某某碳素有限公司铝电解预焙阳极生产线节能技术改造项目可行性研究报告

目录第一章总论1第一节项目名称及承办单位1第二节可行性研究编制单位1第三节研究工作的依据与范围1第四节简要结论2第五节主要技术经济指标4第二章项目提出的背景及建设的必要性5第一节承办企业基本情况5第二节项目提出的背景8第三节项目建设的必要性9第三章节能潜力分析及节能改造的主要内容12第一节项目实施前情况分析12第二节节能潜力分析15第三节节能改造的主要内容及节能总量16第四章项目建设地点与建设条件20第一节项目建设地点20第二节项目建设条件20第五章工程技术方案23第一节项目组成23第二节节能技术改造方案23第三节节能技术改造新增设备选择29第四节总平面布置30第五节土建工程31第六节公用工程及辅助工程32第六章环境保护35第一节概述35第二节环境现状及主要污染源35第三节项目污染治理方案37第七章消防与劳动安全卫生41第一节消防41第二节劳动安全41第八章节能44第一节用能标准和节能规范44第二节能耗状况和能耗指标分析45第三节节能措施和节能效果分析45第九章企业组织及劳动定员47第一节企业组织47第二节项目工作制度及定员47第三节职工来源与培训48第十章项目实施进度49第一节项目实施进度49第二节项目进度计划49第十一章项目招标方案50第十二章投资估算及资金筹措51第一节投资估算51第二节资金筹措及使用计划53第十三章经济评价54第一章总论第一节项目名称及承办单位项目名称某某碳素有限公司铝电解预焙阳极生产线节能技术改造项目承办单位某某碳素有限公司第二节可行性研究编制单位编制单位工程咨询等级甲级工程咨询证书编号发证机关国家发展和改革委员会第三节研究工作的依据与范围一、研究工作的依据1、国家发展和改革委员会2005年40号令发布实行的产业结构调整指导目录2005年本；2、节能中长期专项规划；3、发改环资2008704号国家发展和改革委员会财政部关于印发节能项目节能量审核指南的通知；4、国家有关法律、法规及产业政策；5、项目承担单位提供的基础数据；6、有关设计规范、规定。二、研究工作的范围本可行性研究主要包括1、对项目提出的背景、必要性、建设内容及建设规模、建设条件与场地状况的分析；2、对项目的技术原理、节能改造工艺路线及设备选择等技术方案的研究；3、对项目所采取的消防、环境保护、劳动安全卫生及节能措施的评价；4、对项目实施进度及劳动定员的确定；5、对项目作出的投资费用估算及技术经济综合评价。第四节简要结论我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。某某碳素有限公司充分认识节能减排的重要性和紧迫性，把节能降耗看作支撑社会和企业发展的生命线，使经济增长建立在节约能源资源和保护环境的基础上。公司依靠科技进步，攻克了一些节能减排的关键性技术，提出实施铝电解预焙阳极生产线节能技术改造项目。本节能技术改造项目由以下两部分内容组成1、对石油焦煅烧炉的余热进行回收利用公司现有三条预焙阳极生产线的所有用热设备的热源来自公司的5台燃煤锅炉，其总热能需求为600X104KCAL/H；而公司内的六台石油焦煅烧炉（其中8罐煅烧炉一台，24罐煅烧炉3台、12罐煅烧炉一台、30罐煅烧炉一台）的余热资源可达到922X104KCAL/H，因此，增加5台余热热媒炉后，可以充分利用本公司煅烧炉的余热资源供应公司内所有用热设备的热能需求，每年可为公司节省燃料煤11000吨。2、对公司内三台十八室阳极焙烧炉进行节能改造阳极焙烧炉节能改造规模为改造原有3台18室环式焙烧炉。调整火道隔墙的数量，由原来的W型火道改为WV型火道，从而达到使挥发份充分燃烧的效果。通过初步分析估算，本节能技术改造项目工程总投资构成及资金来源为1、项目总投资6805万元。其中，建设投资6805万元，建设期贷款利息0万元，铺底流动资金0万元。在建设投资中，土建工程费3367万元，设备购置费及安装费2588万元，其它费用346万元，预备费504万元。2、资金来源为全部由企业通过自筹解决。3、本项目实施后，年可节约原煤11000吨、天然气680万标准立方，折合标煤16440吨。预计企业正常年份可实现节能收益1994万元，利润1153万元。该项目符合国家节能政策，符合国家节能中长期规划要求，是企业发展的需要，可带来良好的经济效益和环境效益。通过研究可以看出本项目依据条件较好，工艺技术成熟可靠，无论在技术上还是在经济效益上都是可行的。第五节主要技术经济指标主要技术经济指标表序号项目单位指标备注1节约标煤标煤吨/年16440改造规模石油焦煅烧炉的余热回收利用台5增加余热热媒炉五台，供公司所有用热设施的热能2焙烧炉改造台318室3台项目总投资万元6805其中建设投资万元6805建设期贷款利息万元03铺底流动资金万元04主要原材料、水电等消耗5项目定员不增加6全年运行天数天3607人员工作日天2508项目收益万元/年25389年总成本万元/年841正常年10利润总额万元/年1697正常年11投资回收期年289不含建设期12投资利润率2494第二章项目提出的背景及建设的必要性第一节承办企业基本情况一、承办企业简介某某碳素有限公司成立于1988年，位于市天衢工业园内，占地80000M2，现有员工333人。