多晶硅还原生产常见问题及控制对策分析摘要：目前，通常使用改进的西门子方法生产多晶硅。作为多晶硅生产的关键设备，回转窑主要由底盘、喷嘴、电极和电极冷却水输入/输出管、钟摆壳体冷却水输入/输出管等组成。在实际生产中，由于重心偏移或沉积物生长过程中性能不佳，熔炉中的多晶硅棒经常会倾斜、断裂或断裂，因此多晶硅棒会落到内壁或外壳上 从而导致生产被迫中断，直接对回转窑造成严重破坏，不仅严重影响到单回转窑的生产效率，而且还造成高温多晶棒之间的直接碰撞。 在此过程中，一些金属杂质混入硅条中，增加了多晶制成品污染的可能性，另一方面增加了员工的工作量。关键词：多晶硅还原生产光伏产业改良西门子法引言太阳能光伏产业作为新能源产业体系结构中较为成熟的产业，将在碳中和的背景下进一步扩大，成为实现“双碳”目标的重要保障。多晶硅是制造集成电路、太阳能光伏等的关键材料。因此，多晶硅生产企业提供了机会，但也面临着越来越大的压力，因为市场对多晶硅质量的要求不断增加。只有不断提高产品质量，实行节能减排的封闭循环，我们才能实现可持续发展。1还原尾气回收工艺还原过程中产生的废气储存在氯-硅烷罐中，大多数氯-硅烷冷凝液在压力下冷却。冷凝液的这一部分随吸收塔的加热液送入HCl脱盐塔，塔顶与HCl分离，送入加氢工艺；塔上的锅炉将液态硅烷的氯分离出来，并将其部分送到氯气储罐区，部分送到HCl吸收塔作为吸附剂。废气还原冷却的非冷凝气体除了HCl和H2之外，还含有少量氯硅烷。压缩机加压冷却后，进入吸收塔，将HCl气体和氯硅烷杂质吸收到非冷凝气体中，得到较纯的H2。H2循环的这一部分仍然含有少量氯硅烷和少量氯氟烃，这些物质随后被吸附到吸附塔的活性碳上，然后用于还原和氢过程。2多晶硅还原生产常见问题2.2还原生产有硅油产生多晶硅生产一旦开始，硅油往往更为常见，特别是当还原炉内部温度不是很高而产生石英板、底盘、风箱、炉管等矿床时。硅油出现时，硅化合物丢失，这是多晶硅生产接收率下降的直接原因。硅油沉积发生在观察孔的石英板上，也可能降低透镜的清晰度，增加测量、观察和调节炉温的难度，甚至会异常提高硅条的温度，然后发生燃烧现象硅油的吸水能力很强。拆炉时发现烤箱里有很多硅油硅油吸收空气中的水，分离室内盐酸。然后，它可以腐蚀设备。在严重的情况下，它会引起自燃和爆炸。
2.2使用硅芯的尺寸不合适由于硅芯是多晶硅还原炉中的气相沉积载体，主要包括圆硅芯和方硅芯，如果所用硅芯直径小，或者每次在炉内使用的硅芯厚度不均匀，则 因此，在还原炉运行期间，当替代气体(氮和氢)、进料气体(TCS和氢混合物)或还原炉压力波动时，容易引起硅棒沉积期间的硅芯震动，这也增加了硅芯倾斜倒棒的概率。2.3生成大量无定形硅为了减少能源消耗和增加产量，一些多晶硅生产企业在许多情况下不重视非晶态硅，因此在多晶硅生产过程中可能会产生大量非晶态硅。根据经验形成非晶硅的原因是还原炉内反应温度和生产功率较低，直接提高了非晶硅的沉积速度和生产速度；其次，该材料含有更多的二氯环十二烷。进入多晶硅还原生产后期，如果控制温度范围比较高，炉内的能见度会突然降低——届时镜子会变黑，能见度也会较低。2.4还原炉使用电极的锥头较小由于石墨头与电极之间锥度问题容易出现，石墨头与电极接触不良，不仅难以保证硅芯安装的垂直度，而且反应器中的电压在使用过程中也逐渐升高，在石墨头与电极接触不良的地方会产生大量热量，导致硅芯温度急剧升高不仅严重损坏电极和石墨钳，而且容易损坏。3多晶硅还原生产质量控制对策3.1做好干法回收系统压缩机检维修投用过程的管控压缩机定期检查时，应尽量减少气缸分解，以免气缸生锈。如果需要分解，整个分解过程必须确保气缸和气缸内的零件没有油接触。去除气缸的过程要与曲轴箱、气缸连接等大量机油或湿气分离，以避免污染。修理时间尽可能安排晴朗干燥的天气，拆开罐子后及时关闭，用氮气保护。压缩机检修后，用低压氮气保护，防止氮气进入循环氢气。投入生产时进行动压清洗，压力调节在0.2 MPa以下。H2更换5次后，对压缩机更换气体进行采样分析后，氢中氮的体积分数必须低于200ml/l才能进入系统。3.2合理控制无定形硅的产出反应设备是指一种新型核反应堆，保证反应堆内热场分布均匀，保证控制抽吸速度、硅浓度、失效方式等，阻止非晶硅的生产，消除电子级多晶硅生产中金属杂质含量超标的问题。硅烷的分解温度通常相对较低，因此只有在炉内温度高于300℃时才可能发生分解，此时分解主要通过气体强化核和表面反应形成。其中，气核抑制是一种关键的技术模式，在新型反应器中，通过冷却夹具的应用，可以将反应器分为高温和低温两章，其中高温场设置在棒的周围，有利于棒的形成。低温场主要设置在夹钳外的气象位置，有助于抑制硅的分解。通过应用夹具，促进电子级多晶硅产品的性能和质量的提高。
