利用200MW太阳能电池生产加工项目安全预评价报告书.doc

利用200MW太阳能电池生产加工项目安全预评价报告书前 言*实业有限公司成立于2008年12月17日，由*股份有限公司和深圳市*锂电池有限公司发起成立。该公司拟建1000MW/a太阳能电池生产项目，一期拟建成生产能力200MW/a太阳能电池项目。根据国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理局关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知（发改投资20031346号）及*省建设项目安全设施监督管理办法（*省人民政府令第1252007号）的要求，该建设项目需要进行项目安全预评价，由此，*实业有限公司委托*安全科技咨询服务有限公司对其公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目进行安全预评价。*安全科技咨询服务有限公司是具有国家乙级安全评价资质的评价机构（资质证书号：）。我公司在接受委托后，组成预评价项目组进行现场勘察和资料收集工作，组织有关专家和安评人员对建设项目可行性报告及相关资料内容进行了研究，分析、预测该项目可能存在的危险、有害因素的种类和危险程度，提出消除、预防和控制危险和有害因素，确保项目安全生产对策措施，最终依据安全评价通则（AQ8001-2007）和安全预评价导则（AQ8002-2007）的要求，编制形成了*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目安全预评价报告。目 录1安全预评价过程11.1前期准备情况11.2安全预评价目的11.3评价对象和范围11.4安全预评价程序22安全评价依据32.1法律法规32.2标准规范52.3收集的文件、资料83建设项目概况93.1建设单位简介93.2建设项目概况93.2.1项目地理位置及周边环境103.2.2自然条件103.2.3总图及平面布置143.2.4项目规模153.2.5工艺技术及流程153.2.6主要原辅料及产品263.2.7主要设备设施及建构筑物273.2.8公用工程313.2.9辅助设施334危险有害因素辨识结果及依据说明374.1危险有害因素辨识与分析374.1.1物质危险有害因素辨识与分析384.1.2生产工艺过程危险有害因素辨识与分析654.1.3公用工程及辅助设施危险有害因素辨识与分析724.1.4周边环境与平面布置危险有害因素辨识与分析844.1.5作业环境危险有害因素辨识与分析854.1.6人的危险有害因素辨识与分析874.1.7自然条件危险有害因素辨识与分析884.1.8安全管理危险有害因素辨识与分析894.1.9重大危险源辨识904.2危险、有害因素辨识结果934.2.1火灾事故危险因素934.2.2爆炸事故危险因素944.2.3灼烫危险因素954.2.4中毒窒息危害954.2.5电气事故危险因素964.2.6粉尘危害因素964.2.7机械伤害事故危险因素964.2.8高处坠落危险因素964.2.9高温辐射、紫外（射线）线辐射974.2.10起重伤害事故危险因素974.2.11物体打击伤害危险因素974.2.12车辆伤害事故危险因素984.2.13噪音有害因素984.2.14淹溺事故危害因素984.2.15自然危害984.2.16人的危险有害因素995评价单元的划分1005.1评价单元的划分1005.1.1评价单元的划分原则1005.1.2评价单元的确定1015.2评价方法的选用及理由说明1025.2.1评价方法的选择1025.2.2评价方法的介绍1026定性、定量分析危险、有害程度的结果1066.1安全条件单元评价与分析1066.2总平面布置单元评价与分析1096.3主要设备设施及工艺单元评价与分析1126.3.1预先危险性分析1126.3.2作业条件危险性评价法1176.3.3起重作业事故树分析1186.4公用工程及辅助设施单元评价与分析1216.4.1公用工程及辅助设施单元预先危险性分析1216.4.2作业条件危险性评价1276.4.3蒸气云爆炸事故后果模拟1286.4.4物理爆炸模拟1296.4.5触电事故树分析1316.5事故案例分析1346.5.1案例一：辽宁省铁岭市清河特殊钢有限公司钢水包脱落重大伤亡事故1346.5.2案例二：起重伤害事故1376.5.3案例三：泄露、中毒事故案例1416.5.4案例四：禁忌物品混放爆炸事故1426.5.5案例五：新密市某镇造纸厂锅炉爆炸事故1476.5.6案例六：江西某钢厂3人盲目进贮氧罐作业被烧死1487安全对策与建议1507.1安全对策措施的依据和原则1507.2安全对策措施与建议1507.2.1总平面布置1