引,維護(hù)保養(yǎng)人員無(wú)需入內(nèi)進(jìn)行注油潤(rùn)滑作業(yè),不影響生產(chǎn)工藝,但注油作業(yè)質(zhì)量判斷相對(duì)較難。

        1.3.10 加濕方式

        加濕方式主要分為干蒸汽和水洗加濕。干蒸汽一次性投資低,控制精度高,但運(yùn)行、使用成本高。水洗運(yùn)行、使用成本低,但一次性投資高,控制精度差。

        2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

        2.1 方案一

        系統(tǒng)配置采用用一備一,風(fēng)機(jī)采用無(wú)蝸殼、直連形式,電機(jī)外置,風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)采用304不銹鋼,全段凝水盤,環(huán)形水溝圍堰基礎(chǔ),60 mm厚箱板,風(fēng)機(jī)軸承油嘴外引,箱體外部加油潤(rùn)滑,過(guò)濾器整體框架抽出式更換,初、中效一體箱式過(guò)濾器,干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案,具體功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

        整臺(tái)設(shè)備(包含所有部件)有備份,安全可靠性高。一臺(tái)設(shè)備故障時(shí),另外一臺(tái)備用設(shè)備可迅速啟動(dòng),可以保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行。但設(shè)備占地面積大,投資成本高,控制相對(duì)復(fù)雜。備用設(shè)備及風(fēng)管之間存在漏風(fēng)、串氣問(wèn)題,故障切換時(shí)間較長(zhǎng)。

        2.2 方案二

        系統(tǒng)配置是采用一臺(tái)設(shè)備(無(wú)備用機(jī)形式),但關(guān)鍵部件(風(fēng)機(jī)、表冷器、加濕器、電機(jī)等)均有備份,風(fēng)機(jī)采用無(wú)蝸殼、直連形式,電機(jī)外置,風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)采用304不銹鋼,全段凝水盤,環(huán)形水溝圍堰基礎(chǔ),60 mm厚箱板,風(fēng)機(jī)軸承油嘴外引,箱體外部加油潤(rùn)滑,過(guò)濾器整體框架抽出式更換,初、中效一體箱式過(guò)濾器,干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案,具體見(jiàn)圖2。

        設(shè)備中關(guān)鍵部件風(fēng)機(jī)、表冷器、加濕器、電機(jī)及管路等均有備份,任何一個(gè)關(guān)鍵部件故障,立即啟動(dòng)備份部件,無(wú)需停機(jī),故障切換時(shí)間最短,安全可靠性高,設(shè)備占地面積小,系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單,投資費(fèi)用相對(duì)用一備一低。避免用一備一設(shè)備及風(fēng)管之間的漏風(fēng)、串氣問(wèn)題,可以確保設(shè)備及工藝生產(chǎn)全天候無(wú)間斷運(yùn)行,但設(shè)備系統(tǒng)阻力較大,運(yùn)行成本較高。

        2.3 兩種方案對(duì)比

        方案一的運(yùn)行過(guò)程中損壞的設(shè)備部件,在切換到備用設(shè)備后即可以進(jìn)行維修、更換處理,而方案二損壞的部件必須在生產(chǎn)線冷修建設(shè)時(shí)才能進(jìn)行維修或更換;方案二相對(duì)方案一設(shè)備綜合占地面積小,綜合投資成本低,且避免用一備一設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與風(fēng)管之間的漏風(fēng)、串氣及冷凝水泄露等問(wèn)題;方案二相對(duì)方案一故障切換操作簡(jiǎn)單、時(shí)間更短。以上兩種方案,各有利弊,需要建設(shè)單位根據(jù)各自項(xiàng)目建設(shè)或設(shè)備改造實(shí)際進(jìn)行考量選擇或優(yōu)化,進(jìn)而設(shè)計(jì)出更加適用設(shè)備。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝認(rèn)識(shí)的不斷深入,會(huì)對(duì)電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備的使用狀況及對(duì)工藝的關(guān)聯(lián)性方面進(jìn)行持續(xù)、深入研究,通過(guò)與設(shè)備設(shè)計(jì)、使用人員與工藝人員的密切配合以及各自的專業(yè)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)出更加適合電子玻璃貴金屬料道生產(chǎn)工藝要求的環(huán)境控制設(shè)備,為我國(guó)電子玻璃領(lǐng)域產(chǎn)線建設(shè)出份力。

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