某某碳素有限公司自成立以来，几经改、扩建，企业由小到大滚动式发展，从一个名不见经传的村办小厂，发展成为一个固定资产158亿元，具有自营进出口权，年产铝电解用预焙阳极12万吨的碳素生产集团。公司主导产品为铝电解用预焙阳极，其它产品有铝电解用阳极糊、铝电解用半石墨质阴极炭块、焙烧电极、增碳剂、优质煅烧焦等。近三年来，公司生产规模不断扩大，2007年成功的实现了与外资合作以及跨地区跨行业的外延联合，建立了合理的产业链和畅通的销售渠道，并确定了国内国外两个市场兼举的经营发展理念。目前，该公司已成为市的支柱企业、民营企业明星、出口创汇大户。获得重合同守信用企业、首批信用民营企业、2007年度外贸出口先进企业等荣誉称号。公司将利用联合后的资金优势、市场优势、技术优势，把铝用碳素做专、做精、做大、做强。力争到2015年把公司建设成为技术领先，装备一流，产品精湛，管理高效，绿色环保，全国第一，亚洲最大的铝用碳素生产基地。企业综合经济实力情况表单位万元企业登记注册类型其他有限责任公司职工人数（人）333其中技术人员（人）68银行信用等级AAA企业总资产15883固定资产原值8170固定资产净值4424资产负债率4530企业贷款余额1610其中中长期贷款余额0短期贷款余额1610年度（近三年）企业经常情况2006年2007年2008年备注销售收入150242129322495利润100615001609税金109321517二、法人代表简介翟永良男生于1957年7月民族汉大专文化程度中共正式党员1988年10月，适逢改革开放近十年之际，对某某碳素有限公司而言，注定是一个不平凡的月份，因为，那是她诞生的月份。时任德城区二屯镇翟时庄村委书记翟永良同志，用他那敏锐的目光和活跃的头脑，意识到光靠种地是不能带领百姓共同富裕的，于是结合当时市场行情，抓住机遇，做出了一个果敢的决策开办碳素厂二十年过去了，历经风雨，公司也从当初的村办工厂逐步发展成如今固定资产过亿、年产值达数亿元的具有一定规模效应和领导效应的行业精英业，2006年、2007年、2008年各项经济指标如下企业总资产为7265万元、12014万元、13883万元，实现销售收入15024万元、21293万元、22495万元，企业利润为1006万元、1500万元、1609万元，上缴税金109万元、321万元、517万元。在任碳素厂负责人以来，他做到了与时俱进，勇于开拓，坚持自主创新，努力进行产品品质和内涵的充实、提高与完善，使得企业得以快速发展。二十年，弹指一挥，历经坎坷，公司几经改制、扩建，企业由小到大滚动式发展，从一个名不见经传的村办小厂，发展成为一个拥有固定资产158亿元,具有自营进出口权,年产铝电解用预焙阳极12万吨的跨地区、跨行业联合的碳素生产集团,公司注册的“德碳”牌碳素制品早已成为享誉国内外的知名品牌。2007年，为响应市政府打造“百万吨碳素基地”号召，他利用自身影响力为德城经济发展做贡献。东方希望集团下属的东方希望包头铝业是公司的长期客户，在合作过程中，双方结下了良好的情谊，充分展现了人讲诚信、重情义的良好品质，东方希望集团董事长刘永行为此深受感动，使得东方希望集团再次在出资，兴办了一座现代化的碳素生产企业。在做好内资引进的同时，他还不忘为政府的外资引进做贡献，同年，公司和长期发生贸易合作的俄罗斯欧莱恩集团成立了一家合资公司欧莱恩碳素有限公司，当然，合资公司的能够成立，也是基于公司一直恪守的诚信上。目前，这两家公司一期工程均已投产，二期工程正在筹划之中，“百万吨碳素基地”已是初具规模，相信，不远的将来，在他和公司的共同努力下，市全体人民的这一良好愿望一定会能达成。该同志在注重企业生产、经营的同时，也注重各项技术、管理、制度的建设。从办厂到企业体制变更的过程中，该同志时刻紧抓生产安全，建厂20年来，公司从未发生过重大安全生产事故。该同志还意识到环保、节能对于社会的重要性，是关系到千秋万代的大事，因此，环保工作总是走在生产的前列，公司先后投入三百万元用于改善环保、节能设备，得到了环保部门的一致肯定。同时，该同志还从广大职工切身利益着想，建立了一套健全的党政工团组织，每年召开两次职代会，听取职工意见，为他们置办社会保险，解决了职工的后顾之忧，这一切使得公司成为德城区劳动关系和谐企业，他个人也获得了“山东省劳动模范”荣誉称号，并连续三届当选市人大代表。第二节项目提出的背景现代铝工业技术的发展对铝用碳素材料的质量提出了越来越高的要求，技术开发、生产工艺和装备改进促使铝用碳素质量不断提高，从而改善优化其在电解过程中的性能，达到铝电解大幅度节能降耗，提高核心竞争力，推动铝用碳素工业和铝电解工业发展的关键因素。铝用碳素材料生产是耗能较高的行业，其主要用能设备为焙烧炉及成型生产线，焙烧炉及成型生产线设备性能直接影响着铝用碳素生产的质量和能耗。国内外各铝用碳素厂家现焙烧阳极采用的焙烧设备有隧道窑、倒焰窑、车底式焙烧炉、回转床式焙烧炉、环式焙烧炉等大型窑炉设备，近几年，尤其以环式焙烧炉焙烧制品的居多。国内外铝用碳素厂家在焙烧炉的炉型上也各不相同，例如，日本采用AP型焙烧炉，德国采用了W型焙烧炉，中国的各大设计院采用德国W型焙烧炉炉型并加以改进，形成具有中国特色的焙烧炉炉型。但这些焙烧炉炉型集中突出的问题是产量小、能耗高，且对环境的污染严重，制品自身的可燃性气体挥发份溢出后，得不到充分的燃烧。此外，煅烧炉煅烧过程中排出850980的烟气，含有大量的余热能源，目前国内大部分企业这部分余热都未能充分利用，全部白白浪费掉，非常可惜。