一、厂房结构
厂房分自建厂房和租赁厂房,因锂电洁净厂房整体建筑面积大,比较难找到合适厂房租赁,大多数企业选择自建厂房。
自建厂房又分为混凝土框架结构及钢结构,各有优劣。混凝土框架结构土建施工周期长,投资预算高,使用周期长,适合做长远发展的大中型企业;钢结构厂房施工周期短,投资预算低,使用周期短,适合需要迅速发展的中小型企业。以上不管何种结构厂房,均不宜建多层厂房,且均需充分考虑地基承重、楼面沉重、设备房大小、厂房消防等级等。设备房及辅助用房建议统一设置在某一侧或某个集中区域。荷载按照800KG/㎡。层高按照6.6m、7.2m、8m。
二、消防
由于锂材料的特殊化学性,又需满足消防验收要求,在节约投资的情况下也也需要充分考虑到危险的防范,此部分需特别注意。一般厂房为丙类厂房,消防涵盖排烟、喷淋、报警、应急照明等。注液区、电解液存放区、高温房等危险性较高区域,需单独隔离防火分区,各类设备考虑防爆及耐腐蚀要求等。
注意一定要设计为丙类厂房,否则消防有可能验收不过。化成间、分容间、二次高温静置房设计消防卷盘,用于非消防人员在火灾初期有效扑救;卷盘长度25M。一次高温静置间:其实就是类似个老化房,环境45±3℃,各专业需要考虑相关的材料及设备选型。
三、内装
隔墙布局需综合消防逃生、人流物流通道、生产设备的摆放等多方面因素。生产设备由于生产材料的不同(如三元锂、磷酸铁锂等)及设备自动化程度或厂家的不同,尺寸规格有较大出入。建设单位需在确定产品、生产设备后再结合考虑整体布局,有出入再做调整。由于存在高温和低湿度环境的特殊性,隔墙、天花、门窗的选择都需要注意。高温房一般为单独隔离分区,围护采用岩棉板材质,门体采用防火门。低湿度区域围护采用隔墙岩棉板,天花玻镁岩棉板,门体采用成型密闭门,玻璃采用双层真空玻璃窗。
地面:3MM 环氧自流平+高耐磨聚氨酯罩面+哑光,配料车间(正负极搅拌间)、涂布机头、涂布机尾区、清洗间、电解液存放间地面采用厚度2mm的304不锈钢板材焊接,清洗墙面沿地面上翻1200mm。车间墙面采用50型手工玻镁双面岩棉净化板,钢板厚度0.472mm;辊压机重量35吨,设备基础采用双层双向钢筋结构;
四、空调
锂电洁净厂房一般厂区面积大,制冷总负荷大,需综合计算全区域的总冷负荷,确定制冷主机冷量及安装位置,考虑节能的需求,制冷主机尽量集中在冷冻站,并充分考虑后期扩建连通预留管路阀门,再通过冷冻水管分区输送冷源。北方省份还需考虑冬季防冻措施。
锂电洁净厂房与其它行业的最大不同是对湿度控制要求较高,除湿机组是保障环境露点的核心设备。除湿机组的选择,车间围护的密闭性,风管的密闭性,人员数量,车间的管控都需综合考虑。除湿机组尽量选择市场知名度较高的品牌,车间隔墙天花严格施工工艺,门窗采用定制成型密闭型,风管采用角铁法兰,注液等低湿度区域采用不锈钢风管。空调部分的控制建议采用PLC控制,为便于操作使用整合安装于各空调控制柜上。
有投资预算的企业还可以采用中央控制,集中监视。五、工艺管道 锂电池生产过程需要冷却水、压缩空气、氮气、真空、给排水、排气等。根据设备需求,统计整体用量,确定设备型号及安装位置,根据生产设备布局及需求量布置管道走向。需要注意的气管部分是由于厂区面积大,管路损耗大,需要考虑在远端增加储气罐及环管。真空设备及管路部分需要区分电解液区域及普通区域。
重点关注问题:净化空调风管必须用法兰连接,1%相对湿度区域的送回风管采用不锈钢管,焊接连接,为满足风量泄漏量及密封要求,应按照高压系统施工。在相对湿度小于10%的区域的镀锌钢板厚度干管应采用风管厚度1.2mm。在法兰铆钉处及其他风管连接处打密封胶,保证风管的允许漏风量不大于1.64m3 /(h*m2 );转轮除湿机组带热回收装置,可节省制热量;空调风机、排风机采用变频风机,可根据实际所需风量调节电能消耗,节省电能;
空调系统风管、水管均严格保温,减少热量损失;空调系统均设有温湿度自动控制系统(DDC),精确控制温湿度,节省了冷热量;空调新风量设计满足每人不小于40m‹/h的工业卫生标准,保证生产区人员工作环境要求;风冷热泵机组采用环保冷媒R407C,减少环境污染;冷热源由设置在屋顶上的一体式一体化双冷高效冷水机组提供,冷冻水为7/12℃,热水为45/40℃。其中两台为单冷机组,一台为热泵机组,冬季可制热;冷水机组还提供设备工艺冷冻水屋面设置一套板式换热器,与冷冻水进行交换得到20/35°c的冷却水为空压机降温,配两台水泵,一用一备。智能补水定压综合水处理装置放在屋面上,接至冷却水回水管,为冷却水系统定压补水。
六、电气
锂电洁净厂房生产设备及空调等辅助设备较多,用电功率大。电房布置及变压器大小选择需考虑整体用电负荷。供电分区、桥架走向、分级控制等为便于后期维护使用及用电安全需综合考虑。很多锂电池厂优先靠近电厂等,这样成本优势就很大。
电柜断路器及电缆建议使用市场知名度较高的品牌,电线电缆均采用阻燃型,穿线管采用镀锌线管。照明部分建议采用LED光源,车间部分照度控制在250Lux至300Lux左右照度,仓库及设备房100Lux左右照度,应急照明按消防规范及房间布局安装,并考虑其它检修照明及检修插座等。 灯具一定要避让我们的设备,很多设计灯具没有避让工艺设备。
七、总结
由于电池生产环境要求的严苛,需充分考虑设计的完整和合理性、施工工艺的严格管控、节能、生产工艺及投资预算,兼顾平衡,确保锂电洁净厂房的顺利建设投产。

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