【正文】 循環(huán)水系統(tǒng)設計采用的氣象資料： 干球溫度：θ =℃ 濕球溫度：τ =℃ 氣壓： 多晶硅裝置循環(huán)水設計參數(shù)為： 多晶硅裝置循環(huán)水量： 27120m3/h 循環(huán)水給水溫度： 28 ℃ 循環(huán)水回水溫度： 38℃ 。在甲類塔群、罐區(qū)兩側設消防水炮。多晶硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，工業(yè)硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，兩套高壓消防管網(wǎng)通過連通閥連接。配套自動控制硅和配電柜。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號為 。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機功率 11 kW。 電動消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機功率 280 kW。 ，泵房梁底凈高 。單個有效容積 1000m3，總有效容積 2020 m3。 ②工業(yè)硅消防泵站： a. 消防水池 消防水池為地下式結構水池分 2 個， LXHXB=，池頂標高 ，池底標高 ，水深 ，有蓋。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號為 。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機功率 11kW。 電動消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機功率 280kW。 ，泵房梁底凈高 。單個有效容積 1000m3，總有效容積 2020 m3。 41 ① 多晶硅消防泵站： a. 消防水池 消防水池為地下式結構水池分 2 個， LXHXB=，池頂標高 ，池底標高 ，水深 ，有蓋。其中多晶硅設置一套，為多晶硅裝置及其輔助設施提供穩(wěn)高壓消防水；工業(yè)硅建一套，為工業(yè) 硅裝置及其附屬設施提供穩(wěn)高壓消防水。單套多晶硅裝置消防用水量： 180 l/s 考慮，壓力： MPa，火災延續(xù)時間 3 小時，火災時總的消防用水量為 1944 m3。各期工程分別從界外市政生活水管上接入生活水，界區(qū)內采用管道輸送，枝狀供水，埋地鋪設。 ⑵ 生活給水系統(tǒng) 生活給水系統(tǒng)為項目的生活設施以及裝置的洗眼器、分析化驗室等提供生活用水。低壓消防保護對象的四周設置地上式消火栓，規(guī)格為 DN150，低壓消火栓的間距不超過 120 米。輔助生產(chǎn)裝設施區(qū)消防水量為 50L/s，火災持續(xù)供水時間 為3 小時。 ② 根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》中有關規(guī)定公用工程裝置區(qū)設置低壓水消防。 ⑴ 生產(chǎn) 低壓消防給水系統(tǒng) ① 本系統(tǒng)將向各個生產(chǎn)裝置和輔助裝置提供所需要的生產(chǎn)用水、沖洗設備和地面用水、以及整個項目的低壓消防用水。地下給排水管道系統(tǒng)包括生產(chǎn) 低壓消防給水系統(tǒng)，生活給水系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)，高壓消防給水系統(tǒng)，雨水和清凈下水排水系統(tǒng)，生產(chǎn)廢水排放系統(tǒng)，生活污水排放系統(tǒng)。 生產(chǎn)系統(tǒng) 用水、給水、排水系統(tǒng) 設計范圍 ⒈本項目主裝置包括： 5000 噸 /年多晶硅裝置與 10 萬噸 /年工業(yè)硅裝置。控制閥閥體材質不低于工藝管道的材料等級。 ⑹控制閥 本工程采用氣動控制閥，并附智能型電－氣閥門定位器。對于料位采用電容式料位計。 ⑷液位測量 對一般性工藝介質，選用智能型差壓變送器、靜壓式液位計或磁翻板式液位計。壓力表刻度盤直徑一般為 100mm。測溫傳感器根據(jù)工況帶溫度計套管。 ②溫度傳感器保護管材質根據(jù)工藝介質的特性選取，一般采用 304 不銹鋼的保護管。特殊控制閥、分析儀宜采用進口產(chǎn)品。一般為智能型，采用 HART通訊協(xié)議。室內敷設方式一般采取纜線穿管沿墻、樓板內、柱內、吊頂內暗設，只有在廠房內敷設線路 較少時可采用穿管或線槽保護沿墻或天花板明設。 全廠電訊線路 全廠電訊線路室外敷設方式一般采取纜線穿鋼管埋地敷設，在有管架的地方，則沿管架上儀表托盤內敷設。 沒有設置火災報警設備的地方采用“ 119”火災報警專用電話報警。綜合倉庫設置紅外束感煙控制器，裝置區(qū)現(xiàn)場設置防爆手動報警按鈕。 37 火災自動報警系統(tǒng) 全廠設置一套總火災報警系統(tǒng)，火災報警控制器分別設置在各自 DCS 控制室內。綜合布線系統(tǒng)主要針對話音和數(shù)據(jù)通訊衛(wèi)星規(guī)劃的一套網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，計算機和通訊網(wǎng)絡均依賴布線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡連接的信息傳 輸通道。無線對講機使用頻率由業(yè)主向當?shù)責o線電管理委員會申請批準后購買設備。程控調度總機容量選用 500 門。 調度電話總機選用 HA6 型程控調度總機，該機具備內部自動交換群呼、全呼、監(jiān)聽、強插大中小型會議擴音呼叫等功能。 在廠前區(qū)綜合辦公樓內設置電話電纜交接箱，容量初步確定為 1500回線，由市話局引來 1500 對電話電纜，接至該交接箱，廠區(qū)內所有電話均由此交接箱引出。 36 電修 本項目電修以小修及日常維修為主，電氣設備的大中修依托社會化解決。 ⑿整流變壓器、整流器及 IGBT 柜：按工藝技術要求確定。 ⑽ 電纜橋架：熱浸鋅鋼質梯架或玻璃鋼橋架（腐蝕環(huán)境）。 ⑻ 直流電源： MK 型或 GZDW 型智能式免維護直流電源。 ⑹ 微機監(jiān)控保護系統(tǒng)：采用分層分布式，模塊化 數(shù)字式的計算機測控保護系統(tǒng)。 ⑷ 10kV 補償電容器柜： SVC 型并聯(lián)補償電容器裝置 128000kVAR。 ⑵ 10kV 配電裝置：選用可移開式真空斷路器柜，內裝真空斷路器，每個柜帶分布式微機測控保護單元。 電氣設施主要設備材料選擇 本項目生產(chǎn)過程存在氯化氫等腐蝕介質，且又存在氫、三氯氫硅等爆炸危險介質，要求設備能長期安全運行，故選擇電氣設備材料應采用技術 先進，性能優(yōu)良的產(chǎn)品，爆炸 危險區(qū)采用防爆產(chǎn)品，氫氣防爆產(chǎn)品標志為Ⅱ CT1，三氯氫硅防爆產(chǎn)品標志為Ⅱ CT4。 ⒎供電外線 35 供配電電纜盡可能利用橋架在工藝管廊上敷設，以避免與地下管網(wǎng)交叉，并有利于運行維護。目前尚不能確定高次諧波分量的數(shù)值，本項目在可研階段預留一筆予備金，如有必要加設濾波器。高次諧波分量的大小與系統(tǒng)阻抗及容量、整流相數(shù)、電網(wǎng)結構、供電電壓等級、運行方式有關 ?？傃a償功率約 30000kVAR， 10kV 側補償，補償后功率因數(shù)約 左右。 ⒌繼電保護 為提高供電可靠性和運行管理水平，各裝置區(qū)變電站采用綜合自動化微機監(jiān) 控保護系統(tǒng)，實現(xiàn)對各裝置區(qū)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控和保護，并能與上級變電所進行互連，還把與工藝運行有關的信號送至工藝控制室的 DCS 系統(tǒng)。主變壓器合設一個地下事故貯油池。這些變電所均為雙電源，雙變壓器、低壓側單母線分段，母聯(lián)開關設 BZT 裝置，其電源均引自總變 10kV 不同母線段。