某某碳素有限公司现有三台焙烧炉和六台煅烧炉，其焙烧炉由于设计和工艺操作的原因致使能耗始终居高不下，每吨产成品能耗在110104KCAL/T左右，导致此结果的原因有，焙烧制品时，制品所含的可燃性气体未能充分燃烧，导致烟囱黄烟滚滚。工艺操作的原因，炉室的密封性能差，漏风严重，造成天然气耗量居高不下。此外，公司三条成型生产线的设备加热需要5台蒸汽锅炉供热，每年的耗煤量达到11000吨。与此同时，公司六台煅烧炉的余热资源未能回收利用，全部白白浪费掉。某某碳素有限公司经过反复研究和到相关兄弟单位参观考察，决定对现有的3台焙烧炉进行改造，通过改造，使焙烧炉成为节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉，可以充分燃烧预焙阳极自身含有的可燃挥发份，降低燃料的单耗；增加5台余热热油炉，将现有煅烧炉高温烟气的余热充分回收利用，达到节能、环保的效果。第三节项目建设的必要性一、符合国家产业政策中国是世界人均能源拥有量较低的国家，石油、天然气人均剩余可采储量仅有世界平均水平的77和71，储量比较丰富的煤炭也只有世界平均水平的586。与能源短缺形成强烈反差的是能源浪费惊人，我国能源利用效率只有33，比国际先进水平低10个百分点左右；其中，轻工、纺织、建材、电力、钢铁、有色金属、石化、化工等8个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40。党的十七大提出坚持节约资源和保护环境的基本国策，关系人民群众切身利益和中华民族生存发展。必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，落实到每个单位、每个家庭。要完善有利于节约能源资源和保护生态环境的法律和政策，加快形成可持续发展体制机制。落实节能减排工作责任制。开发和推广节约、替代、循环利用和治理污染的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，保护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率。国家产业结构调整指导目录（2005年本）中把第二十六项“环境保护与资源节约综合利用”中第34条“节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造”列入鼓励类。该项目实施后，可以降低能源消耗，增加经济效益，符合国家节能政策。二、符合国家节能中长期规划要求国家节能中长期规划中指出节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。能源是战略资源，是全面建设小康社会的重要物质基础。解决能源约束问题，一方面要开源，加大国内勘探开发力度，加快工程建设，充分利用国外资源。另一方面，必须坚持节约优先，走一条跨越式节能的道路。节能是缓解能源约束矛盾的现实选择，是解决能源环境问题的根本措施，是提高经济增长质量和效益的重要途径，是增强企业竞争力的必然要求。不下大力节约能源，难以支持国民经济持续快速协调健康发展；不走跨越式节能的道路，新型工业化难以实现。必须从战略高度充分认识节能的重要性，树立忧患意识，增强危机感和责任感，大力节能降耗，提高能源利用效率，加快建设节能型社会，为保障到2020年实现全面建设小康社会目标作贡献。因此，项目的建设符合国家节能中长期规划要求。三、符合国家“十一五”规划纲要和循环经济要求当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。近期以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区、各部门相继做出了工作部署，节能减排工作取得了积极进展。但是，“十一五”节能减排工作的难度仍然很大，据统计，近年来工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长206，同比加快66个百分点。我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。“十一五”规划建设目标的一个重要特点是，从产出方面提出了目标要求，人均GDP翻一番，同时也提出另外一个约束性非常强的指标，单位GDP能耗要比“十五”期末降低20。而实现单位GDP能耗下降20的主要途径有三个，包括结构节能、推进技术节能及管理节能。可以看出节能已成为一项政府行为，也是十一五规划的工作重点之一。四、企业可持续发展的需要随着国内铝电解用预焙阳极生产厂家的增加,市场竞争加剧，用户对产品质量的要求越来越高，各铝用碳素生产厂家都在积极的进行探索和研究。只有不断改进现有生产工艺，研究和开发具有节能、优质与环保的新焙烧炉型和焙烧方式，不断提升产品质量和降低生产成本来提高市场竞争力，才是企业生存和发展的根本。实施节能技术改造，有利于企业充分发挥设备潜力，提高运行效率，达到降低能耗，促进技术进步，提高企业的竞争力和经济效益，实现企业的可持续发展。因此，某某碳素有限公司铝电解预焙阳极生产线节能技术改造项目，对促进企业进一步发展十分必要的。