507.2.2主要生产工艺及设备设施1547.2.3公用工程1687.2.4辅助设施1757.2.5安全管理1877.2.6应急救援要求1928安全预评价结论1978.1单元评价结论1978.1.1安全条件单元结论1978.1.2总平面布置单元结论1978.1.3主要设备设施及工艺单元结论1978.1.4公用工程及辅助设施单元结论1988.1安全预评价结论199附件2001安全预评价过程1.1前期准备情况我公司在接受*有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目安全预评价委托后，在进一步了解项目实际情况的基础上与建设单位进行协*、确定了本次评价的对象和评价范围。然后公司组织项目评价组对*有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目进行了现场调研，收集、整理了安全评价所需的各种文件、资料和数据，作为后续评价工作的基础。1.2安全预评价目的本次评价主要根据*有限公司提供的关于一期200MW/a太阳能电池生产项目可行性研究报告及其他相关资料，分析、辨识该项目存在的危险有害因素，分析评价危险有害因素导致事故发生的可能性和严重程度，据此提出安全对策措施，为项目安全设施设计、政府安全监管和企业安全管理提供依据，以提高项目本质安全程度。1.3评价对象和范围本次安全预评价的对象是*有限公司提供的关于1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目，评价范围是*有限公司提供的关于1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目涉及的拟建厂址外部条件与项目之间相互影响的关系，太阳电池项目一期生产工艺技术，一期项目涉及的设备设施、公用工程和辅助设施。本次评价范围不包括拟建后期项目部分和其预留用地部分，不涉及该公司其他生产经营范围和设备设施。1.4安全预评价程序安全预评价程序为：前期准备；辨识与分析危险、有害因素；划分评价单元；定性、定量评价；提出安全对策措施建议；做出预评价结论；编制安全预评价报告。安全预评价程序如下图：编制安全预评价报告辨识与分析危险、危害因素选择评价方法划分评价单元定性、定量评价提出安全对策措施建议 做出评价结论前期准备 图1.1 安全预评价程序框图2安全评价依据2.1法律法规（1）中华人民共和国安全生产法（中华人民共和国主席令【2002】第70号）（2）中华人民共和国消防法（中华人民共和国主席令【2008】第6号）（3）中华人民共和国职业病防治法（中华人民共和国主席令【2001】第60号）（4）中华人民共和国劳动法（中华人民共和国主席令【1994】第28号）（5）危险化学品安全管理条例（国务院令【2002】344号）（6）使用有毒物品作业场所劳动保护条例（国务院令【2002】第352号）（7）特种设备安全监察条例（国务院令【2009】第549号）（8）易制毒化学品管理条例（国务院令【2004】第445号）（9）危险化学品名录（2002版）（安监总局令【2003】第1号）（10）剧毒化学品目录（安监总局令【2003】第2号）（11）劳动防护用品监督管理规定（安监总局令【2005】第1号）（12）生产经营单位安全培训规定（安监总局令【2006】第3号）（13）关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知（国家发改委、国家安全生产监督管理局 发改投资【2003】1346号）（14）关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字【2004】56号文件）（15）危险化学品建设项目安全设施目录（试行）（安监总危化【2007】225号）（16）仓库防火安全管理规则（公安部令【1990】第6号）（17）起重机械监督检验规程（国质检锅【2002】296号）（18）有毒作业危害分级监察规定（原劳部发【1994】50号）（19）爆炸危险场所安全规定（原劳动部劳部发【1995】56号）（20）压力管道安全管理与监察规定（劳部发【1996】140号）（21）工作场所安全使用化学品规定（劳部发【1996】423号）（22）压力容器安全技术监察规程（质技监局锅发【1999】154号）（23）锅炉定期检验规则（质技监局锅发【1999】202号）（24）气瓶安全监察规定（国家质监局令【2003】第46号）（25）特种设备注册登记与使用管理规则质技监局锅发【2001】57号（26）锅炉压力容器使用登记管理办法（国质检锅【2003】207号）（27）职业病危害因素分类目录（卫法监发【2002】63）（28）剧毒高毒物品目录（卫法监发 