3.3优化循环氢使用工艺获得干燥废气吸附在活性炭上后，将循环氢和纯氢混合后，进入还原工艺和冷氢工艺。生产过程中，冷加氢工艺对H2质量的要求相对较低，因此循环氢与原料氢混合后单独冷却，还原氢气，提高H2还原质量。3.4工艺硬件生产的控制电子级多晶硅生产过程中工艺设备要求较高，因此在工艺生产过程中必须保证工厂的清洁。具体而言，恢复区和设备应始终保持清洁运行状态，提高工厂的清洁度。同时，作为生产中的重要设备，各个方面的规格也必须确保符合生产要求。目前大多数企业应用的回转窑都采用不锈钢材料，为了不污染高温硅棒，有必要尝试用复合材料代替不锈钢板。真空泵系统是应用减水炉的辅助设备，通过应用真空泵系统，可以显着提高氮替换率，有效减少氮用量，实现成本控制。3.5增加PSA净化系统在H2回收后端添加PSA清洁系统。采用氯氟烃、N2、O2、H2O、氯硅酮等氯氟烃的处理转换，得到6N高纯H2，满足和满足后处理氢的纯度要求。采用纯H2技术将PSA技术从工业末端分离出来，作为多芯片生产反应的补充，最大限度地提高了多芯片半导体技术的效率，从而考虑到技术组合的经济性。3.6硅棒沉积中期倒棒预防措施通过改进和优化工艺控制，合理控制TCS和H2功率比，总的来说，适当提高氢功率比有助于修复炉内硅棒裂纹，提高硅棒感应密度，从而降低在实际 *** 作过程中，肉眼可以观察到硅棒表面的颜色，同时结合红外温度计的检测，可以实时判断和调节炉内温度。通过调整电流的增长幅度，可有效控制炉内温度约1050℃，以防止硅棒过高而导致硅棒熔化和反转。结束语随着我国电子产业的快速发展，对多晶硅电极的需求不断增加，给生产企业带来一定的发展前景，也带来了一定的挑战和压力。技术和生产工艺的优化和创新必须得到加强，才能进入激烈的市场竞争。它还借鉴国内外生产经验，提高电子多晶硅的生产和质量，为中国电子产业的发展奠定基础，并促进中国综合国力的提高。参考文献
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多晶硅还原生产常见问题及控制对策分析
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多晶硅还原生产常见问题及控制对策分析
摘要：目前，通常使用改进的西门子方法生产多晶硅。作为多晶硅生产的关键设备，回转窑主要由底盘、喷嘴、电极和电极冷却水输入/输出管、钟摆壳体冷却水输入/输出管等组成。在实际生产中，由于重心偏移或沉积物生长过程中性能不佳，熔炉中的多晶硅棒经常会倾斜、断裂或断裂，因此多晶硅棒会落到内壁或外壳上 从而导致生产被迫中断，直接对回转窑造成严重破坏，不仅严重影响到单回转窑的生产效率，而且还造成高温多晶棒之间的直接碰撞。 在此过程中，一些金属杂质混入硅条中，增加了多晶制成品污染的可能性，另一方面增加了员工的工作量
1.1 主回路常见故障分析主回路主要由三相或单相整流桥、平滑电容器、滤波电容器、IPM逆变桥、限流电阻、接触器等元件组成。其中许多常见故障是由电解电容引起。电解电容的寿命主要由加在其两端的直流电压和内部温度所决定，在回路设计时已经选定了电容器的型号，所以内部的温度对电解电容器的寿命起决定作用。电解电容器会直接影响到变频器的使用寿命，一般温度每上升10 ℃，寿命减半。因此一方面在安装时要考虑适当的环境温度，另一方面可以采取措施减少脉动电流。采用改善功率因数的交流或直流电抗器可以减少脉动电流，从而延长电解电容器的寿命。
在电容器维护时，通常以比较轻易测量的静电容量来判定电解电容器的劣化情况，当静电容量低于额定值的80%，绝缘阻抗在5 MΩ以下时，应考虑更换电解电容器。
1.2 主回路典型故障分析
故障现象：变频器在加速、减速或正常运行时出现过电流跳闸。
首先应区分是由于负载原因，还是变频器的原因引起的。假如是变频器的故障，可通过历史记录查询在跳闸时的电流，超过了变频器的额定电流或电子热继电器的设定值，而三相电压和电流是平衡的，则应考虑是否有过载或突变，如电机堵转等。在负载惯性较大时，可适当延长加速时间，此过程对变频器本身并无损坏。若跳闸时的电流，在变频器的额定电流或在电子热继电器的设定范围内，可判定是IPM模块或相关部分发生故障。首先可以通过测量变频器的主回路输出端子U、V、W， 分别与直流侧的P、N端子之间的正反向电阻，来判定IPM模块是否损坏。如模块未损坏，则是驱动电路出了故障。假如减速时IPM模块过流或变频器对地短路跳闸，一般是逆变器的上半桥的模块或其驱动电路故障而加速时IPM模块过流，则是下半桥的模块或其驱动电路部分故障，发生这些故障的原因，多是由于外部灰尘进入变频器内部或环境潮湿引起。
1.3 控制回路故障分析
控制回路影响变频器寿命的是电源部分，是平滑电容器和IPM电路板中的缓冲电容器，其原理与前述相同，但这里的电容器中通过的脉动电流，是基本不受主回路负载影响的定值，故其寿命主要由温度和通电时间决定。由于电容器都焊接在电路板上，通过测量静电容量来判定劣化情况比较困难，一般根据电容器环境温度以及使用时间，来推算是否接近其使用寿命。
电源电路板给控制回路、IPM驱动电路和表面 *** 作显示板以及风扇等提供电源，这些电源一般都是从主电路输出的直流电压，通过开关电源再分别整流而得到的。因此，某一路电源短路，除了本路的整流电路受损外，还可能影响其他部分的电源，如由于误 *** 作而使控制电源与公共接地短接，致使电源电路板上开关电源部分损坏，风扇电源的短路导致其他电源断电等。一般通过观察电源电路板就比较轻易发现。
逻辑控制电路板是变频器的核心，它集中了CPU、MPU、RAM、EEPROM等大规模集成电路，具有很高的可靠性，本身出现故障的概率很小，但有时会因开机而使全部控制端子同时闭合，导致变频器出现EEPROM故障，这只要对EEPROM重新复位就可以了。
