扩散炉热平衡和热效率及综合能耗的计算方法

ICS

13.

020.01SJZ04备案号中华人民共和国电子行业标准SJ/T XXXXX—202X扩散炉热平衡和热效率及综合能耗的计算方法Calculation methodof thermalequilibrium,thermal efficiencyandcomprehensive energyconsumption fordiffusion furnace（征求意见稿）实施发布202X-XX-XX202X-XX-XX中华人民共和国工业和信息化部发布m；——出炉气体质量，单位为千克（kg）；Or——出炉气体温度，单位为摄氏度（℃）；0T——环境温度，单位为摄氏度（℃）a

6.

2.2出炉光伏片带出的显热单位为千焦（KJ）,按公式

（12）式中C；——出炉光伏片的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））;c,o——出炉光伏片的平均比热容（kJ/（kg•℃））;m——出炉光伏片质量，单位为千克（kg）；sT——出炉光伏片温度，单位为摄氏度（℃）；T——环境温度，单位为摄氏度（℃）（l

6.

2.3出炉舟带出的显热勒单位为千焦（kJ）,按公式

（13）式中4——出炉舟的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；m——舟的质量，单位为千克（kg）；hT；——出炉舟的温度，单位为摄氏度（°C）；（）——环境温度下舟的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；T——环境温度，单位为摄氏度（°C）a

6.

2.4舟出炉时炉体的蓄热量单位为千焦（kJ）,按公式

（14）z=l式中或、2——测试结束时炉体两侧壁的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；%”、，2a——环境温度，对应的炉体两侧壁的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））;mm---------炉体两侧壁的质量，单位为千克（kg）；c[c2（；、，2——测试结束时炉体两侧壁的温度，单位为摄氏度（℃）；N——炉体沿轴向分段数量，此数量根据电加热分布数量确定；m-------炉体轴向第i段的质量，单位为千克（kg）；ui，〃.一一测试结束时，炉体轴向第i段的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；T；.——测试结束时，炉体轴向第i段的温度，单位为摄氏度（℃）；%——环境温度，对应的炉体比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；T——环境温度，单位为摄氏度（℃）a

6.

2.5冷却水带出的显热卬单位为千焦（kJ）,按公式

（15）计算—F

（15）式中At——在线数据采集仪的数据采集时间间隔，单位为秒（s）；K——出口冷却水温度，单位为摄氏度（C）；或一一冷却水温度对应的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；Go——环境温度，下冷却水的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；m——时•刻，对应的冷却水质量流量，单位为千克每秒（kg/s）；owt

6.2,6壁面热损失;单位为千焦（kJ）,按公式

（16）式中At——在线数据采集仪的数据采集时间间隔，单位为秒（s）；%、%——两侧壁面的对流换热系数，单位为瓦每平方米摄氏度（W/（m2-℃））；，心T——时刻才对应的侧壁面温度，单位为摄氏度（C）；clt4」、A-2——侧壁面的面积，单位为平方米（m2）；N——炉体沿轴向分段数量，此数量根据电加热分布数量确定；4——时刻t对应的轴向第i段内壁面温度，单位为摄氏度（℃）；

4、A——分别为扩散炉本体的导热系数、扩散炉本体外保温层的导热系数，单位为瓦每平方米摄氏度（w/（m-℃））；

4、

4、4——分别为扩散炉径向内壁面直径、扩散炉本体径向外壁面直径、扩散炉保温层外壁面直径，单位为米（m）；4——扩散炉轴向第i段的外壁面面积，单位为平方米（n）；T——环境温度，单位为摄氏度（℃）a

6.

2.7热平衡的确定热平衡各项收入热量总和与已测各项支出热量总和之差即为差值AQ（kJ）,按式

6.