【2003】142号）（29）企业安全生产风险抵押金管理暂行办法（财建【2006】369号）（30）危险化学品登记管理办法（经贸委令【2002】第35号）（31）*省安全生产条例（*省第十次人民代表大会常务委员会第二十次会议【2005】）（32）*省建设项目安全设施监督管理办法（*省人民政府【2007】第125号令）（33）关于开展重大危险源检测评价报备和监管定期报告工作的通知（陕安监管发【2008】112号）（34）*省化学危险品安全管理规定（试行）（陕政发【2001】48号）（35）*省安全生产监督管理局关于进一步加强全省装备制造、轻工、纺织、烟草、贸易、电力、国防工业、信息产业等建设项目安全设施监督管理工作的通知（陕安监管发【2008】50号）2.2标准规范（1）建筑设计防火规范GB 50016-2006（2）建筑物防雷设计规范GB 50057-1994（2000）（3）建筑抗震设计规范GB 50011-2001（及2008修改单）（4）构筑物抗震设计规范GB 50191-93（5）工业企业总平面设计规范GB 50187-1993（6）工业建筑防腐蚀设计规范GB 50046-2008（7）锅炉房设计规范GB 50041-2008（8）压缩空气站设计规范GB 50029-2003（9）储罐区防火堤设计规范GB 50351-2005（10）工业金属管道设计规范GB 50316-2000（11）供配电系统设计规范GB 50052-1995（12）低压配电设计规范GB 50054-1995（13）工业与民用电力装置接地设计规范GBJ 65-1983（14）厂矿道路设计规范GBJ 221987（15）建筑灭火器配置设计规范GB 50140-2005（16）重大危险源辨识GB 18218-2000（17）爆炸性气体环境用电气设备GB 3836-2000（18）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定GB 50058-2001（19）机械安全 指示、标志和操作GB 18209-2000（20）常用危险化学品贮存通则GB 15603-1995（21）易燃易爆性*品储藏养护技术条件GB17914-1999（22）机械防护安全距离GB 12265-1990（23）机械设备防护罩安全要求GB 8196-1987（24）工作场所有害因素职业接触限值 第一部分：化学有害因素GBZ 2.1-2007（25）工作场所有害因素职业接触限值 第二部分：物理有害因素GBZ 2.2-2007（26）防止静电事故通用导则GB 12158-2006（27）安全标志及使用导则GB 2894-2008（28）系统接地的型式及安全技术要求GB 14050-2008（29）用电安全导则GB/T 13869-2008（30）消防安全标志GB 13495-1992（31）消防安全标志设置要求GB 15630-1995（32）固定式钢直梯安全技术条件GB 4053.1-93；（33）固定式钢斜梯安全技术条件GB 4053.2-93；（34）固定式工业防护栏杆安全技术条件GB 4053.3-93；（35）石油化工企业设计防火规范（GB 50160-2008）（36）工业企业设计卫生标准GBZ1-2002（37）工业企业厂内铁路、道路运输安全规程GB 4387-1994（38）生产过程安全卫生要求总则GB 12801-1991（39）生产过程危险和有害因素分类与代码GB/T 13861-92（40）辐射防护规定GB 8703-88（41）氧气站设计规范 GBJ 50030-91（42）氧气及相关气体安全技术规程GB16912-1997（43）永久气体气瓶充装规定GB13591-92（44）劳动防护用品选用规则GB/T 11651-1989（45）毒害性*品储藏养护技术条件（GB 17926-1999）（46）危险场所电气防爆安全规范AQ 3009-2007（47）生产经营单位应急预案编制导则AQ.T 9002-2006（48）安全评价通则AQ8001-2007（49）电子工业职业安全卫生设计规定SJ 30002-92（50）压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类HG 20660-2000（51）非金属压力容器安全技术监察规程TSG R 0001-2004（52）起重机械安全技术监察规程TSG Q0002-2008（53）锅炉安全技术监察规程TSG G 0001-2008（54）剧毒化学品库安全防范技术要求DB 11.529-20082.3收集的文件、资料（1）*有限公司与*安全科技咨询服务有限公司签订的委托书（2）*有限公司提供的关于一期200MW太阳能生产项目可行性研究报告及其他基础资料（3）新编危险物品安全手册（化学工业出版社2001.4第1版）（4）实用工业硅技术（化学工业出版社2005.4）（5）太阳能光伏发电应用技术（电子工业出版社2009.1）3建设项目概况3.1建设单位简介*实业有限公司成立于2008年12月17日，由*股份有限公司和深圳市*锂电池有限公司发起成立。