超纯水回收系统之模拟

1、超純水回收系統之模擬超純水回收系統之模擬q國立成功大學國立成功大學 工學院工程管理在職專班工學院工程管理在職專班q指導教授指導教授 : : 楊大和教授楊大和教授q學學 生生 : : 王炯柱王炯柱索引1.問題討論2.建構目的3.模式建構4.執行控管5.結論與未來建議1.問題討論n 純水回收設備q建廠時規劃依據需求規劃q法規要求提高回收率n 操作模式qContinuous modelq互聯關係2.建構目的n節水q提高回收率n運轉控管q建立運轉機制3.模式建構3-1 供應流程劃分階段化狀態3-1-1 分流收集: 根據TANK 液位狀況判斷 3-1-2 輸送 : pump cap.3-1-3 處理再生

2、: 不考慮3-1-4 需求分流 : cooling tower require.3.模式建構3-1-1 分流收集: 根據TANK 液位狀況判斷 FAB Reclaim Tank 由於從 FAB 排放,必須不能有倒灌的情況發生, 因此必須持續由 FAB Reclaim Tank 往 T-601 輸送,當 T-601 高液位停止收集時, FAB Reclaim Tank 的回收水則必須立即改往廢水池排放, 如此才能保持 FAB 內機台穩定生產. 而由於 85% 回收率的環保關卡, 因此必須時時注意不可讓回收水因為 TANK 液位控制不良, 而造成回收率降低. 而不是處理系統因為處理量不足,而造成回

3、收率降低.3.模式建構3-1-2 輸送 : pump cap. 由於設備初設置時, 會根據以往的運轉經驗,以平均的回收量加以規劃處理系統的建置規模, 但是實際運轉時,卻不得不面對運轉中的 Peak Flow 所造成的回收水, 因為桶槽高液位時所造成的排往廢水的情況, 因此必須在處理設備所能承受的最大處理量中, 尋求最佳的 flow 運轉值, 而 pump cap.便是在模擬運轉中的條件設定值. 3.模式建構3-1-3 處理再生: 不考慮3-1-4 需求分流 : cooling tower require. 回收水真正的需求(消耗)在於冷卻水塔的補水量, 但是冷卻水的消耗量卻跟環境溫度有極大的關

4、係,溫度越高冷卻水的消耗量越大,溫度越低高冷卻水的消耗量越低, 因此在夏天的回收水需求大於冬天的需求,白天的回收水需求也大於夜間的需求. 因此變形成冬天回收水過剩,夏天不足; 白天運轉正常, 到了夜晚卻發生回收水誤排放到廢水池的現象. n架構流程圖-評估變數 系統流程圖nArena模擬架構流程圖3.3.模式建構模式建構 3-2.3-2.程式設計架構程式設計架構 Base Function Base Function 3-2-1.TANK MODULE : defines a container for holding fluid3-2-2.FLOW MODULE : simulates the

5、 continuous flow of material from a tank to a tank or between tank 3-2-3.SENSOR MODULE : defines logic for monitoring a tank level 3-2 程式設計 Base Function 3-2-1 . TANK MODULE : defines a container for holding fluid3-2 程式設計 Base Function 3-2-2 . FLOW MODULE : simulates the continuous flow of material

6、from a tank to a tank or between tank 3-2 程式設計 Base Function 3-2-3. SENSOR MODULE : defines logic for monitoring a tank level 1. T-601 低液位時 : Regulator FAB R2 and T601 R1 OPEN。餘 CLOSE。2. T-601 高液位時 : Regulator FAB R3 and Waste R1 OPEN。餘 CLOSE。3. Resource = FAB TANK，利用TRANSFER的移動方式。3-2 程式設計1. T-602 低

7、液位時 : Regulator T601 R2 and T602 R1 OPEN。餘CLOSE。2. T-602 高液位時 : Regulator T601 R3 and Waste R1 OPEN。餘CLOSE。3. Resource =T-601，利用TRANSFER的移動方式。1. Cooling tank 低液位時 : Regulator Cooling R1 and T602 R2 OPEN。 2. Cooling tank 高液位時 : Regulator Cooling R1 and T602 R2 CLOSE。3. Waste Pit03持續排水，BLOW DOWN。4. Va

8、por持續。 5. Cooling tank 低液位時，Tank CW緊急補水。3.模式建構3-2 互聯關係最佳決策3-2-1 桶槽存量 : 水量, 工程費用3-2-2 輸送能力 : 水量, 工程費用3-2-3 處理能力 :水量, 工程費用3-2-4 需求量 :水量, 工程費用3.模式建構n3-3貢獻函數決定最佳函數 3-3-1 回收水量 3-3-2 廢水成本 3.模式建構n3-4 狀態轉變q找出最大回收率q建立運轉機制q參考 程式Ent i t y= 12570686654. 253. 64344545401020304050607080F-602=13F-602=12F-602=11F-6

9、02=10. 2F-602=9. 8F-602=9. 0F-602=8F-602=7F-602=63-4 3-4 狀態轉變狀態轉變( (處理水量處理水量)-)-以相同回收量以相同回收量, 調整系統處理量調整系統處理量 回水量為定值, 當系統處理量在 9 LPM 時, 廢水量在最低點01020304050607080F-602=13F-602=12F-602=11F-602=10. 2F-602=9. 8F-602=9. 0F-602=8F-602=7F-602=6W -01W -02W -03TOTAL3-4 3-4 狀態轉變狀態轉變( (處理水量處理水量)-)-以相同回收量以相同回收量, ,

10、 調整系統處理量調整系統處理量真正對廢水量降低有貢獻的,為 W-01的廢水量降低4. 4. 建議建議 n系統運轉條件系統運轉條件 : : 在在 FAB FAB 回水量保持相同的變化時回水量保持相同的變化時 1.TANK 601 1.TANK 601 出水量出水量= 10 LPM.= 10 LPM. 2.TANK 602 2.TANK 602 出水量出水量= 9 LPM.= 9 LPM. 3.COOLING TOWER 3.COOLING TOWER 蒸發量蒸發量 = 3 LPM= 3 LPM 4.COOLING TOWER blowdown 4.COOLING TOWER blowdown = 2 LPM = 2 LPM 可得到最大回收率可得到最大回收率 5 5. .結論結論 : : 當處理設備已經固定時,並非昧追求系統的最大運轉能力，以這套回收水系統為例，最大處理能力為 11 LPM ，