第三章节能潜力分析及节能改造的主要内容第一节项目实施前情况分析一、生产工艺生产工艺流程简述如下1、原料贮存和前处理预焙阳极生产所需的主要原料为生石油焦和煤沥青，其中生石油焦运入贮存场后暂存，然后经破碎机粗碎后，送入煅烧炉进行煅烧。生产所用的煤沥青分为固体沥青和液体沥青，其中液体沥青由罐车运来后，直接放入沥青罐，沥青罐由高温蒸汽管线加热和保温，固体沥青加入沥青罐加热后使用。2、煅烧粗碎后的生石油焦经物料提升机，送入煅烧炉加料斗后，进入煅烧炉。石油焦在煅烧炉内通过加热，使石油焦中的可燃挥发份通过炉内逸出口入炉内火道，进行燃烧，因此简单加热后可自行煅烧，煅烧温度1300，煅烧过程中释放出较多热量，正常生产时不使用外加燃料。3、振动成型振动成型包括中碎、混捏、成型三个过程。中碎石油焦经煅烧后称为煅后焦，煅后焦送入腭式破碎机破碎后，再经对辊破碎机破碎，然后送入振动筛分机进行不同粒度的筛分，分级物料进入不同的储料斗仓，分级好的物料进行配料后进入混捏工序。混捏储料斗内不同粒级的物料，经配料计量后，进入混捏锅进行预热，达到一定时间、温度后，再放入液体沥青，进行混捏。振动成型液体沥青与煅后焦混捏好后形成可塑性好的糊料，送入振动成型机，物料在振动成型机内边振动边加压，最终振型成阳极生坯。振型好的生阳极放入水池中降温冷却34小时，降温后送窑炉焙烧，废品破碎重新返回生产工序再利用。4、焙烧将振动成型的生阳极块，装入焙烧炉，再装填充料，填充料是粒径26MM的冶金焦，本项目所用焙烧炉为十八室环式焙烧炉，共有3台，所用燃料为天然气，生阳极块在焙烧过程中所产生的挥发份通过焙烧炉的竖缝进入火道，天然气与挥发分燃烧所产生的废气（G5）经沥青烟静化除尘器处理后，通过55米的排气筒排放。生产工艺流程如下图二、主要耗能工序碳素企业是资源循环利用型企业，主要原材料为延迟石油焦和固体煤沥青。1、煅烧车间为使延迟石油焦排除水份和挥发份提高导电率和真密度、强度增加，进行热处理，煅烧温度为12501300。煅烧后真比重粗碎石油焦煅烧中碎配料混捏振动成型焙烧预焙阳极筛分计量冷却G1G3G4G4G5N1N2N3沥青罐沥青G2冶金焦204207G/CM3,水份03,挥发份03。煅烧耗能是原料自身所含的可燃性气体挥发份。企业现有原料煅烧炉6台，分别为1台8罐，1台12罐，3台24罐，1台30罐。其余热热能可达922X104KCAL/H2、生阳极车间生阳极车间选用4台3000立升混捏锅、3台2000立升混捏锅、5台1200立升混捏锅，混捏锅的作用是将加入锅内配好的干料与液体沥青一起在一定温度下混捏成可塑性的糊料待成型。混捏锅的热源来自于热媒加热、热媒进口油温245，出口220，糊料温度不低于170。耗能426万KCAL/H。高位槽、沥青称、沥青管道保温热媒进口230，出口210，耗能54万KCAL/H。生阳极车间耗能合计480万KCAL/H。公司食堂和浴池耗能30万KCAL/H。3、沥青熔化库沥青熔化工序是将固体沥青加入沥青熔化槽中间加热熔化成液体沥青。沥青熔化的目的是除去沥青的水分和杂质。热源为热煤，热媒进口温度230，出口温度为210。企业现有5台60T沥青熔化槽、2台30T沥青熔化槽、4台40T沥青熔化槽。耗能120万KCAL/H。4、焙烧车间焙烧车间是炭素企业耗能较大的工序，由生阳极车间生产的生预焙炭块运到焙烧车间，放入焙烧炉中加入填充料进行热处理，焙烧温度1250，经热处理的预焙阳极导电率达到5565M,耐压强度2932MPA,体积密度14815G/CM3。真密度200G/CM3。企业现有阳极焙烧炉3台，其燃料为天然气，由于火道的设计不合理吨制品耗能122125标立天然气，耗能约为110104KCAL/T产品。5、传统能耗指标按传统工艺设计，其单位产品能耗指标为（1）焙烧炉用天然气热耗45GJ/T110104KCAL/T（2）沥青熔化、静置、混捏等生产用热媒热耗167GJ/T40104KCAL/T第二节节能潜力分析某某碳素有限公司为年产12万吨铝电解用预焙阳极的（加工）资源循环利用型企业。企业现有的窑炉设备有原料煅烧炉6台，分别为1台8罐，1台12罐，3台24罐，1台30罐及生制品焙烧用的18室阳极焙烧炉3台，年产铝电解用阳极12万吨。现简要计算其余热能量。一、煅烧炉的节能潜力分析煅烧工序选用6台罐式8层火道顺流罐式煅烧炉，其中1台8罐炉、1台12罐炉、3台24罐炉、1台3罐炉。罐式炉在正常生产时不使用外加燃料，靠被煅烧的延迟石油焦（石油焦自身所带的1012）的挥发份燃烧所产生的热量来保证煅烧所需的温度，同时排出850980的烟气，烟气量30009000NM3/T台不等。按8罐煅烧炉计算，每罐每小时排料90KG（空气过剩系数取30时）VN89007501014M3253360M3/H（烟气量）其中88罐9090KG/罐H07575的实收率01010的挥发份含量、空气过剩系数取30时，每立方米挥发份生成烟气25M3、每千克挥发份14M3。取入口的温度900，出口温度400时的热容（分别为0367KCAL/、0352KCAL/）。Q热3360（90003674000352）（1005）604884KCAL/H。即8罐煅烧炉每小时可以回收热能604884KCAL/H。每年可回收热能（折算成标准煤6048842430127000746吨标准煤）。同理12罐煅烧炉可回收的热能907326KCAL/H；3台24罐煅烧炉可回收的热能5443956KCAL/H；30罐煅烧炉可回收的热能2268315KCAL/H；煅烧炉全年可回收的热量值（折算成标准煤）为11385吨标准煤。