公司注册地址：*市*循环工业区*产业园区，法定代表人：*，注册资本：15000万人民币，注册经营范围：太阳能电池、太阳能电站及其部件、锂离子电池、电池材料和汽车零部件的研发、生产，自产产品的销售及出口业务。*股份有限公司成立于1995年，法定地址在*，是一家在香港上市的中国民营企业。*股份有限公司现拥有IT零部件制造和汽车制造两大产业。IT 零部件主要产品包括锂离子、镍镉、镍氢充电电池，液晶显示屏模组，塑胶壳，键盘，柔性电路板，摄像头，振动马达。汽车产品涵盖从800cc到2400cc的各种高、中、低端系列轿车。公司现有员工约1600多人。3.2建设项目概况由于传统燃料能源正在日趋减少，对环境造成的危害也日益突出，可再生能源是人类改变能源结构，维持长远可持续发展的希望，太阳能则以其独有的优势成为人们关注的焦点。在国内外光伏市场巨大潜能的推动下，为满足市场对太阳能硅片及光伏电池的需求，发展我国光伏产业，由*股份有限公司和深圳市*锂电池有限公司注资发起成立*实业有限公司，拟建成1000MW/a太阳能电池项目，一期建成200MW/a太阳能电池项目。*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目已由*实业有限公司于2008年11月完成太阳能一期年生产能力200MW项目可行性研究报告初稿，并于2008年12月3日经*市发展和改革委员会*市发展和改革委员会关于*股份有限公司建设200MW/a太阳能电池一期MW/a项目核准的批复（*发改发2008658号）项目核准。3.2.1项目地理位置及周边环境*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目厂址位于*（州）*循环工业经济园区*现代材料工业园内，地处*市东10km，*高速公路*东收费站出口引线与*桥交汇处东侧，行政区划属*州区境内。厂址东面为农田。厂区南面为*和*，南距最近居民住房约60m，距*以南王党小学约600m。厂区西面临*高速公路*东收费站出口引线，*为*大桥，距高速*东收费站约250m，厂区围墙距高速出口引线路基约8m左右。厂区北边临*，*以北为312国道，厂区距*约20m，距312国道300m以上，距北面铁路线约1km。厂区所在地周边主要为农作物，无重要公共建筑。3.2.2自然条件（1）所在地气候、气象*市地处*省东南部，与豫、鄂两省接壤，*8，总面积19293km2。*市设*州区，洛南县、*凤县、*南县、山阳县、镇安县、柞水县六县一区，196个乡镇。*山区地跨长江、黄河两大流域，处在冬夏季风与青藏高原环流的交汇地带，形成冬干夏湿、干湿季分明的季风气候。主要气候特征是，四季分明，水热同季，气候地带性过渡明显，垂直气候差异显著，气候类型复杂多样。*地区位于秦岭南麓，受地型和大气环流影响及秦岭山脉的阻挡作用，气候地带性过渡非常明显。根据气候带分级标准与植被分布，*市气候在纬向变化上东南部和南部具有北亚热带气候特征。随着纬度和海拔高度的增加，逐渐向暖温、温和温凉气候过渡。山地气候的地带性过渡，使自然景观和农业生产结构发生明显差异，因而*市有发展多种经营潜力。同时，由于雨热同季为生物的生长发育提供了良好的自然生态环境，水热优势可以得到充分发挥，大大提高了太阳辐射能利用的有效性。厂区所在地*周区属于北部暖温带气候区和中部、南部的北亚热带气候区的过渡区，气候温暖、雨量充沛、四季分明、冬无严寒、夏无酷暑。据2001年至2003年的气象资料统计：年均气压956.4hpa，年均气温14.2，极端最高气温40.5，极端最低气温-10.5，年均降水量786.3mm，月最大降水量75.7mm，年均风速1.7m/s，静风频率较高为52%，主导风向为东（E）风（频率为11%至13%），次主导风向为东南东（ESE频率为7%），再次风向为南南西、南西风（SSW、SW频率为3%到4%），地形地貌复杂，具有显著的山地气候特征。（2）厂址位置地形、地貌拟建*实业有限公司位于*高速路出口以东，*（州）*循环工业经济园区*现代材料工业园内，南为*，北为*河，地表较平坦，地貌单元属*河高漫滩。（3）地质条件a.工程地质根据区域地质资料及部分厂区地质勘探报告，地层自上向下主要为：粉质粘土：褐红色，稍湿湿，可塑硬塑，厚度23m。中粗砂：灰白色，稍湿湿，中密，含卵砾石，分布在厂区部分地段，呈透镜体状。