供電采用電纜以放射 式向各 10kV 用電戶供電。 ⒊裝置區(qū)域或界區(qū) 10/ 變電所的設置 由于本項目主要工藝生產(chǎn)車間均為有爆炸危險的區(qū)域，不宜設置變電所，各裝置區(qū)變電站設兩座 10kV 變電所。 ⒉供電系統(tǒng) 110kV 主接線方式為雙母線。 ⑺總變綜合自動化微機監(jiān)控系統(tǒng)電源、電氣開關設備 的操作保護裝置電源采用蓄電池直流供電。 ⑸工藝生產(chǎn)用的 DCS 電源由不間斷電源裝置采用 UPS 供電。 ⑶每條工藝生產(chǎn)線的特別重要一級負荷接于低壓應急母線段，正常時由系統(tǒng)母線供電，當兩路電源同時故障時，由應急發(fā)電機供電。 10kV 主接 線方式為單母線分段。當一臺主變或一段母線故障或停電檢修時，余下正常工作的變壓器能帶全部的一、二級負荷。 CDI 系統(tǒng)擬引進工藝包和關鍵設備，由國內設計單位進行詳細設計。 隔膜計量泵，目前是暫按國內水泵廠的產(chǎn)品選型的。若鹽酸泵用一般的隔膜泵，則泵體材料要耐蝕塑料如氟塑料， PVC 等，管隔膜的材料為 PTFE，預計壽命 8000 小時。輸送氯硅烷的泵的材質一般為不銹鋼，隔膜材質為 PTFE，預計壽命 8000 小時。特別是在三氯氫硅合成，三氯氫硅提純和廢物處理車間。 四氯化硅轉化爐（冷氫化） 擬采用φ 1200 的國產(chǎn)轉化爐，共用 4 臺。 精餾塔主要材質為 304 及 316L。 直徑≤φ 800 的精餾塔 按設備內件的安裝要求取筒體分段 ,采用設備高頸法蘭分段組裝連接 ,該類型塔盤為整塊型。物料氣相液相逆向接觸反應。 精餾塔 國內加工制造。該爐生產(chǎn)能力大，加工成本低。 本項目 5000 噸 /年多晶硅裝置主要設備配置及選型如下： 氯化氫合成爐 氯化氫合成爐為國內加工制造，設置 6 臺氯化氫合成爐。 750 國產(chǎn) 3 搗爐加料機 國產(chǎn) 4 電爐水冷系統(tǒng) 國產(chǎn) 5 出硅設備 國產(chǎn) 6 原料清洗系統(tǒng) 國產(chǎn) 7 電氣設備 國產(chǎn) 8 除塵回收設備 國產(chǎn) 9 鑄碇機 國產(chǎn) 10 硅粉生產(chǎn)線 國產(chǎn) 11 底部吹氧溶體抬包 國產(chǎn) 12 電爐變壓器 25MV178。 31 表 序號 設備名稱 生產(chǎn)線 數(shù)量 日生產(chǎn)量（日 /噸） 年產(chǎn)量 （年 /噸） 備 注 1 顎式破碎機 4 300 99000 330天 /年 2 礦熱電爐 8 360 108000 300天 /年 3 硅粉生產(chǎn)線 1 30 9900 330天 /年 表 工業(yè)硅生產(chǎn)主要設備配置表 序號 設備名稱 型號或規(guī)格 產(chǎn)地 備注 1 電石爐 25500KVA 國產(chǎn) 2 顎式破碎機 500179。 A 礦熱電爐，每臺均附帶混料機和加料機。因此本項目選用有載調壓強油水冷卻變壓器。主要參數(shù)如下： 30 大臂進出長度 : 4000mm 大臂進出速度 : 220— 270mm/s 大臂搗爐最大角度： 50176。全液壓搗爐機動作穩(wěn)定、力量大，只要設計參數(shù)合理，特別是液壓系統(tǒng)的壓力和隔熱裝置完善，全液壓搗爐機完全可滿足生產(chǎn)的要求。 搗爐機有全液壓、半液壓、機械三種。 直冷式鍛造紫銅瓦 : 直冷式鍛造紫銅瓦是紫軋銅經(jīng)鍛壓成型、整體加工而成，這種銅瓦能確保內圓直徑與電極直徑匹配，并保證內外圓同心。 壓力環(huán)壓力： 8Mpa 電極壓放裝置：采用液壓機械抱閘，即每個抱閘由四塊閘瓦、四組蝶型彈簧、四個油缸及抱閘箱體組成。另一種是壓力環(huán)式把持器，由壓力環(huán)和波紋膨脹箱（或油箱）組成，壓力環(huán)從箱體上徑向配置的波紋膨脹箱（或油箱）與銅瓦數(shù)相對應，能一對一的徑向頂緊銅瓦，使銅瓦均勻的接觸電極，改善了錐形把持器的缺陷。 