二、焙烧炉的节能潜力分析对筑炉材料、火道宽度、炉墙厚度、自动化燃烧设备及控制系统进行改造，改造后，可由原来45GJ/吨（110104KCAL/T）制品降低至（60104KCAL/T）吨制品，每吨制品约降耗57NM3天然气（天然气的热值按9000KCAL/NM3）1200005010470008570吨标准煤。第三节节能改造的主要内容及节能总量一、煅烧炉烟气的余热利用煅烧炉烟气利用热油炉回收热量后可用作生阳极车间用热设备和沥青熔化库的沥青溶化槽，同时可用于职工浴池和公司食堂做饭。根据热油炉的技术参数和计算需吸收余热量。选择供热能力为160104KCAL/T的热油炉及其配套机车1台套，120104KCAL/T的热油炉及其配套机车3台套，50104KCAL/T的热油炉及其配套机车1台套，共选用5台（套）不同规格型号热油炉。回收热量570104KCAL/H，将1台60吨沥青溶化槽和2台30吨沥青融化槽直接用高温烟气加热融化，可回收热能30104KCAL/H，其他热能用于职工浴池和公司食堂做饭，可回收热能30104KCAL/H。因罐式炉运转率高达95以上，其排出热量完全可以保证生产和生活用热。全厂用热的热平衡及供热方案见下表表31全厂用热的热平衡及供热方案表热源热支出供热方案1、导热油炉、换热器922104KCAL/H生产工艺600104KCAL/H导热油直接供热茶炉采暖20104KCAL/H导热油换热、冷却水热能2、煅烧炉冷却水及换热器食堂淋浴10104KCAL/H热油换热该公司每小时可生产阳极1370吨每吨产品可带能630104CAL/T（折合标准煤656KG/T）公司热能平衡图见CAD热能平衡图结论通过公司内6台煅烧炉增加余热热媒炉和沥青融化换热装置，可取消原供五台蒸汽锅炉的年11000吨原煤的采购，折合标准煤656T/T120000T/A7870T/A。注标煤按7000KCAL/T计算。二、焙烧炉改造1、设计节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉型焙烧炉设计参照法国AP炉，将火道内的隔墙进行改造，增加隔墙的数量，有3道调整为5道隔墙，从而拉大了制品温度和火道温度差，使制品中的可燃气体在炉内充分燃烧；焙烧炉的外墙的保温砖由原来的240MM厚，增加到480MM厚，增强保温效果。通过改造，提高了产品质量，降低了能耗。2、工艺操作改变密封焙烧炉的后三个预热炉室，减少冷空气的过量进入，保持火道内负压及气流的稳定。3、改造效果老式焙烧炉每吨制品的天然气消耗量122NM3/吨，节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉的用量为65NM3/吨。如年产量为12万吨的节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉，年可节约天然气680万M3，天然气按26元/M3计算，每年可节约资金投入1768万元，在节约天然气用量的同时，由于制品自身可燃气体挥发份的充分燃烧，减少了废气排放总量。另外，通过改进炉型，成品率提高了36，按年产12万吨计算节能环保环式焙烧炉与老式焙烧炉的节约对比如下表32表32节能环保环式焙烧炉与老式焙烧炉的节约对比表序号项目天然气成品率合计1老焙烧炉122NM3/吨12万吨1464万NM3952节能环保环式焙烧炉65NM3/吨12万吨780万NM39863老式炉与节能炉比较值57NM3/吨12万吨684万NM33612万吨4320吨改造后能耗由原来的110104KCAL/T产品降至60104KCAL/T（节能量折合标准煤714KG/T）。结论通过对焙烧炉的火道隔墙由3道调整为5道，拉大了制品温度和火道温度的差，使得制品自身的可燃性气体挥发份在最初溢出后，即可达到着火温度，因此可以使其充分燃烧，即可以节约燃料天然气，又可以起到环保的作用。全年可节约天然气680万标立天然气。全年节能714T/T120000T/A8570T/A。三、项目总体节能量与国内同类型企业相比，本设计节能效果显著，比较如下表表33能耗比较表序号项目设计能耗国内同类型厂能耗节能折合标准煤KG/T1煅烧炉烟气的余热利用45981046562焙烧炉改造60104KCAL110104KCAL/T50104KCAL/T714每吨产品节能714656137KG标准煤/T产品。全年节能0137T/T120000T/A16440T/A。第四章项目建设地点与建设条件第一节项目建设地点一、地理位置德城区地处山东省西北部，北与河北省接壤，位于东经1154511724，北纬36243800。京沪、石德两大铁路线在此交汇，104国道和京福高速公路纵横而过，交通条件十分便利。二、项目建设地点项目建设地点位于某某碳素有限公司内。某某碳素有限公司位于德城区天衢工业园，在市德城区北部，北临南干渠，东邻翟时庄。第二节项目建设条件一、自然条件1、地形、地貌德城区处于鲁北黄河冲击平原，地形平坦。海拔高度20342101米，基地为奥陶纪灰岩，浅层沉积物均系长期以来黄河进入山东后冲积物质，地形变化受黄河近期迁移泛滥的直接作用，形成了垄岗地形、缓平坡地、洼地及河槽洼地等四种地貌形态。地形自西南向东北倾斜，地面自然坡降为1/50001/10000，地面标高一般为1824米。