卵石层：杂色，中密，磨圆好，级配良好，主要以中粗砂充填，主要风成为灰岩、砂岩、花岗岩，夹中、细砂薄层或透镜体，根据调查层厚在3m以上。砂岩、砂砾岩：砖红色，下第三系地层，巨厚层，走向近南北，倾向东，倾角30。半交结，强风化至中等风化。上部土层承载力较低，中粗砂、卵石层、砂岩、砂砾岩承载力为200320kPa，是良好的天然地基持力层及下卧层，主要建筑物一般可采用天然地基，局部可进行换填或垫层处理。拟建场地内无不良地质作用和现象。b.水文地质*山区地跨长江、*两大流域，河流密布，共72500余条，其中流长10公里以上的约240条，集水面积100平方公里以上的67条，河网密度每平方公里1.3公里以上。主要河流有*、*河、*河、*河、*五大水系。此外，还有几条独流出境的小河，如*河、*河、*河、*河及*河。属*河流域的只有*河、*河两条，流域面积占全市土地面积的14.7，其余河流均属长江流域，流域面积占全市土地面积的85.3。*最大，发源于*州西部的秦岭山脉，流经*州、*、*三县区，向东南出省境入*、*，注入*，在本市境内流长260公里，集水面积6950平方公里。厂区北临*，20年前曾有洪水上岸，上游修有23座水库。*市水务局河道水库管理处于2009年1月开始建设*两岸50年一遇防洪堤，现已投入使用。厂址地下水为第四系孔隙潜水，地下水埋深一般为5.0m左右。根据*工业区1#和2#厂房岩土工程勘察报告（详勘阶段）资料，2008年12月1日勘察实测（平水期）场地地下水稳定水位埋深2.4m3.22m，相应水位标高664.75m665.4m，地下水位变幅1.0m左右，地下水类型为潜水，地下水总的径流趋势由西南向东北。（4）地震烈度据历史记载，*共发生地震7次，3级以上3次，3级以下4次，历史最大震级4级。其中：公元1486年6月，*发生4级地震；公元1552年，*发生4级地震；公元1957年1月30日，*市西发生4级地震。现有资料表明，本区历史上无强震发生，是一个弱震区，呈现出地震活动强度小、频率低的特点。根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001图A1，1：400万），拟选厂址处于地震动峰值加速度0.10g与0.05g界限附近，靠近0.05g一侧。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A，*抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组。3.2.3总图及平面布置根据*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目可行性研究报告中拟总平面布置情况，*实业有限公司1000MW/a太阳能电池项目厂区总占地面积为270218平方米，呈现不规整的梯形，东西长965米，南北宽268米。厂区共设两个大门，均位于西面，西北大门为主大门，主要供人流和成品运出，西南大门为生活区通道。后期项目拟于东南开设生产区次入口位置一个。一期200MW/a太阳能电池项目用地16.67万平方米。厂区分为生产区、办公与生活区两个部分。厂区由北至南分为四排设置，最北边一排为项目公用工程及辅助工程设施布置区，包括堆料区、变电站、排洪站、纯水站、循环水站、空压站、负压站、硅烷站、废水处理站、危险化学品库、剧毒品库及罐区等。公用工程辅助工程以南一排为一期项目生产厂房，由西向东布置为：1#厂房、2#厂房；办公生活区布置于厂区最南面一排，拟设置管理人员宿舍2座、职工宿舍3座、食堂2座，以及生活运动场地等；一期生产厂房区和办公生活区之间以及厂区东南部十五部用地为二期预留生产厂房区。拟建厂区平面布置紧凑，功能分区明显。厂区共设东南、西北厂区道路各三条，主道路宽12m，次道路宽一般为7m。厂区各功能区均形成环形通道。项目平面布置详见附件图：*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目平面布置图。3.2.4项目规模*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目用地16.67万平方米，拟建项目规模为太阳能电池200MW/a，配套组件封装200MW，拟建项目总投资额29995万人民币，固定资产19995万人民币。预计年实现销售收入102400万元，利润37570万元，新增就业岗位1600余个。3.2.5工艺技术及流程太阳能电池又称光伏电池，是直接将光能转换为电能的一种器件。*实业有限公司1000MW/a太阳能电池一期200MW/a项目产品即为晶体硅太阳能电池及组件，项目拟整合整个太阳能电池产业链，生产过程可分为五个阶段：工业硅熔炼、工业硅提纯、铸锭及切片、电池生产、组件封装。