主要參數(shù)如下： 爐膛直徑： 10000mm 爐壁厚度： 1200mm 29 爐膛深度： 3000mm 極心圓直徑： 3000mm 矮煙罩高度： 2600mm 變壓器容量： 25000KVA 電 極系統(tǒng) 電極：根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和工藝要求，電極選用用外徑 Φ 1000mm 的空心石墨電極的特級品。 矮煙罩頂不采用不銹鋼制作，減少磁場的產(chǎn)生，側壁開有爐門，用于搗爐、扎氣眼和人工加料，四周裝有水冷卻管，頂端開有電極孔和煙道孔。 、多晶硅 主要設備選型 工業(yè)硅生產(chǎn)設備 為了改善勞動條件，便于煙氣凈化處理和節(jié)省能耗，按照國家產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定，結合工藝要求和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，經(jīng)多方案比選，本項目擬選用矮煙罩半封閉 25000KVA電爐 8 臺。 主要原材料、燃料經(jīng)濟技術指標 本期多晶硅項目生產(chǎn)線規(guī)模為 5000 噸 /年， 裝置原、輔材料和公用工程消耗定額及消耗量見表 。根據(jù)設計采用的工藝技術和生產(chǎn)設備，參照國內外同類型工廠的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，本項目各種原材料消耗見表 。179。 主要 原輔材料需用量 本項目工業(yè)硅的主要原材料是硅石、還原劑、石墨或炭素電極等；多晶硅生產(chǎn)主要原材是工業(yè)硅 (2179。 26 本項目副產(chǎn)物四氯化硅的有效轉化，以氯氫化工藝為核心，建成閉路循環(huán)系統(tǒng)，將副產(chǎn)總量 95%的四氯化硅實現(xiàn)工廠內轉化，合成原料三氯氫硅。實現(xiàn)了四氯化硅一次轉化率大于 20%，氫化反應產(chǎn)生的氯化氫100%回收用于合成三氯氫硅?？紤]技術的先進性 ，采用冷氫化工藝更可行。 在廠內閉路循環(huán)方面，需要采用氫化技術將四氯化硅轉化成三氯氫硅，在這個過程中可供選擇的技術包括熱氫化技術、冷氫化技術、等離子體氫化技術、鋅還原技術等。如果僅僅將這些四氯化硅經(jīng)簡單水解處理甚至直接排放，將會對環(huán)境保護造成巨大的壓力，同時也大大增加了原料硅粉和液氯的消耗，多晶硅企業(yè)的生產(chǎn)成本將沒有競爭力。 副產(chǎn)物利用技術方案 目前制約中國多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸是副產(chǎn)物四氯化硅的處理問題。 本項目多晶硅產(chǎn)品生產(chǎn)主要反應式： SiCl+4H2→SiHCl 3+HCl Si+HCl→SiHCl 3+H2 Si+4HCl→SiCl 4+H2 SiHCl3+H2→Si+3HCl 采用新技術 目前，國內研究機構和生產(chǎn)企業(yè)已在第三代改良西門子法基礎上，進行了技術改進和技術 創(chuàng)新 ，本項目可以采用以下新技術： 還原爐采用電耗最低、產(chǎn)能最大的 24 對棒爐； 四氯化硅轉化采用電耗低、投資省的冷氫化技術； 精餾系統(tǒng)采用耦合精餾塔工藝，節(jié)省蒸汽消耗和冷卻水消耗 30%以上； 采用空氣冷卻（空冷器）代替循環(huán)水冷卻，可以大量節(jié)省水消耗； 25 回收利用還原爐熱水的熱量，用以制冷和精餾系統(tǒng)； 應用硅膠吸附的技術，進一步除去精制三氯氫硅中的硼磷。所有這些副產(chǎn)品都送回到生產(chǎn)過程中循環(huán)使用。 TCS 經(jīng)過提純后和氫氣一起送入分解反應爐。廢氣處理系統(tǒng)保持連續(xù)運轉，以保證可以隨時接收并處理含氯氣體。若有氯氣從液氯鋼瓶或液氯汽化系統(tǒng)泄漏到空氣中，區(qū)域內的含氯空氣可被抽入廢氣處理塔，用氫氧化鈉水溶液洗滌除去氣體中的氯。汽化生 成的氯氣經(jīng)過