一、廠房結構
廠房分自建廠房和租賃廠房,因鋰電潔凈廠房整體建筑面積大,比較難找到合適廠房租賃,大多數企業選擇自建廠房。
自建廠房又分為混凝土框架結構及鋼結構,各有優劣。混凝土框架結構土建施工周期長,投資預算高,使用周期長,適合做長遠發展的大中型企業;鋼結構廠房施工周期短,投資預算低,使用周期短,適合需要迅速發展的中小型企業。以上不管何種結構廠房,均不宜建多層廠房,且均需充分考慮地基承重、樓面沉重、設備房大小、廠房消防等級等。設備房及輔助用房建議統一設置在某一側或某個集中區域。荷載按照800KG/㎡。層高按照6.6m、7.2m、8m。
二、消防
由于鋰材料的特殊化學性,又需滿足消防驗收要求,在節約投資的情況下也也需要充分考慮到危險的防范,此部分需特別注意。一般廠房為丙類廠房,消防涵蓋排煙、噴淋、報警、應急照明等。注液區、電解液存放區、高溫房等危險性較高區域,需單獨隔離防火分區,各類設備考慮防爆及耐腐蝕要求等。
注意一定要設計為丙類廠房,否則消防有可能驗收不過。化成間、分容間、二次高溫靜置房設計消防卷盤,用于非消防人員在火災初期有效撲救;卷盤長度25M。一次高溫靜置間:其實就是類似個老化房,環境45±3℃,各專業需要考慮相關的材料及設備選型。
三、內裝
隔墻布局需綜合消防逃生、人流物流通道、生產設備的擺放等多方面因素。生產設備由于生產材料的不同(如三元鋰、磷酸鐵鋰等)及設備自動化程度或廠家的不同,尺寸規格有較大出入。建設單位需在確定產品、生產設備后再結合考慮整體布局,有出入再做調整。由于存在高溫和低濕度環境的特殊性,隔墻、天花、門窗的選擇都需要注意。高溫房一般為單獨隔離分區,圍護采用巖棉板材質,門體采用防火門。低濕度區域圍護采用隔墻巖棉板,天花玻鎂巖棉板,門體采用成型密閉門,玻璃采用雙層真空玻璃窗。
地面:3MM 環氧自流平+高耐磨聚氨酯罩面+啞光,配料車間(正負極攪拌間)、涂布機頭、涂布機尾區、清洗間、電解液存放間地面采用厚度2mm的304不銹鋼板材焊接,清洗墻面沿地面上翻1200mm。車間墻面采用50型手工玻鎂雙面巖棉凈化板,鋼板厚度0.472mm;輥壓機重量35噸,設備基礎采用雙層雙向鋼筋結構;
四、空調
鋰電潔凈廠房一般廠區面積大,制冷總負荷大,需綜合計算全區域的總冷負荷,確定制冷主機冷量及安裝位置,考慮節能的需求,制冷主機盡量集中在冷凍站,并充分考慮后期擴建連通預留管路閥門,再通過冷凍水管分區輸送冷源。北方省份還需考慮冬季防凍措施。
鋰電潔凈廠房與其它行業的最大不同是對濕度控制要求較高,除濕機組是保障環境露點的核心設備。除濕機組的選擇,車間圍護的密閉性,風管的密閉性,人員數量,車間的管控都需綜合考慮。除濕機組盡量選擇市場知名度較高的品牌,車間隔墻天花嚴格施工工藝,門窗采用定制成型密閉型,風管采用角鐵法蘭,注液等低濕度區域采用不銹鋼風管。空調部分的控制建議采用PLC控制,為便于操作使用整合安裝于各空調控制柜上。
有投資預算的企業還可以采用中央控制,集中監視。五、工藝管道 鋰電池生產過程需要冷卻水、壓縮空氣、氮氣、真空、給排水、排氣等。根據設備需求,統計整體用量,確定設備型號及安裝位置,根據生產設備布局及需求量布置管道走向。需要注意的氣管部分是由于廠區面積大,管路損耗大,需要考慮在遠端增加儲氣罐及環管。真空設備及管路部分需要區分電解液區域及普通區域。
重點關注問題:凈化空調風管必須用法蘭連接,1%相對濕度區域的送回風管采用不銹鋼管,焊接連接,為滿足風量泄漏量及密封要求,應按照高壓系統施工。在相對濕度小于10%的區域的鍍鋅鋼板厚度干管應采用風管厚度1.2mm。在法蘭鉚釘處及其他風管連接處打密封膠,保證風管的允許漏風量不大于1.64m3 /(h*m2 );轉輪除濕機組帶熱回收裝置,可節省制熱量;空調風機、排風機采用變頻風機,可根據實際所需風量調節電能消耗,節省電能;
空調系統風管、水管均嚴格保溫,減少熱量損失;空調系統均設有溫濕度自動控制系統(DDC),精確控制溫濕度,節省了冷熱量;空調新風量設計滿足每人不小于40m?/h的工業衛生標準,保證生產區人員工作環境要求;風冷熱泵機組采用環保冷媒R407C,減少環境污染;冷熱源由設置在屋頂上的一體式一體化雙冷高效冷水機組提供,冷凍水為7/12℃,熱水為45/40℃。其中兩臺為單冷機組,一臺為熱泵機組,冬季可制熱;冷水機組還提供設備工藝冷凍水屋面設置一套板式換熱器,與冷凍水進行交換得到20/35°c的冷卻水為空壓機降溫,配兩臺水泵,一用一備。智能補水定壓綜合水處理裝置放在屋面上,接至冷卻水回水管,為冷卻水系統定壓補水。
六、電氣
鋰電潔凈廠房生產設備及空調等輔助設備較多,用電功率大。電房布置及變壓器大小選擇需考慮整體用電負荷。供電分區、橋架走向、分級控制等為便于后期維護使用及用電安全需綜合考慮。很多鋰電池廠優先靠近電廠等,這樣成本優勢就很大。
電柜斷路器及電纜建議使用市場知名度較高的品牌,電線電纜均采用阻燃型,穿線管采用鍍鋅線管。照明部分建議采用LED光源,車間部分照度控制在250Lux至300Lux左右照度,倉庫及設備房100Lux左右照度,應急照明按消防規范及房間布局安裝,并考慮其它檢修照明及檢修插座等。 燈具一定要避讓我們的設備,很多設計燈具沒有避讓工藝設備。
七、總結
由于電池生產環境要求的嚴苛,需充分考慮設計的完整和合理性、施工工藝的嚴格管控、節能、生產工藝及投資預算,兼顧平衡,確保鋰電潔凈廠房的順利建設投產。

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