项目采用的主要工艺技术如下：（1）工业硅熔炼工艺技术与流程该项目工业硅熔炼拟采用碳热还原法，以硅石为原料，石油焦为还原剂，在埋弧电炉内，1800左右温度下被还原，总的还原反应原理如下：SiO2+2CSi+2CO2在实际的生产中硅石的反应是比较复杂的。从冷却状态的炉内出发，实际生产中炉内发生的反应是：炉料入炉后不断下降，受上升炉气的作用，温度不断升高，上升的SiO有如下反应：2SiOSi+SiO2炉料继续下降，当温度升高到约1800以上时，有下列反应：SiO+2CSiC+COSiO+SiC2Si+COSiO2+CSiO+CO当温度再升高时，有以下反应：2SiO2+SiC3SiO+CO在电极下有如下反应：SiO2+2SiC3Si+2CO3SiO2+2SiCSi+4SiO+2CO炉料在下降过程中有如下反应：SiO+COSiO2+C3SiO+CO2SiO2+SiC熔炼中反应大部分是在熔池底部料层中完成的，碳化硅的生成、分解和一氧化硅的凝结，又是以料层内各区维持温度分布不变为先决条件的。原料在电炉内发生的各种反应如图3-1所示：0.08Si1.08SiO2SiC远离反应区的原料发生的反应：SiO+2C+0.16SiO0.08SiO2+0.08Si中心反应区的原料发生的反应：1.08SiO2+SiC0.92Si+1.16SiO+CO1.16SiOCOSi2COSiO2+2C图3-1 原料在电炉内发生的各种反应工业硅熔炼工艺流程如下（见图3-2工业硅熔炼工艺流程简图）：破碎清洗破碎预处理分级分级称量称量混料石英矿还原剂电弧炉熔炼烟气硅液炉渣精炼浇铸挑渣破碎除尘器收集工业硅入库合金入库微硅粉入库冷却图3-2 工业硅熔炼工艺流程简图a.破碎：将采购来的大块石英矿石和还原剂石油焦，采用人工破碎方式破碎到适合的尺寸；b.清洗：对矿石使用清水清洗，以便除去杂物和灰尘，清洗后晾干；c.分级：对矿石和还原剂进行人工粉碎、人工手选分级，选择合适尺寸的原料；d.称量与混料：对原料进行人工称量，然后按比例混合；e.加料：拟采用人力车或机动车将混和好的原料和还原剂运输到车间电炉旁，然后采用升降平台输送至电炉三层加料处，视炉口料面情况不断加到炉内。f.捣炉：硅是在半封闭式电炉内连续进行生产的，由变压器导入的电流，通过石墨电极进入装满炉料的炉膛内部。熔炼过程中电流通过电极及炉料电阻产生的热量和电极端的电弧热将炉料加热到1800以上，在这一温度下二氧化硅被还原生成了硅液体和一氧化碳气体，一氧化碳气体通过料层逸出后遇空气燃烧并将炉料预热。熔炼过程连续进行，电极在炉内有适当的工作深度，稳定地插在炉料中，埋弧操作，随料面的下降适当加料，使料面保持一定高度的馒头形状，始终保持稳固而完整的料层结构，即在熔炼过程中要根据熔炼过程的不同情况和特点，适量地完成加料、捣炉等一系列作业。加料操作是间断进行的，总量根据额定产能确定，捣炉则选择在加料前后进行，加料前将较热的混料推到下沉料区，个别刺火点进行捣炉压料、扎料，加料后的捣炉使冷料均匀地覆盖锥体料堆。该项目拟采用人工操作捣炉机进行捣炉操作，操作位置在二层捣炉口。g.出硅、精炼和浇铸：定时用烧穿器打开炉口放出硅（出炉温度约在1500），液体从炉口流入硅水包内，在硅水流到硅水包的一半时，由硅水包底部通入氧气、空气混合气体，以便除去钙、铝等其他杂质。在硅水流接近终断时及时用电极糊和焦粉制成的泥球堵塞炉口，由导轨式电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭，并自然冷却。项目预计每半小时出炉一次，每天出硅约20t；h.破碎：将冷却的硅块在破碎间人工破碎成较小的颗粒；i.微硅粉回收：熔炼和开炉过程中炉口、出硅口产生的烟尘采用集尘器收集，回收烟尘中主要成分微硅粉（SiO2在烟气中的含量约95%以上），以减少污染环境并可达到变害为利的目的。在炉口、出硅口安装有吸烟罩，在负压条件下收集97%以上的烟尘后进入旋风式预处理器一次处理，再经过滤袋进入二次烟尘处理。两次处理后预计有50mg/m3以下的烟尘无组织的排入周围大气。回收的二氧化硅微硅粉可以大量应用于建筑行业和耐火材料行业。微硅粉回收工艺流程如下图3-3。图3-3 微硅粉回收工艺流程简图（2）工业硅提纯工艺技术与流程该项目工业硅提纯拟采用电子束熔炼和等离子熔炼法（工艺流程图见图3-4）：a.电子束熔炼：项目拟采用300KW电子束熔炼炉，利用电子束将冶金级硅加热熔融，由于硅在高温下的饱和蒸气压很小，而在相同温度下大部分杂质的蒸气压都较硅高，这就使得杂质在熔炼过程中易于蒸发出来，通过真空系统不断抽取真空，将杂质蒸气抽出，从而破坏气液平衡，就可使杂质不断的从液体中蒸发出来，进而达到提纯的目的。该熔炼过程主要为除去磷（P）杂质。