PCB行業(yè)節(jié)能改造案例分析

鄧四際 李長(zhǎng)生 嚴(yán)來(lái)良 安國(guó)義（深圳市深聯(lián)電路有限公司，廣東 深圳 518104）

PCB行業(yè)節(jié)能改造案例分析

Paper Code: S-125

鄧四際 李長(zhǎng)生 嚴(yán)來(lái)良 安國(guó)義
（深圳市深聯(lián)電路有限公司，廣東 深圳 518104）

文章通過(guò)PCB行業(yè)中潔凈室空調(diào)、濕工序藥水加熱系統(tǒng)、壓合加熱系統(tǒng)、水平線節(jié)能改造前后工作原理分析，及能耗情況對(duì)比，充分地證明了節(jié)能改造的科學(xué)性、有效性和經(jīng)濟(jì)性。

節(jié)能改造；潔凈室；濕工序；壓合；水平線

1 前言

國(guó)家為緩解資源環(huán)境約束，應(yīng)對(duì)全球氣候變化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力，制定了十二五節(jié)能減排規(guī)劃：2015年，全國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降16%、全國(guó)化學(xué)需氧量和二氧化硫排放總量比2010年各減少8%、全國(guó)氨氮和氮氧化物排放總量各減少10%、單位工業(yè)增加值（規(guī)模以上）能耗下降21%。

PCB作為電子產(chǎn)品的載體，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展而快步前行。數(shù)據(jù)表明，中國(guó)的PCB產(chǎn)值產(chǎn)量已經(jīng)位居世界首位。但要想使行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，環(huán)保治理、節(jié)能減排成為目前整個(gè)行業(yè)急需解決的課題。

我司為積極響應(yīng)國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)要求及節(jié)能減排的號(hào)召，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，利用先進(jìn)節(jié)能環(huán)保及資源綜合利用技術(shù)，確保在生產(chǎn)高效運(yùn)行的同時(shí)，做到節(jié)能降耗減排和資源循環(huán)利用，以符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和趨勢(shì)。

本文主要以三個(gè)不同的節(jié)能改造項(xiàng)目進(jìn)行案例分析，希望能給同業(yè)朋友起到拋磚引玉的作用。

2 項(xiàng)目一：恒溫恒濕潔凈室空調(diào)改造

電路板企業(yè)一般在內(nèi)外層圖形、阻焊、壓合工序設(shè)有恒溫恒濕潔凈室，以保證工具及設(shè)備工作的穩(wěn)定性，材料穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品品質(zhì)異常風(fēng)險(xiǎn)，減少報(bào)廢。潔凈室恒溫恒濕主要是通過(guò)空調(diào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，溫度控制（22±2）°，濕度控制（55±5）%。

恒溫恒濕潔凈室空調(diào)能耗十分驚人，有數(shù)據(jù)表明，其能耗是普通空調(diào)的10～15倍，故潔凈室的節(jié)能已不容忽視。

2.1 改造前工作原理

改造前恒溫恒濕潔凈室空調(diào)采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，其機(jī)組中表冷器將回風(fēng)及新風(fēng)混后冷卻降溫除濕，達(dá)到露點(diǎn)以下（表冷器出風(fēng)溫度通常在8 ℃ ～ 12 ℃），由于車(chē)間溫度控制為（22±2）℃，故不得不采用電加熱器把表冷器出風(fēng)露點(diǎn)溫度加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)行送風(fēng)，經(jīng)過(guò)與房間的空氣混合后達(dá)到車(chē)間溫濕度要求。在此空氣處理過(guò)程中，不可避免存在一個(gè)較大降溫、升溫的能量抵消的過(guò)程，即表冷器降溫與加熱器加溫對(duì)抗議，浪費(fèi)了大量的能源。

如圖1所示，空調(diào)一次室內(nèi)回風(fēng)C跟新風(fēng)A混合后，進(jìn)入主表冷器S冷卻降溫除濕，空氣中的水分被告凝結(jié)排出室外，從而達(dá)到除濕效果。但由于空氣經(jīng)過(guò)主表冷器S冷卻后，空氣溫度被降到12 ℃以下，現(xiàn)經(jīng)加熱器T加熱到車(chē)間所需的溫度，通過(guò)風(fēng)機(jī)I送入潔凈房?jī)?nèi)。故這種傳統(tǒng)的恒溫恒濕潔凈室空調(diào)系統(tǒng)能耗十分驚人。

