空气分离厂制氮效能提升-谈机组最佳化操作.PDF

空氣分離廠製氮效能提升-談機組最佳化操作 1 2 3 4 廖文河 楊士弘 余燿任陳瑞斌 1 瑞晶電子 riverl@ 2 瑞晶電子 danyang@ 3 瑞晶電子 uyz@ 4 瑞晶電子 alexc@ 摘要 公司廠區內中空氣分離廠起初單台壓縮機最 故與三福氣體 Global 技術部門討論評估，發 大設計量為 18,500 Nm3/hr，其製造出的氣氮(N2) 現有機會在不犧牲設備的可靠度與安全的情況 除供給廠內外，並以地下管路供給后里科學園區其 下，藉由製程改善及控制技術的調整，達到以不加 它友廠 (友達、聯相等)進而回饋本公司。因製程 開機台的方式來增加氮氣產出量。雖需藉由測試才 改變導致N2 需求量增加，經與三福氣體Global 技 能確定所能提升的氮氣量，但依需求量的預測（請 術部門測試評估，利用不增加空氣進氣量、減少冷 參考圖 1），初步目標設定在增加1,500 Nm3/hr 至 箱(cold box)內液氮製造量及增加後段氮壓機閥之 2,000 Nm3/hr 的氮氣，以期發揮最大效益。 開度，且不影響氣體分離廠整體運轉，與產出後的 氣體品質純度符合瑞晶要求之前提下。最後單台壓 2. 影響因子/實驗測試 縮機最大量由原先18,500 提升至20,300 Nm3/hr ， 2.1 影響因子： 進而有效地降低氣氮單位製造成本。 首先在製程專家的協助下針對氣體廠內部各 關鍵字：空氣分離廠、氣氮單位製造成本 參數與元件，藉由系統性的分析（請參考圖 2 ）， 1. 前言 將所有可能影響氮氣提升的限制因素列出。其中包 原先瑞晶空氣分離廠氮氣產出量為 18,500 括機械設備需考慮性能限制與安全規範，在品質方 Nm3/hr ，已達該廠單一壓縮機供氣設計值得上限。 面仍須符合規範要求…等。 廠內所生產的氣氮除供應給本廠外，還經由地下管 線供應給中科園區后里園區的其他氮氣使用者， 例：友達、聯相、達虹、太陽光電、友達晶材等。 氮氣的總需求量大於設計值時，則須利用其他生產 廠以槽車的方式運送液態氮或多啟動一套設備的 方式來滿足對於氮氣的需求。 不論使用槽車運送液態氮或是再啟動一套設 備，姑且不論經濟效益如何，都與今日節能省碳的 普世價值相違背。 圖2 製程分析圖 接著改善小組利用2X2 Matrix 圖（如圖3 ）， 圖1 氮氣需求預測圖 依影響大小與發生平率來做為影響增量的因素的 順序排列工具。 2.2 實驗測試： 壓縮機於加載時，為顧及安全與長期的操作可 靠度，則必須操作運轉於原廠建議的電流下。所以 於實際測試時須重新調整壓縮機電流值之警告點 與跳車點（如圖6 ）。 圖3 2X2 Matrix 排列結果發現：主空壓機馬達的安培數的限制 （請參考圖4 ）與壓縮機入口操控閥（Inlet