硅通过电子束熔炼后进行定向凝固；工业硅等离子熔炼+定向凝固切渣分选电子束熔炼+定向凝固切渣分选b.等离子熔炼：项目采用功率100KW、Ar气为离子源的等离子熔炼炉，在非真空的Ar气氛围下，利用等离子体的高温以及等离子易反应的性质，用等离子枪加热通入的氧气，将其进行分解，被分解后的氧离子化学性质极为活泼，较容易与硅中的杂质硼（B）、碳（C）等反应形成气体，从而溢出达到提纯的目的。等离子熔炼后再进行定向凝固。图3-4 工业硅提纯工艺流程简图（3）铸锭及切片工艺技术与流程该项目多晶硅生产铸锭拟采用定向凝固法，定向凝固法是将硅料放在坩埚中加以熔融，然后通过控制熔体热流方向，以使坩埚中熔体达到一定的温度梯度，从而进行定向凝固得到柱状晶的过程。硅料分选硅料清洗洗开方铸锭多线切割去头尾硅片清洗洗入库铸锭及切片生产工艺主要包括原料准备、铸锭及切片三个主要工艺流程，工艺流程图如下图3-5：图3-5 铸锭切片工艺流程简图a.原料准备硅原料进入清洗系统，先使用丙酮溶液去油污，然后进入酸槽清洗，清洗剂采用40%浓度的氢氟酸溶液（部分原料需用70%浓度的硝酸与99%醋酸溶液）。经过氢氟酸腐蚀清洗，可以有效去除头尾料和锅底料表面的杂质，保证生产硅锭的质量要求。清洗后的硅料进入碱液槽清洗，碱液采用40%浓度的氢氧化钠配制的溶液。经过酸碱清洗后的硅料再经过去离子水清洗，清洗中后段的去离子水沉淀回用。清洗后的硅料经过脱水干燥后再进行硅料检测，剔除不符合要求的硅料返回重新清洗。酸液清洗部分硅原料头尾料锅底料氢氟酸、硝酸、醋酸碱液清洗NaOH去离子水清洗去离子水脱水干燥硅料检测去铸锭工序丙酮去污图3-6 硅料清洗工艺流程简图b.铸锭工艺使用方形石英坩埚来进行铸锭，将方形石英坩埚准备好，主要是坩埚内表面刷一薄层Si3N4涂料（0.5kgSi3N4和100L水调和后高压喷涂），然后烘干，Si3N4薄膜可以防止铸成的晶锭与坩埚内壁粘连，损坏坩埚，影响晶锭的质量。将高纯多晶硅料人工装入多晶硅定向凝固炉内，通过热场加热使硅料在坩埚中熔化，通过移动坩埚或热场形成温度梯度，促使晶体定向生长，最后得到多晶硅锭。多晶硅铸锭生产包括5个步骤，依次是：加热、熔化、生长、退火、冷却，一个生产周期大约需要60个小时。a.加热步骤：在真空下，迅速的升高石墨部件及硅料的温度。炉腔内吸附的潮气和易挥发的杂质通过真空泵排出。b.熔化步骤：从真空状态转入氩气状态，氩气从炉盖的顶部逐渐引入至稳定，电源的功率达到最大，使硅料完全熔化。c.生长步骤：在开始时，缓慢的降低底部隔热层和坩埚，在降至最底端时，由于坩埚底部的熔硅处于“过冷”状态，在坩埚底部快速生长出一层晶粒。这样就从熔硅的底部至顶部建立起了一个温度梯度，进入了晶体生长状态。d.退火步骤：从底部到顶部生长的硅锭在体内会有一个纵向的温度梯度，这个温度梯度会在硅锭内部形成内应力，表现为大量的位错和细小的裂纹，通过把整个硅锭升高到一定温度，可有效地把位错等缺陷除去。e.铸锭配制好的硅料坩埚Si3N4脱模去剖锭工序坩埚准备冷却步骤：拟采用自然冷却。图3-7 铸锭工艺流程简图c.切片铸好的硅锭为正方柱体，最上层为富集生长的杂质。将铸锭好的硅锭经带锯或线剖锭机去表皮、破锭切方、去头尾处理，切下的边料、头尾料返回配料。使用纯水清洗后，采用研磨机与倒角机对硅锭进行磨平、倒角处理，然后再经线锯切割，切片采用世界先进的多线切割机，在切方和切片过程中浆料提供润滑、冷却和保护切割线作用。浆料采用磨料（碳化硅）和水性溶液（聚乙二醇）配制。切割后的硅片装入花篮，采用全自动流水线清洗设备，先进行循环高纯水超声清洗，后经硅片清洗剂（清洗剂先拟采用0.1%的浓度的皂液）超声清洗，再用循环高纯水漂洗，清洗后的硅片经隧道烘干，入库储存。脱模、剖锭硅锭预清洗去离子水切方、切片高纯水超生清洗烘干硅片清洗剂清洗成品去离子水硅片清洗剂高纯水超生清洗图3-8 切片工艺流程简图（4）电池制造多晶硅太阳能电池制造工艺采用成型设备组成流水线作业，各步工艺情况如下（工艺流程见图3-9电池制造工艺流程简图）：a.清洗制绒：拟采用酸（硝酸、氢氟酸、盐酸的混合溶液）腐蚀的化学处理的方法除去硅片表面上的污染杂质及硅片表面损伤层，进而在硅片表面形成一层均布的倒金字塔绒面层，以减少硅片对阳光的反射。拟使用在线式酸制绒设备一次完成制绒、清洗等过程； b.扩散制结：扩散制结即在硅芯片上形成p-n结。该项目拟采用三氯氧磷液态源扩散的方式。使用POCl3加上氧气与氮气，在高温扩散炉管内进行扩散，工作原理为POCl3在通氧条件下，高温（大于600）反应生成P2O5，POCl3分解产生的P2O5沉积在硅片表面，P2O5与硅反应生成SiO2和磷原子，并在硅片表面形成一层磷硅玻璃，然后磷原子向硅中进行扩散，其化学反应式为：4POCl3+3O22 P2O5+6Cl22P2O5+5Si5SiO2+4Pc. 