电解铜箔洁净厂房的设计与说明

别良伟

（金川集团铜业有限公司 铜箔分厂，甘肃 金昌 737100）

1 引言

电解铜箔是我国电子信息产业重要的基础材料之一，主要应用在新能源汽车、3C数码产品、储能系统、通讯设备、汽车电子等终端应用领域，主要用于导电和信号传输，有“神经网络”之美誉［1］。随着电子产品向微型化、尖端化高速发展，对电子材料性能的要求也越来越高，对其品质的要求也逐步增加，对铜箔表观质量、物理性能、稳定性、均匀性也提出了更高的要求［2］。

生产环境是影响电解铜箔质量的主要因素，若电解铜箔的生产区域、表面处理工序、分切成品包装区域密封不好，洁净等级不高，厂房内悬浮的尘埃物较多，容易在铜箔表面形成压坑、凸点、针孔等问题，湿度过大容易造成铜箔表面氧化，最终影响铜箔产品品质［3］。国内某公司新建铜箔项目，其中生箔、分切主厂房属于洁净车间，总净化面积约为1000m2，厂房净高为8m，其中生箔区域面积约为600m2，温度要求18~26℃，湿度≤50%，正压≥5Pa，净化等级按照30万级设计。分切区域面积约为400m2，温度要求18~26℃，湿度≤45%，正压≥10Pa，净化等级按照十万级设计。本文根据生箔、分切成品包装区域的净化等级、温度、湿度等要求，分别从空调送风形式、空调箱机组配置、自控系统、制冷系统等方面进行设计与说明，并给出了主要设计参数及设备选择，确保满足电解铜箔的生产对空气洁净度的需求。

2 洁净空调系统送风方式

洁净空调系统气流组织方式分为顶送侧回和侧送侧回，如图1。

图1 洁净空调系统送风形式

顶送侧回气流组织较为均匀，紊流状态和洁净死角区域比侧送侧回好一些，整个车间空气均匀，洁净度完全保证，温湿度均匀，容易达到设定指标，各个区域均满足生产要求［4］。而侧送侧回在送风口以上空间无法净化处理，在厂房高度方向会形成温度梯度，造成车间温湿度的不均匀性，难以保证工艺要求，但是运行方式换气次数小，较为节能。

综合考虑，空调的送风形式采取顶送侧回。

3 洁净室围护结构系统

（1） 顶部：在原有车间行车上部架设洁净顶板，采用单玻镁彩钢岩棉夹芯板吊顶（单面抗静电），吊顶板上装设高效送风口和洁净灯具。其中：吊顶板厚度50mm，双面彩钢板，颜色为白灰，厚度0.476mm，岩棉容重120kg/m3。高效送风口采用美国AAF产品，过滤效率等级为H13。洁净灯具为不锈钢斜边吸顶式洁净灯具，LED灯管。

（2）墙体：彩钢岩棉夹芯企口板（单面抗静电），厚度50mm。双面彩钢板，颜色为白灰，厚度0.476mm，岩棉容重120kg/m3。墙体与地面用铝合金地龙骨和膨胀螺钉固定，保证彩钢板墙体不晃动。

（3）地面：2mm找平层，3mm防静电环氧自流坪，货物通道部分铺设4mm厚不锈钢板。

（4）分切间与生箔间隔断：采用钢结构框架，贴覆全透明亚克力板，厚度5mm，用自钻自攻螺钉固定于钢结构框架上。隔断中间设置1樘PVC快速卷帘门，尺寸为3m×3m。

4 净化空调机组系统

生箔间、分切间采用组合式空气处理机组集中送风空气系统，新风经新风空调机组预处理后送入组合式空调机组，包含冰水主机、空调箱、冷冻水和冷却水系统及相关设备、空调送风回风系统、空调及冷冻站自控系统等。

图2 空调机组示意图

（1） 新风空调：机房外墙设置防雨铝合金百叶，带尼龙网预过滤器（可用水冲洗，便于日常维护），新风空调箱取机房内部空气，新风经新风空调机组制冷或加热预处理后送入生箔和分切空调机组。新风机组1台，风量约40000m3/h。

（2）生箔间、分切间空气处理机组：来自新风空调的新风和车间回风混合后，再次制冷或加热、加湿处理，达到要求后通过风管送入车间。生箔间机组1台，风量约80000m3/h。分切间机组1台，风量约45000m3/h。

