单晶炉热平衡和热效率及综合能耗的计算方法.pdfVIP

单晶炉热平衡和热效率及综合能耗的计算方法 1 范围 本标准规定了单晶炉热平衡、热效率和综合能耗的计算方法。 本标准适用于单晶硅棒生产工序的单晶炉热平衡、热效率及综合能耗的计算。对于其它类型的电阻 炉热平衡、热效率及综合能耗的计算可参照采用本标准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本 （包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2589 综合能耗计算通则 3 热平衡测试与计算基准 物料平衡和热平衡计算单位 物料平衡、热平衡的计算单位分别为kg、kJ。 基准温度与基准压力 以单晶炉车间内的环境平均温度为基准温度。 基准压力为1个标准大气压，即101325 Pa。 热平衡测试范围 以单晶炉炉体为边界，即炉体外壳、进气口端口及真空管道排气端口为边界设定的热平衡系统。 热平衡测试工况和测试频次 单晶炉至少正常运行一个生产周期后方可进行测试，每次测试要覆盖一个完整的生产周期，且测试 次数不低于2次。 4 测定项目及测定方法 测定前的准备 4.1.1 准备好测定用仪表；进行必要的校正，使之达到规定的精度。 4.1.2 布置测量点，开设测量孔，安装测量仪表，进行单项检测。 热平衡方框图 4.2.1 单晶炉的热平衡如图1所示。 1 图1 热平衡方框图 注： 收入热量 （kJ）： ——入炉气体带入的显热； ——入炉多晶硅原料带入的 ——入炉加料管带入的显 显热； 热； ——电加热的输入热量； ——进口冷却水的显热。 支出热量 （kJ）： ——出炉气体带出的显热； ——出炉单晶硅棒带出的显 ——出炉加料管带出的显 热； 热； ——出口冷却水的热量。 ——壁面热损失； ——炉体孔口热辐射 损耗。 4.2.2 单晶炉体系的划分，以炉体外壳和端口为界，气体以离炉体进出口最近的测点为界。 测定时间 在生产稳定的条件下，总连续测定时间不少于一个生产周期。 注：生产周期是指从设备二次加料状态开始，完成一个完整二次加料工艺后重新回到二次加料初始状态的时间。 测定项目 测定项目包括温度、气体成分、电加热功率、质量。 温度项目：进口气体温度 、出口气体温度 、入炉多晶硅原料温度 、出炉硅单晶棒温度 、入 炉加料管温度 、出炉加料管温度 、进口冷却水温度 、出口冷却水温度 、第i段炉体结构外壁面 的温度 、环境温度 。 气体成分及其质量浓度项目：进口气体组分及每个组分气体对应的质量浓度、出口气体成分及每个 组分气体对应的质量浓度。 2 电加热功率：电加热功率 （炉体沿轴向分段加热，代表第 段电加热的功率）。 质量测定项目：进口气体质量流量 、出口气体质量流量 、冷却水质量流量 、入炉多晶硅 原料质量 、出炉硅单晶棒质量 。 5 物料平衡计算方法 物料平衡图 见图2。 图2 物料平衡图 收入项 5.2.1 入炉多晶硅原料质量 单位为千克 （kg）。 5.2.2 入炉气体质量 单位为千克 （kg），按公式 （1）计算： ……………………………………………… （1） 式中： ——时刻τ的进口气体质量流量，单位为千克每秒 （kg/s）； ——在线数据采集仪器的数据采集时间间隔，单