还原炉是生产多晶硅的重要设备,也是多晶硅生产中能耗最高的设备。采取一定的措施来减少还原炉的能耗已经成为多晶硅企业关注的热点。为此,对还原炉沉积生产过程中的能耗进行分析并探究其在生产过程中的能耗损失途径是很有意义和必要的。还原炉沉积生产过程是随机动态的过程,每时每刻的能耗都在变化,其生产过程的能耗存在不确定性,因此对其能耗进行预测研究,探究影响因素与能耗之间的内在联系,有利于对还原生产过程的管控。本文针对多晶硅还原炉,通过对多晶硅还原过程能耗进行多角度全面分析,并探究了还原过程的能耗损失途径。并在此基础上,针对还原炉沉积生产过程的随机动态性,对还原过程的能耗进行了预测研究,以便提前预知沉积过程未来一段时间的能耗情况。本文的研究内容具体如下:1.根据多晶硅还原炉沉积生产工艺过程,系统分析了还原炉设备,还原工艺流程和还原过程能流分析,揭示了还原沉积生产的能耗特点及能耗影响因素。2.探究了还原炉沉积生产过程的能耗损失途径,其途径主要有硅棒表面对炉壁的辐射散热损失、进出气体换热损失以及化学反应热损失。针对24对棒还原炉的结构特点及其工艺参数,利用玻尔兹曼辐射定律对其在生产沉积过程不同阶段的辐射散热量进行了计算,利用Aspen plus对生产过程不同阶段的气体换热量和反应热进行了模拟计算。为还原炉沉积生产过程的节能降耗提供了理论依据,也为能耗预测的影响因素筛选奠定了基础。3.建立了基于D-S(证据理论)融合LS-SVM(最小二乘支持向量机)的还原炉能耗预测模型。先用D-S证据理论选出相似时段能耗历史数据作为训练样本,然后用LS-SVM训练出预测模型,最后预测出预测时段的各小时段的能耗,得到预测时段的能耗曲线。综合上述的研究,结合企业实际来建立能耗预测模型库,用Java开发能耗预测模块,然后将该模块集成到能耗监测系统中去,并在多晶硅企业生产中进行初步运用。