總之，大量攜帶余能價(jià)值的回風(fēng)當(dāng)新風(fēng)處理，使回風(fēng)余能被浪費(fèi)。

2.2 改造后工作原理

恒溫恒濕潔凈室空調(diào)改造后，分別獨(dú)立調(diào)節(jié)新風(fēng)、回風(fēng)濕度和溫度，從而大幅降低空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗。通過(guò)采用智能控制器、室內(nèi)外溫濕傳感器和壓差傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)外的溫濕度及壓差變化，及時(shí)輸入中央處理器計(jì)算分析房間潛熱與顯熱負(fù)荷，根據(jù)中央處理器信號(hào)實(shí)時(shí)控制一次回風(fēng)與二次回風(fēng)、新風(fēng)風(fēng)量及冷凍水閥、加濕器電動(dòng)閥的開(kāi)啟度，保證空調(diào)送風(fēng)溫濕茺及壓差穩(wěn)定運(yùn)行，以滿足車(chē)間要求。

如圖2所示，其處理過(guò)程是：溫度控制--當(dāng)溫度傳感器P感應(yīng)到室內(nèi)顯顯熱負(fù)荷增加時(shí)，先調(diào)節(jié)閥門(mén)F、G開(kāi)度變大，如不能滿足室內(nèi)要求，再調(diào)節(jié)閥門(mén)V開(kāi)度。濕度控制—當(dāng)濕度傳感器O、P感應(yīng)到室內(nèi)外潛熱負(fù)荷增加時(shí)，先調(diào)節(jié)閥門(mén)G、F開(kāi)度變大，如不能滿足室內(nèi)要求，再調(diào)節(jié)閥門(mén)U、V開(kāi)度。

總之，大量攜帶余能價(jià)值的回風(fēng)在智能化系統(tǒng)下其余能被有效利用，起到了節(jié)能的效果。

2.3 改造后節(jié)能狀況

以上數(shù)據(jù)表明，恒溫恒濕潔凈室空調(diào)改造后節(jié)能效果明顯。

圖1

圖2

表1 恒溫恒濕潔凈室空調(diào)改造節(jié)能情況

3 項(xiàng)目二：濕工序藥水加熱系統(tǒng)改造

本次濕工序藥水加熱系統(tǒng)改造主要是針對(duì)包括沉銅、全板電鍍、圖形電鍍、沉金等工序，各工序相應(yīng)的藥水槽正常工作須在特定的溫度下進(jìn)行，如膨賬、除膠、除油、沉鎳、沉金等。

3.1 改造前工作原理

濕工序藥水加熱系統(tǒng)改造前使用直接加熱方式，采用純鈦換熱對(duì)槽液直接加熱，自動(dòng)控溫，能源為電能。

以電能作為能源對(duì)濕工序藥水進(jìn)行加熱，大量的耗電產(chǎn)生的成本已在生產(chǎn)成本中占有很大的比率。

3.2 改造后工作原理

濕工序藥水加熱系統(tǒng)改造后使用間接加熱方式，通過(guò)生物燃料加熱熱水爐，熱水通過(guò)藥水槽內(nèi)的蛇形鈦管對(duì)藥水加熱。

如圖3所示，生物燃料燃燒對(duì)熱水爐加熱，水溫控制在96℃，熱水經(jīng)循環(huán)水泵流經(jīng)各藥水槽蛇形鈦管進(jìn)行熱交換，各藥水槽設(shè)有溫控器及電磁閥，有效控制進(jìn)入蛇形鈦的熱水流量，以保證各藥水槽溫度處正常范圍。

