電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設備方案設計分析

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備，在工藝流程上承擔玻璃液的澄清排泡、均化和冷卻功能，也是整個玻璃基板制造的核心設備。隨著行業(yè)人員對電子玻璃貴金屬料道工藝控制認識的進一步深入，電子玻璃貴金屬料道已成為關鍵工藝設備范疇。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)域的絕對濕度，以阻止氫離子溢出，降低玻璃液中氣泡產生的幾率，提高產品品位，同時起到保護貴金屬料道和玻璃液流量穩(wěn)定的作用。這也就對其外圍環(huán)境控制穩(wěn)定性提出了更高要求，即對其外圍環(huán)境的溫度、濕度、氣流組織、壓差等參數控制有更高的精度要求。而這些參數控制的穩(wěn)定性及精度完全取決于環(huán)境控制設備的設計、安裝及使用維護情況，因此，環(huán)境控制設備的前期設計尤為重要。1電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設備方案設計目前國內外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式如表1所示。電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對比參數如表2所示。表1國內外貴金屬料道環(huán)境控制方式表2電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對比參數電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設備結構功能設計：（1）系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置通常有三種形式。①單臺設備而不設置備用機，投資成本低，控制簡單，但檢修和設備維修時，影響工藝生產，嚴重時會導致生產中斷；②單臺設備配置雙風機形式，其中一臺風機故障時，另一臺備用風機可迅速啟動，可以保障設備及工藝生產的正常運行，但設備較寬，表冷器、加濕器等其他核心部件無備份，投資成本略高，控制較復雜；③設置兩臺設備，其中一臺作為備用機，整臺設備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高，一臺設備故障時，另一臺備用設備可迅速啟動，保障設備及工藝生產的正常運行，但設備占地面積大，投資成本高，控制相對復雜。（2）風機風機采用蝸殼和無蝸殼兩種形式。蝸殼形式可增加其靜壓壓頭和高壓段的效率，但風機的出口風速是有方向且不均勻的，制造成本高；無蝸殼形式制造成本低，可以組成風機群，用多臺來取代一臺大口徑離心風機或軸流風機，一般采用與電機直連的方式，避免了皮帶傳遞能耗，節(jié)省了皮帶損耗的運行成本，但大部分風量范圍（高壓區(qū)）的靜壓壓頭要低于有蝸殼的離心風機，高壓區(qū)的風機效率也因此低于有蝸殼的離心風機。（3）電機和風機傳動電機和風機的傳動形式主要有皮帶和直連兩種形式。皮帶連接更換、維修簡單方便，可通過改變主、從皮帶輪的直徑實現傳動比任意變化，對驅動機和設備之間的對中要求比較低。但皮帶易磨損，需經常檢查并更換；且由于風機的電機和皮帶是可調節(jié)的，會影響轉速；皮帶傳動占地較大；皮帶容易打滑，丟轉。直連形式可適用較惡劣的使用環(huán)境及靜電高工況下，但因為直連是與軸同轉，無法改變其轉速，且更換、維修較困難。（4）電機設置電機位置設置一般有內置和外置兩種方式。內置式風機軸無需加長，加工成本低，但電機使用環(huán)境差，與高溫高濕氣流接觸，點檢維護不方便，故障多、壽命短。外置式使用環(huán)境好，安全性、可靠性高，點檢維護方便，故障少、壽命長；但風機軸需要加長，加工成本稍高。（5）風機、箱體內板、箱體內部龍骨、風閥材質風機、箱體內板、箱體內部龍骨、風閥等設備部件一般普遍采用碳鋼材質，碳鋼材質加工制造相對容易，制造成本低，但高溫高濕環(huán)境下易腐蝕，影響空氣品質，壽命短。304不銹鋼材質為特殊環(huán)境下使用，其耐腐蝕，空氣品質好，壽命長，但加工制造相對復雜，制造成本高。（6）凝水盤凝水盤結構一般有局部段和全部段兩種方式。局部段制作簡單，制造成本低，但其他功能段底部存在冷凝水泄漏風險。全部段徹底解決了其他功能段底部漏水問題，但制作相對麻煩，制造成本高。此外還有箱板厚度、過濾器、風機軸承潤滑、加濕方式等結構的設計均應按照一定的標準來設置。2優(yōu)化設計方案（1）方案一系統(tǒng)配置采用用一備一，風機采用無蝸殼、直連形式，電機外置，風機、箱體內板、箱體內部龍骨、風閥材質采用304不銹鋼，全段凝水盤，環(huán)形水溝圍堰基礎，60mm厚箱板，風機軸承油嘴外引，箱體外部加油潤滑，過濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體功能結構見圖1。圖1環(huán)境控制設備方案一俯視示意圖整臺設備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高。一臺設備故障時，另外一臺備用設備可迅速啟動，可以保障設備及工藝生產的正常運行。但設備占地面積大，投資成本高，控制相對復雜。備用設備及風管之間存在漏風、串氣問題，故障切換時間較長。（2）方案二系統(tǒng)配置是采用一臺設備（無備用機形式），但關鍵部件（風機、表冷器、加濕器、電機等）均有備份，風機采用無蝸殼、直連形式，電機外置，風機、箱體內板、箱體內部龍骨、風閥材質采用304不銹鋼，全段凝水盤，環(huán)形水溝圍堰基礎，60mm厚箱板，風機軸承油嘴外引，箱體外部加油潤滑，過濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體見圖2。設備中關鍵部件風機、表冷器、加濕器、電機及管路等均有備份，任何一個關鍵部件故障，立即啟動備份部件，無需停機，故障切換時間最短，安全可靠性高，設備占地面積小，系統(tǒng)控制簡單，投資費用相對用一備一低。避免用一備一設備及風管之間的漏風、串氣問題，可以確保設備及工藝生產全天候無間斷運行，但設備系統(tǒng)阻力較大，運行成本較高。圖2環(huán)境控制設備方案二俯視示意圖（3）兩種方案對比方案一的運行過程中損壞的設備部件，在切換到備用設備后即可以進行維修、更換處理，而方案二損壞的部件必須在生產線冷修建設時才能進行維修或更換；方案二相對方案一設備綜合占地面積小，綜合投資成本低，且避免用一備一設備與設備、設備與風管之間的漏風、串氣及冷凝水泄露等問題；方案二相對方案一故障切換操作簡單、時間更短。以上兩種方案，各有利弊，需要建設單位根據各自項目建設或設備改造實際進行考量選擇或優(yōu)化，進而設計出更加適用設備。3結語通過對生產工藝認