目前我国国有企业在内部控制活动中还存在一定的问题。比如：缺乏系统而有效的内部控制体系，特别是在岗位分工上缺乏明确性，并未将完善的、有效的绩效考核制度与监督体制融合在一起，部分国有企业内部感觉像一盘散沙，在内部控制活动中杂乱无章。再例如：有的国有企业虽然建立了内部控制制度但是并未落实到实处，虽然这些企业已经制定了纸质的文字东西，但是在具体实施与执行过程中并未实际利用这些制度；还有的国有企业倚仗自己的竞争优势，不认真研究市场环境变化，固步自封。

（3）净化处理主要依靠初、中、高三级过滤器单元实现，因此，选用过滤器的型号和规格直接决定车间内的空气品质［5］。本次空调机组的过滤系统由初效、中效、亚高效、高效段组成。

①考虑新风风沙大，采用新风二级初效过滤处理。一级板式过滤器（G3，铝合金网板）挡住大颗粒，清洗相对较为容易。二级初效过滤器（G4）为袋式，可清洗。

②风机段后设置中效过滤器（F8）和高效过滤器（H13），对空气质量进行深度处理，达到室内需求的30万级和10万级。

（4）箱体结构：

①机组框架采用足够强度的经防腐处理的型钢框架。机组壁板为高压聚氨脂发泡隔热复合板，壁厚为50mm。壁板外表面采用0.5mm厚白色彩色钢板，内表面为0.35mm厚度镀锌钢板板，外表面包覆塑料薄膜。

②空调机组的检修门为新型塑钢门，按照功能要求，正压段为内开，负压段为外开，风机段检修门为玻璃门。机组内各检修段均设有安全照明。

③箱体正压承压值：2000N/m2；箱体负压承压值：－2000N/m2。机组漏风率在机内静压保持1000Pa时不大于1%。

（5）表冷器：表冷器为铜管串铝片结构，肋片整齐，片距均匀，无裂纹、毛刺，无明显的碰撞损坏，表冷器气密试验和耐压试验的试验压力为16kg/cm2（采用气压水试漏法)。

（6）加热器：采用钢管轧铝片结构。试验压力为16kg/cm2（采用气压水试漏法)。

（7）风机作为空调机组的送风设备，要具有长寿命、免维修的特点。电机底座为经防腐处理的框架支架。

（8）冷水机组整机采用特灵等知名品牌产品。冷水主机总冷量约817kW。

5 空调机组自动控制系统及要求

空调本体的运行主要控制点有湿度控制、温度控制、风量控制和净化处理［6］。空调机组通过自动控制系统，实现对车间压差、温度、湿度、每段过滤器两侧压差、车间正压、风机电机变频、风阀及防火阀自动控制，并能将信号或数据传到分布式控制系统（Distributed Control System，简称 DCS 系统）。预留互联网接口，能远程显示，并对于超出设定值的数值能报警提醒。其中生箔区域和分切区域设置温度、湿度监测装置各3套，并能远传到DCS系统。

自控系统主要设备有：中央监控电脑，可编程控制器、触摸屏、温湿度传感器、静压传感器、压差开关、阀门及执行器、风阀执行器等，系统架构图见图3。控制系统要求：

图3 系统架构图

（1）防火阀与送排风机联锁，当火灾报警时，由消防控制装置连锁自动关闭防火阀和对应的送、排风机。

（2）空调系统的初效，中效、亚高效设置压差报警及显示，当过滤器阻力大于终阻力时清洗或更换，并显示滤网的实际压力。

（3）室内温湿度控制：空气温度由组合空调自动控制系统根据回风温度调整表冷段和加热段管路上的电动阀门开度，调节（升高或降低）送风温度，其送风湿度控制为采用表冷段减温降湿满足车间湿度要求。

（4）空调系统为定风量系统，风机采用变频风机，通过风机变频调节来满足设计要求。 当过滤器阻力变大，相应调整风机频率，保证送风量能满足室内要求。

（5）考虑系统的整体节能控制，制冷站机房配置制冷站群控系统，以完成制冷站所有设备的智能控制。其中具备冷水主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔设备运行、故障、手/自动状态监测；冷冻水供回水温度、压力监控、流量监测；冷却水供回水温度监控等功能。

6 结论

铜箔车间洁净厂房的设计与施工已成为电解铜箔生产环境的主要因素，根据国内某铜箔企业对生箔、成品包装区域的净化等级、温度、湿度等要求，分别从空调的送风形式、洁净室围护结构系统（顶部、墙面、地面等），净化空调机组系统的设备配置、自控系统、制冷系统等方面进行设计与详细说明，给出了主要设计参数及设备选型，确保了生箔区域净化等级达到30万级，分切包装区域净化等级达到10万级，温度，湿度，正压均达到设计要求，为生产高品质电解铜箔创造良好的生产环境，同时对铜箔行业新建铜箔项目的洁净厂房设计与施工提供一定的参考依据。