该地区属第四系地层发育，厚度可达280米以上，基本以粉土、亚砂土、亚粘土沉积为主，沉积相复杂。本项目周围为平整的农田，无任何危害地貌，土层埋深2532米处为粉质粘土层。冬季最大冻土深度48厘米。2、气象条件本地区属暖温带大陆性季风气候区，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雨雪。全年平均气压1014HPA，年平均气温129，年平均降水量593MM，年平均湿度64，年平均风速29M/S，全年主导风向SSW，风频14，全年静风频率523，次多风向为S。年极端最高气温413，年极端最低气温22。3、水文地质（1）地下水评价区属黄河下游冲积平原，一般分为三层浅层潜水微承压含水层组、中深层承压含水层组、深层承压含水层组。浅层潜水微承压含水层组咸、淡分布情况复杂，淡水适合饮用，矿化度2G/L，含氟量小于1MG/L。中深层承压含水层组不适合饮用，矿化度25G/L，含氟量3MG/L。深层承压含水层组比较适合饮用，但含氟量高，长期饮用能引起“氟斑牙”等地方病，矿化度1G/L，含氟量36MG/L。近几年，德城区通过引黄河水，供应城市饮用水。项目用水为厂区内的自备水井提供的地下水。（2）地表水项目所在的地表水流域是漳卫河流域，在境内全长80KM。4、地震根据国家1992年颁布的中国地震烈度区划图的划分，项目所处区域的地震烈度为七度。二、社会经济条件德城区是鲁西北的重要城市，是市政治、经济、文化和科技中心。全区总面积580KM2，人口55万，其中市区面积30KM2，人口42万。天衢工业园位于德城区北部，现已发展到125平方公里，2004年被省政府批准为省级工业园。目前，“四纵六横”主干路网已经形成，整个园区实现了“六通一平”。园区经济基本形成了以太阳能、玻璃钢、电子、纺织、机械加工、化工为支柱的六大体系。第五章工程技术方案第一节项目组成本节能技术改造项目由以下两部分内容组成一、对石油焦煅烧炉的余热进行回收利用公司现有三条预焙阳极生产线的所有用热设备的热源来自公司的5台燃煤锅炉，其总热能需求为600X104KCAL/H；而公司内的六台石油焦煅烧炉（其中8罐煅烧炉一台，24罐煅烧炉3台、12罐煅烧炉一台、30罐煅烧炉一台）的余热资源可达到922X104KCAL/H，因此，增加5台余热热媒炉后，可以充分利用本公司煅烧炉的余热资源供应公司内所有用热设备的热能需求，每年可为公司节省燃料煤11000吨。二、对公司内三台十八室阳极焙烧炉进行节能改造阳极焙烧炉节能改造规模为改造原有3台18室环式焙烧炉。调整火道隔墙的数量，由原来的W型火道改为WV型火道，从而达到使挥发份充分燃烧的效果。第二节节能技术改造方案一、工艺设计、创新点及先进性1、设计思路以节能、环保、优质的设计思路为出发点，首先对传统焙烧炉进行改造，减小烟气的运行阻力，同时增加炉室火道隔墙，充分利用可燃性挥发份，使其在溢出时就达到其着火温度，最终达到节能、降耗、提高产能的目的。技术路线炉室密封控制装炉制品规格捣固填充料缩短焙烧曲线挥发份充分燃烧节能降耗目的2、主要创新点、先进性（1）创新点炉室尺寸尺寸不变，WV型火道，可以使高温烟气在炉内运行更长的距离，可以拉大制品温度和火道之间的温度差，预焙阳极自身含有的可燃性气体挥发份，其着火温度为550650，将焙烧时的明火温度与制品温度差拉大到350左右（制品200时开始溢出挥发份），即使焙烧时制品挥发份溢出后就达到550650的着火温度，开始燃烧，并充分利用其燃烧的热能预热下一炉室。（2）先进性1）能耗低,其单位产品能耗降为国内同类炉型的54,由110104KCAL/T产品降至60104KCAL/T产品。2采用天然气作为燃料,可燃性气体又参与了燃烧，所产生的烟气量少,大大降低烟气中各种污染物浓度。该炉型的点火微处理机与燃烧架和排烟管结合在一起，与传统的点火设备相比，不需要作附加的工作。专门设计的减压控制装置可以同时对所有烟道的减压进行监视，这对于优化沥青的燃烧特别重要，该控制单元全部集中在焙烧炉控制系统内。二、煅烧炉节能工艺技术分析及改造方案1、石油焦煅烧炉烟气余热回收热媒系统工作原理石油焦煅烧炉出炉烟气温度约为8501000，含有大量余热，用导热油加热器（炉）回收其烟气余热，以导热油为传热介质，热油泵为输送动力，把250左右的高温导热油分别输送到各用热设备，导热油在用热设备经过热交换后，温度降至220左右，回流至热油泵入口，经泵加压，热油炉加温外供，形成一个密闭循环供热系统，不断地为生阳极生产及生活供热。煅烧炉烟气温度经过余热回收后降至350左右进入烟囱抽出后排空。2、系统工艺流程简介见工艺流程简图3、石油焦煅烧炉烟气余热回收热媒系统主要优势及特点（1）该系统是国内较成熟的余热回收设备，无需外加燃料，光靠煅烧炉的高温烟气完全可以满足碳素生制品生产的热能需要；（2）该系统的传导热媒采用的是WD325导热油，使用温度360摄氏度下可以长期使用，损耗很小每吨导热油每年需补充05，该公司热油炉进油温度245摄氏度，出油温度220摄氏度，因此是在非常安全的温度条件下运行的。