我司使用的生物燃料是由生物質(zhì)組成的固體燃料，可替代柴油、天燃?xì)?、煤?duì)鍋爐進(jìn)行燃燒加熱，是可再生能源。

圖3

3.3 改造后節(jié)能狀況

表2 濕工序藥水加熱系統(tǒng)改造節(jié)能情況

目前國(guó)家暫時(shí)無(wú)生物燃料轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)煤的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，以上數(shù)據(jù)僅供參考。從企業(yè)實(shí)際出發(fā)，改造前用電量為162萬(wàn)kW·h/年，電費(fèi)價(jià)格以0.75元/kW·h計(jì)算，能耗成本為121.5萬(wàn)元/年，改造后生物燃料價(jià)格1 100元/t，年消耗240 t，成本為26.4萬(wàn)元/年，改造后能耗成本節(jié)約78.3%。

4 項(xiàng)目三：壓合加熱系統(tǒng)改造

使用天然氣對(duì)鍋爐進(jìn)行加熱，使鍋爐內(nèi)的煤油溫度達(dá)到240 ℃，加熱后的煤油利用油泵經(jīng)金屬管對(duì)壓機(jī)進(jìn)行熱交換，并用溫控器控制壓機(jī)熱盤(pán)不同時(shí)間段的溫度，從而使產(chǎn)品受熱符合工藝參數(shù)要求。經(jīng)過(guò)壓機(jī)進(jìn)行熱交換的煤油經(jīng)回流管道到回到鍋爐中循環(huán)使用。加熱流程如圖4所示。

改造前使用柴油對(duì)鍋爐中的導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，改造后使用天燃?xì)?。其?dǎo)熱油對(duì)壓機(jī)進(jìn)行熱交換的原理及方法不變。

因?qū)嵊蜏囟纫筝^高，因而采用天燃?xì)庾鳛槿剂隙巧锵┝稀?/p>

4.1 改造后節(jié)能狀況

從表3可以看出，改造使用天燃?xì)庾鳛槟芰掀鸬搅嗣黠@的節(jié)能效果。

圖4

表3 壓合加熱系統(tǒng)改造節(jié)能情況

5 項(xiàng)目四：水平線節(jié)能改造

5.1 改造前工作原理

噴淋水泵的功率輸出固定，產(chǎn)生的藥水壓力須高于使用需求（超出生產(chǎn)工藝參數(shù)范圍），調(diào)節(jié)噴淋閥門(mén)進(jìn)行減壓處理，以使噴淋壓力達(dá)到生產(chǎn)工藝參數(shù)范圍（圖5）。

噴淋閥門(mén)減壓用以抵消噴淋水泵輸出的多余功率，屬于能耗浪費(fèi)。

圖5

5.2 改造后工作原理

水平線噴淋管閥門(mén)全開(kāi)，變頻器跟據(jù)噴淋水壓情況（壓力表顯示）對(duì)噴淋泵輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使噴淋水泵最低限底地輸出功率，避免了輸出功率浪費(fèi)，即改造后噴淋水泵將不會(huì)產(chǎn)生多余的功率輸出。

5.3 改造后節(jié)能狀況

表4 恒溫恒濕潔凈室空調(diào)改造節(jié)能情況

對(duì)水平線增設(shè)變頻器改造，起到了良好的節(jié)能效果。

6 結(jié)論

文中提到的四個(gè)節(jié)能改造案例，在項(xiàng)目實(shí)施后都起到了顯著的節(jié)能效果，不僅使企業(yè)在成本控制上發(fā)揮了重要的作用，而且符合國(guó)家節(jié)能政策，在資源節(jié)約上起到了示范作用。

鄧四際，總經(jīng)理，擁有多年的印制電路板工藝研發(fā)管理、工程管理、品質(zhì)管理、生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。

Energy saving PCB industry case studies

DENG Si-ji LI Chang-sheng YAN Lai-liang AN Guo-yi

Through PCB industry clean room with air conditioning, heating system syrup wet process, lamination heating system, energy-saving work around the horizontal principle analysis, and comparison of energy consumption, this articled concluded the energy saving adequately proved the scientific validity and economy.

Energy-Saving; Clean Room; Wet Process; Lamination; Horizontal

TN41

A

1009-0096（2014）04-0220-04