1.1—2009《标准化工作导则标准化工作导则第1部分标准的结构和编写》给出的规则起草注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由工业和信息化部节能与综合利用司提出本标准由中国电子技术标准化研究院归口本标准起草单位本标准主要起草人—i—刖5本标准按照GB/T

1.1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、kJo

1.2基准温度与基准压力以扩散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101325Pa

1.3热平衡测试范围以扩散炉炉体为边界，即炉体外壳及两端口为边界设定的热平衡系统

3.4热平衡测试工况和测试频次扩散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

4.1测定前的准备

1.

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

1.

1.2布置测量点，开设测量孔，安装测量仪表，进行单项检测

2.2热平衡方框图

4.

2.1扩散炉的热平衡如图1所示注Q——入炉电池片带入的热量；一一入炉舟带入的热量；s收入热量（kJ）Q——电加热的输入热量；一一进口冷却水的热量Q,——入炉气体带入的热量；eQ——舟入炉时炉体的蓄热u:一一出炉光伏片带出的热量；一一出炉舟带出的热量；量;支出热量（kJ）Q；——炉体向环境的散热量；——出口冷却水的热量-----出炉气体带出的热量；图1热平衡方框图

4.

2.2扩散炉体系的划分，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

4.3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IDLE状态开始，完成一个完整的热处理工艺后重新回到IDLE状态的时间

4.4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”、出口气体温度北、入炉硅片温度［、出炉硅片温度（、入炉舟温度”、出炉舟温度北、进口冷却水温度7；、出口冷却水温度（；、炉体轴向内壁面温度7；（炉体沿轴向分几段，每段采用的电加热功率不同，，代表第i段电加热）、炉体侧壁面温度7；和（已、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应Q、出口气体质量流量根、冷却水质量流量应卬、入炉硅片质量机「出炉光伏片质量机5物料平衡计算方法

5.1物料平衡图见图2图2物料平衡图

5.2收入项

5.

2.1入炉电池片质量”.单位为千克kg o

5.

2.2入炉气体质量加单位为千克kg,按公式1计算:式中:龙灯一一时刻t的进口气体质量流量，单位为千克每秒kg/s；加一一在线数据采集仪器的数据采集时间间隔，单位为秒s

5.3支出项

5.

3.1出炉光伏片质量相；单位为千克kg o

5.

5.

6.1热收入

6.

6.

1.2入炉电池片带入的显热单位为千焦（kJ）,按公式

（5）式中c——温度7；对应的入炉电池片比热容（kJ/（kg-℃））；sJo——温度7；对应的入炉电池片比热容（kJ/（kg-℃））；m——入炉电池片质量，单位为千克（kg）；sT——入炉电池片温度，单位为摄氏度（℃）；sT——环境温度，单位为摄氏度（℃）（l

6.

1.3入炉舟带入的显热单位为千焦（kJ）,按公式

6.

1.4冷却水带入的显热单位为千焦（kJ）,按公式

（7）式中At——在线数据采集仪的数据采集时间间隔，单位为秒（s）；T——入口冷却水温度，单位为摄氏度（℃）；w——入口冷却水温度7；对应的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg•℃））；m——时刻/对应的冷却水质量流量，单位为千克每秒（kg/s）；wt——环境温度下，冷却水的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；T——环境温度，单位为摄氏度（°C）a

6.

1.5舟入炉时炉体的蓄热量单位为千焦（kJ）,按公式

211、—测试试验开始时炉体两侧壁的温度，单位为摄氏度（℃）;T C2—N一一炉体沿轴向加热区数量，此数量根据电加热分布数量确定；m——炉体轴向第i段的质量，单位为千克（kg）；ldq”一一测试试验开始时，炉体轴向第i段的比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））；T——测试试验开始时，炉体轴向第i段的温度，单位为摄氏度（℃）；ui%——环境温度，对应的炉体比热容，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg-℃））o

6.

6.

1.7总热收入加单位为千焦kJ,按公式10计算

2.=2+2+Q-Q+2+

6.2热支出

6.