三、焙烧炉节能工艺技术分析及改造方案1、设计节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉型（1）增加炉室火道隔墙，充分利用挥发份碳素环式焙烧炉焙烧预焙阳极时，预焙阳极自身含有的9左右的挥发份要溢出，这一部分可燃性气体，完全燃烧后的热能可以达到1824MJ/T制品，但是实际上在原有焙烧炉炉型及操作条件下，当挥发份大量排出时，火道温度才能达到其着火温度并使挥发份燃烧，同时又因为大量排出挥发份的炉室正好是处于系统炉室的第三、第四室，即系统的中间位置，挥发份的燃烧，致使第三、第四炉室的温度出现漂升，不好控制，从而影响了系统炉室温度梯度，使调温操作不好掌控，温度梯度紊乱，耗能量大增。在这种情况下有近60的挥发份未参与燃烧，而是白白的浪费掉，同时也污染了大气，影响了环境。在设计上采用了增加炉室火道隔墙的做法，将炉室火道隔墙增加到5道，通过此设计，实现了拉大明火温度与制品的温度差，并达到了使挥发份充分燃烧的目的。预焙阳极自身含有的可燃性气体挥发份，其着火温度为550650，将焙烧时的明火温度与制品温度差拉大到350左右（制品200时开始溢出挥发份），即使焙烧时制品挥发份溢出后就达到550650的着火温度，开始燃烧，并充分利用其燃烧的热能预热下一炉室。（3）减小烟气运行阻力将炉室火道隔墙增加到5道，相应带来的是烟气运行阻力的增大。为了减小隔墙增加带来的阻力，结合我们公司的生产实践操作经验，将上、下隔墙的火道通风口设计为火道总高乘以0382的范围，较传统炉型略有增大，同时增加了上、下隔墙的小开口，定为40MM80MM。通过此设计，有效的减小了由隔墙增加带来的阻力，也防止了产生火道内温度死角的问题。2、工艺操作（1）炉室密封焙烧制品时，系统炉室的火井口、看火孔及料箱的铁具漏风是影响燃料消耗的重要因素。如果过程漏风严重，高温火道会使冷风在火道内体积骤涨，从而阻碍了高温气流的顺利进行，同时也增大了排烟风机的工作量，表面现象是高温燃烧架的负压小，空气不够用，我们就会人为地提高负压，但这样一来就会形成漏风排烟机排量减小空气量不足提高负压漏风加剧的恶性循环。经过研究、实验，将原有的砖砌主烟道及联通烟道改成钢板制管材，同时用塑料布封盖后三个预热炉室，以避免过程漏风，降低燃料燃烧后产物的量，增加燃料燃烧后的热能利用率，产品气耗可以降低10，保持火道温度均匀，稳定产品质量。（2）装炉制品规格装炉制品不允许超出火道盖板70MM，目的是防止制品装炉造成的温差过大，产生裂纹废品。这样焙烧品的合格率可以提高36个百分点，达到986，减少了废品的产生，有效地节约了能耗。（3）填充料的捣固填充料采取下松上实的捣固方法，即与制品接触处的填充料要略松，而盖帽部分填充料一定要捣实。这样既有效的排出挥发份，又有防止料箱过量漏风的作用,从而达到节能降耗的目的。（4）焙烧曲线缩短焙烧曲线、提高产能是节能降耗的另一途径。例如曲线由240H调整为192H，产量提高20，天然气的单耗降低15。最终达到了增产降耗节能的理想目标。5、焙烧烟气净化在生阳极焙烧过程中，系统排放出含焦油和粉尘的烟气，既危害工人身体健康，又污染生产环境和周围大气，因此必须进行治理。项目采用电除尘器处理焙烧炉烟气，流程比较简单，效果好，且投资较少。产能为12万吨预焙阳极，烟气量120000NM3/H,采用三套净化系统，净化达标后的烟气经烟囱排入大气。工艺流程如下来自焙烧炉的烟气，首先进入冷却塔喷雾降温，将烟气降至905，降温后的烟气进入电除尘器，经过电场进行电离，烟气中的焦油被捕集到阳极上，流入下部漏斗里，经蒸汽加温，由漏斗定期放入容器中，定期运走。净化后干净气体从除尘器上部出口经排烟风机由烟囱排入大气。当净化中心或电力系统出故障时，净化中心自动切断，烟气通过副烟道经烟囱排入大气。烟气在冷却塔内喷雾降温，水的雾化是通过特制的喷嘴用压缩空气将水雾化，喷入的量是随烟气入口温度的变化自动调节的，而压缩空气的用量及压力是随水量及水压相应调节。6、技术创新性、先进性本项目改造后的节能环保环式铝电解用预焙阳极焙烧炉，具有国际先进水平的焙烧新技术，与国内采用的原有炉型相比，其创新性、先进性表现在以下几点（1）炉室尺寸不变，WV型火道，可以充分的使制品中的可燃气体得到充分燃烧。（2）将焙烧炉的外墙的保温砖由原来的240MM厚，增加到480MM厚，增强保温效果。（3）燃烧控制系统具有沿每条火道单独控制特点,提高了加热阶段烟气温度的控制精度,焙烧块质量好而且稳定。（4）能耗低,其单位产品能耗降为国内同类炉型的54,由原来110104KCAL/T产品降至60104KCAL/T产品。（5）采用天然气作为燃料,所产生的烟气量少,大大降低烟气中各种污染物浓度。改造后炉型的燃烧架和排烟管结合在一起，与传统的点火设备相比，不需要作附加的工作。专门设计的减压控制装置可以同时对所有烟道的减压进行监视，这对于优化沥青的燃烧特别重要，该控制单元全部集中在焙烧炉控制系统内。该炉型与原有老炉型的主要技术经济指标见下表表51新老炉型主要技术经济指标比较一览表序号炉型技术经济指标单位老炉型新炉型1炉室加热周期H36322能耗KCAL/T阳极/T阳极110104KCAL/T60104KCAL/T3烟气量NM3/H12000080000该炉型与原有老炉型的制品理化指标见下表表52产品理化指标对比表理化指标原有焙烧炉优化后的炉型比电阻M54585255抗压强度MPA38414045热膨胀系数106/4845CO2反应性MG/CM2H4535体积密度G/CM3157160159161第三节节能技术改造新增设备选择一、主要节能设备选择1、选型原则（1）根据产品生产工艺要求及工艺参数，计算确定工艺设备的规格与数量。