二次清洗：采用硝酸、氢氟酸和盐酸溶液腐蚀法除去硅片周边形成的扩散层。再使用氢氟酸溶液除去扩散后在硅表面形成的磷硅氧化物（SiO2俗称磷硅玻璃），以提高电池片对太阳光子能量的吸收；d.制作减反射膜：使用PECVD的方法，在芯片上镀上一层SiN的抗反射层镀膜。PECVD作用气体使用SiH4 和 NH3，其化学反应可以简单写成：e.制作电极（金属化）：拟采用丝网及银浆、铝浆印刷烧结法。使用的方法是用涤纶薄膜制成所需电极图形的掩膜，贴在丝网上，然后再套在硅片上用银浆、铝浆印刷。最后在保护气氛中，高温下快速烧结成型，使得正面的银浆穿透SiNx膜，与发射区形成欧姆接触，背面的铝浆穿透磷扩散层，与P型衬底产生欧姆接触，并形成一个背电场；f.测试分选：太阳能电池制作完成后，使用测试仪器测量其性能参数，按转换效率等参数对太阳能硅片检测分档；图3-9 电池制造工艺流程简图电池电池硅片硅片硅片硅片硅片清洗制绒扩散制结二次清洗PECVD镀减反射膜丝网印刷、烧结检测分选包装入库HNO3酸 HF酸HCl酸 DI水 N2POCl3 O2 N2SiH4 NH3 N2银浆 铝浆硅片检测分选HNO3酸 HF酸HCl酸 DI水 N2硅片（5）电池组件由于太阳能电池片机械强度差，大气环境下电极易被氧化、腐蚀，单片功率小等原因，单体太阳电池通常不能直接供电，所以必须为太阳电池提供机械、电器及光学等方面的保护，组装太阳电池组件。项目拟采用成电池片电池片激光划片电池分选组合焊接层压修边组合焊接安装边框和接线盒性能测试包装入库型设备组成流水线作业。图 3-10 电池封装工艺流程图a.激光划片：通常太阳电池的尺寸只有几种规格，如果太阳电池的功率比所需要的大，就要将太阳电池片进行切割，拟采用激光切割机进行。b.电池分选：太阳电池组装封装前，用自动分选设备-电池自动分选机将不同性能参数的太阳电池分类，然后将参数相近的电池片进行组合。c.组合焊接：用金属条将电池上、下电极按设计要求依次进行串联焊接、形成电池串，然后用回流带进行并联焊接，汇合成一端正极和一端负极并引出。焊接采用人工焊接。d.层压：层压采用层压机完成，在清洗并烘干的盖板玻璃上平铺一层EVA薄膜，上面放置焊接好的电池串，再覆盖EVA薄膜和玻璃纤维，玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度，敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，即可放入层压机进行层压。将敷设好的电池放入层压机内后，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150。e.修边：层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。f.安装边框和接线盒：给组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。安装边框，并加上衬垫密封橡胶带，涂上密封粘结剂，各边框间用角键连接，以构成对组件边缘的密封。最后安装电极接线盒，分别将电池串的正、负极与接线盒的输出端相连，并用粘合剂将接线盒固定在组件上。该过程采用人工操作。g.性能测试：应用太阳电池组件测试台对太阳电池组件进行各项性能测试。h.包装入库：测试后在组件背面贴上标签，标明产品的名称与型号，制造厂名，生产日期以及组件的主要参数（包括最大功率、开路电压等），然后即可进行包装入库。3.2.6主要原辅料及产品本节根据该项目工艺过程和车间归纳其所接触的原料、辅料、产品及伴生物料。详见下表：表3-1 主要原辅料及产品明细表工艺原辅料/产品用量/产量储存场所规格/型号包装材料工业硅熔炼车间硅石40000吨/年原料堆场/中间库纯度大于99%石油焦20800吨/年仓库碳素电极1280吨/年电极仓库960mm G级烟气生产废气铸锭清洗车间多晶硅800吨/年多晶硅成品库（自产）6N脱模剂630kg/年原料库坩埚1800只/年原料库840m840m切割液60t/年原料库500-800#HF酸49%12m3/年危化品库200L/桶塑料桶（聚乙烯）硝酸65%36m3/年危化品库200 L/桶铝桶醋酸99%24m3/年危化品库200L/桶铝桶NaOH溶液40%600kg/年危化品库200kg/桶原料为固态钢桶装KOH溶液45%480t/年危化品库200kg/桶原料为固态钢桶装丙酮200kg/年危化品库200L/桶铁桶SiC60吨/年原料库1200-1500#电池及组件车间硝酸65%320m3/年危化品库200L/桶铝桶氢氟酸49%1.2t/d危化品库200L/桶塑料桶（聚乙烯）盐酸37%130m3/年危化品库200L/桶塑料桶醋酸99%2.4t/d危化