IPM电路板包含驱动和缓冲电路，以及过电压、缺相等保护电路。从逻辑控制板来的PWM信号，通过光耦合将电压驱动信号输入IPM模块，因而在检测模快的同时，还应测量IPM模块上的光耦。
1.4 冷却系统
冷却系统主要包括散热片和冷却风扇。其中冷却风扇寿命较短，临近使用寿命时，风扇产生震动，噪声增大最后停转，变频器出现IPM过热跳闸。冷却风扇的寿命受限于轴承，大约为10000～35000 h。当变频器连续运转时，需要2～3年更换一次风扇或轴承。为了延长风扇的寿命，一些产品的风扇只在变频器运转时而不是电源开启时运行。
1.5 外部的电磁感应干扰
假如变频器四周存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器四周所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主回路分离变频器控制回路配线绞合节距离应在15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距变频器距离电动机很远时(超过100 m)，这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长距离导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用变频器输入端安装无线电噪声滤波器，减少输入高次谐波，从而可降低从电源线到电子设备的噪声影响同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低其输出端的线路噪声。
1.6 安装环境
变频器属于电子器件装置，对安装环境要求比较严格，在其说明书中有具体安装使用环境的要求。在非凡情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施：振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件锈蚀、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，非凡是半导体器件，应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。
除上述几点外，定期检查变频器的空气滤清器及冷却风扇也是非常必要的。对于非凡的高寒场合，为防止微处理器因温度过低不能正常工作，应采取设置空气加热器等必要措施。
1.7 电源异常
电源异常大致分以下3种，即缺相、低电压、停电，有时也出现它们的混合形式。这些异常现象的主要原因，多半是输电线路因风、雪、雷击造成的，有时也因为同一供电系统内出现对地短路及相间短路。而雷击因地域和季节有很大差异。除电压波动外，有些电网或自行发电的单位，也会出现频率波动，并且这些现象有时在短时间内重复出现，为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出相应要求。
假如四周有直接启动的电动机和电磁炉等设备，为防止这些设备投入时造成的电压降低，其电源应和变频器的电源分离，减小相互影响。
对于要求瞬时停电后仍能继续运行的设备，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑电机负载的降速比例。当变频器和外部控制回路都采用瞬间停电补偿方式时，失压回复后，通过测速电机测速来防止在加速中的过电流。
对于要求必须连续运行的设备，应对变频器加装自动切换的不停电电源装置。像带有二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态，但也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大，及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。
1.8 雷击、感应雷电
雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。真空断路器应增加RC浪涌吸收器。若变压器一次侧有真空断路器，应在控制时序上，保证真空断路器动作前先将变频器断开。
2 变频器本身的故障自诊断及预防功能
老型号的晶体管变频器主要有以下缺点：轻易跳闸、不轻易再启动、过负载能力低。由于IGBT及CPU的迅速发展，变频器内部增加了完善的自诊断及故障防范功能，大幅度提高了变频器的可靠性。
假如使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中的“启动转矩不足”、“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。
此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后，仍能保持继续运行，例如：对自由停车过程中的电机进行再启动对内部故障自动复位并保持连续运行负载转矩过大时，能自动调整运行曲线，能够对机械系统的异常转矩进行检测。
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