（2）在满足工艺生产前提下，优先选用先进、高效性能的设备。2、主要设备该项目新增设备具体详下表表53煅烧炉余热利用新增设备表序号设备或材料名称技术规格单位数量单价（万元）总价（万元）1有机热载体加热炉Q160X104KCAL/HP08MPA台162622有机热载体加热炉Q120X104KCAL/HP08MPA台3451353有机热载体加热炉Q50X104KCAL/HP08MPA台128284沥青熔化槽1560吨台515755沥青熔化槽930吨台29186沥青熔化槽40吨台411447低位储油槽V8M3台55258高位膨胀槽V4M3台55259导热油泵（均按一用一备）台101515010过滤器等其他设备台121012011换热器Q80T/HP04MPA台2122412导热油WD325合成油吨2001836013输热管线米3000110110合计1176表54焙烧炉改造新增设备表序号设备或材料名称技术规格单位数量单价（万元）总价（万元）1烟气净化（静电除尘器）台32407202炭块清理机组台11851853燃烧控制装置台3140140合计1045第四节总平面布置某某碳素有限公司位于德城区天衢工业园，在市德城区北部，北临南干渠，东邻翟时庄。某某碳素有限公司厂区分为两部分，东侧部分主要布置煅烧厂房及其他设施，西侧部分主要布置焙烧厂房及其他设施，东西两侧由干渠隔开。本项目在在某某碳素有限公司原有的生产厂房内实施，不需新增土地，不需改变现有生产格局。本次项目改造的15号煅烧炉位于东侧厂区，6号煅烧炉及3个焙烧炉位于西侧厂区。某某碳素有限公司厂区现有总图布置格局合理，可以满足本项目改造要求，不需进行调整。第五节土建工程一、设计依据1、钢结构设计规范GB5001720032、建筑结构荷载规范GB5000920013、建筑抗震设计规范GB5001120014、混凝土结构设计规范GB5001020025、建筑地基基础设计规范GB500072002二、建筑说明本项目土建工程遵照现行国家规范，并根据我国当前国情,合理的选取建筑结构方案，力争做到技术先进可靠，经济实用，建筑造型美观大方，结合当地实际情况，尽量采用地方材料。本项目土建工程为改建3座18室焙烧炉，将原有的18室焙烧炉的火道隔墙由3道调整为5道。生产车间厂房结构形式为轻钢结构，基础采用柱下钢筋砼独立基础。生产火灾危险类别为丙类，耐火等级为二级。焙烧炉炉体材料采用粘土质耐火砖，其中80为异形粘土砖。此次改造将3台18室焙烧炉外墙的保温砖由原来的240MM厚，增加到480MM厚。主要土建工程见下表表55土建工程一览表序号建筑物名称数量平面尺寸M建筑面积建筑结构备注M2118室焙烧炉359392X24124X6548改建合计详见厂区总平面布置图三、建筑防火建筑物之间严格执行建筑物防火间距、消防通道等防火规范要求，建筑周围规划宽6米消防通道，消防车能到达建筑物各处外墙临空面实施消防救援。四、抗震本项目厂区处于七度地震区，按抗震规范要求，建构筑物需按抗震设计采取相应的抗震措施。第六节公用工程及辅助工程一、给排水1、设计依据建筑给排水设计手册GBJ1538（第二版）2、供水概述厂区原有水泵房一座，设置有自动给水设备和水泵，供水压力03MPA，能够满足该项目的用水需求。厂区供水系统采用生产、生活、消防合用一给水系统，管网采用环状管网和枝状管网相结合的供水方式，向用水单元供水。本项目焙烧炉生产车间用水自厂区供水主管道接入车间即可。3、工厂排水厂区排水采用雨污分流排放，雨水利用厂区地形由地面有组织地排入道路边沟，汇集后流入厂界外；生活污水经化粪池处理后外排。二、供电1、设计依据（1）供配电系统设计规范（GB5005295）（2）低压配电设计规范（GB5005495）（3）建筑照明设计标准（GB500342004）（4）建筑物防雷设计规范（GB5005794）2000年版2、负荷等级及电源供电电源为110KV天衢变电站双回10KV专线架空线，接入厂区变电室。本项目用电负荷等级为二级负荷。厂区原有变电室一座，容量为3200KVA，该项目用电电源由厂区原有变电室提供,能满足项目需求。3、新增负荷项目不用新增用电负荷4、车间供电方案厂区低压配电线路采用放射、树干混合方式，埋地电缆敷设。生产车间采用低压配电屏直接向设备供电；动力线采用电缆沿桥架及BV线穿管敷设；照明线路全部采用BV线穿管暗敷。5、防雷与接地车间房顶安装有避雷网，局部安装有避雷针以防止雷击。建筑物砼柱钢筋用作引下线，基础做接地体。三、天然气供应本项目天然气由厂外管网供给，来气压力为015018MPA。本项目用气压力为01504MPA，因用气压力与来气压力相差甚少，因此，本项目仅在天然气入口总管设置自力式调压器。本项目焙烧炉改造后天然气用量为800万NM3/A。第六章环境保护第一节概述本项目属于节能技术改造项目，本身是一个节能及环保治理项目，对水、电、汽资源综合利用，减少污染具有重要的现实意义。本项目新增污染物较少，根据环保法律法规要求，采用以下环保标准一、大气环境空气质量标准（GB30951996）二级二、地表水地表水环境质量标准（GB38382002）V类三、地下水地下水质量标准（GB/T1484893）类四、噪声城市区域环境噪声标准（GB309693）2类五、废气大气污染物综合排放标准