hdpe中空壁缠绕管研制与开发项目可行性分析报告

一、项目提出背景随着国家经济发展和城市建设进程的加快，城市的可持续性发展已成为国民经济生活中的一件大事，我国政府在不断加大对市政及公用设施基础的投入，市政工程管网建设不断加快。国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲要指出2010年我国埋地排水管道，塑料管使用量要达到30，“十五“期间我国城市排水管网平均每年新增管道长度约1万公里，每年新增塑料排水管道3000公里。在此同时各种排水管道品种规格在不断丰富，产量在不断增加，质量在不断提高，尤其是大口径结构壁管发展更快，成为当今投资热点。在国外，塑料排水管在不断代替金属管及其它传统材料的管道，发展十分迅速。特别是以聚乙烯管代替传统材料管道和PVC管道已成为发展趋势。根据中国的国情，投资哪一种管道更具优势，更有发展前景，成为一个值得研究的话题。目前市政工程用排水管按其管材特性可分为刚性管和柔性管（塑料管）两大类。（A）刚性管包括铸铁管、混凝土管，陶制管等，均为传统材料制作的管道，特点是刚性好，环刚度较高，但防腐性能差，用作排污管道需做特殊防腐处理，使用寿命一般为1020年不等。最大的缺点是易破碎（铸铁管除外），渗漏严重，易造成二次污染。（B）柔性管（塑料管）塑料排水管按其管壁结构可分为实壁塑料管和结构壁塑料管两大类，实壁管有硬聚氯乙烯管、玻璃钢夹砂管和PE管，结构壁管分为单/双壁波纹管，加筋管和缠绕管（含螺旋波纹管）三大类。塑料结构壁管比塑料实壁管可以节省原材料，口径更大。由于埋地排水管主要承受外压负载，因而对环刚度有较高要求，而环刚度和管壁的惯性矩成正比，所以，使用实壁管显然不及使用结构壁管经济。达到同样环刚度结构壁管可以比实壁管节约原材料5070，近年，国内外结构壁管发展迅猛，主要是为了节省材料、降低成本。管径越大，节省材料越多，因此，大口径排水管用结构壁管最为经济。同样环刚度结构壁管可以比实际实壁管节约材料。HDPE双重壁缠绕成型结构壁管的工艺是把塑料熔融后挤出成方型管，再缠绕在一个柱型胎具上，再由第二台挤出机挤出融胶，熔接形成结构壁管。目前由长沙日松管业有限公司研制开发的该类缠绕结构壁管材的最大管径DN2000，国外可达到DN3000。城市给排水体系是一个城市基础设施建设的重要组成部分，从某种程度也标志着一个城市经济技术的发展水平，从2005年元月1日起，湖南省、市建委下发强制使用500以下塑料管代替混凝土管的文件后，城市排水体系的完善和新建给该类管道带来了勃勃生机，一年的生产和一系列试点工程的推广应用，积累了丰富的技术和应用实施方案，日松公司作为省内该类企业的排头兵，敢吃第一只螃蟹，在该类产品的宣传力度、技术力量、设备投资上，狠下功夫，探索性地有组织有计划地实施大口径排污管的生产和试用，为适应该类产品的需求，扩大市场的市场占有率，加大应用力度，本项目的实施是十分必要和迫切的。该类产品优点如下（1）耐腐蚀性强由于管道材料为抗腐蚀的PE，因此不会被污水及废水中的酸碱及油份等腐蚀。（2）抗外击力强由于管道为柔性管道，受到外部冲击力时，恢复原形优越。地基沉降情况下也不会破裂。（3）耐老化性能强由于管道的基材特性在20可有效使用50年以上，因此管道有较强的抗老化性，维护费用低。（4）耐寒性好在零下60的环境里，管材不会冻破或膨胀漏水。（5）重量轻管材重量仅为同规格混凝土管的1/8，便于运输，施工方便不需使用大型施工设备。（6）施工简便成本低由于管道重量轻，外壁光滑，连接方便，对开挖或非开挖工程要求不高，在城市排水工程建设时，能大量节省所需的工作时间和工程费用。（7）连接方便在施工现场即可简便迅速的施工。（8）耐磨性优越管道磨擦阻率系数低，介质输送能力强。（9）排水流通性好内部光滑，磨擦阻力小，排水速度快。（10）不污染环境聚乙烯本身是无毒性可再生利用材料，不会污染环境，零渗漏。（11）由于管材的本身的工字形加强结构，管材抗外压能力好，能生产出DN2000以上口径的管材。根据上述分析，再加之国家政策及法规的指导，市场对塑料复合管需求量在大幅上升。大口径缠绕结构壁管材项目的开发，利用长沙日松管业有限公司的先进设备、技术力量和完善的售后服务；利用市场优势和政府的支持，抢先占领本地及周边的管道市场，解决省内自给，地方创税，劳动力就业，部分塑料制品的回收利用和深加工，对我市给排水综合治理、资源利用大有收益，符合地方科研资金支持环保新技术新工艺开发研制的政策导向，项目具有明显的社会经济、环保、节能效益，而且可以永续经营，树立地方品牌，振兴地方经济，填补了省内空白。二、技术特点及产品水平HDPE双壁缠绕管是采用高密度聚乙烯（HDPE）为原料添加152的色母料，通过二台螺杆挤出机（一台挤出方管，一台挤PE料粘合剂），分别挤到定经套内和成型内模上，将挤出的方管通过定型喷淋冷却到一定温度缠绕到内模上（内模是转动的），利用另一台挤出机挤出的PE粘合剂将二道方管熔合后外加滚轮压平熔合料，再通过喷水冷却切割成管。制造方法有以下特点将高强筋材与热塑性塑料复合为一体，性能互补，提高原料的拉伸屈服强度，保证管材的刚柔度，形成一类新型管材，为确保管材使用寿命，使树脂具备良好的热稳定性，通过添加优异的抗氧剂配方来完成，壁薄且耐高压、耐蚀、卫生、轻便和廉价。开发生产线和全套工艺，实现该管材的批量生产条件。该生产线能实现低温，低压挤出工艺要求，具有塑化能力强，生产效率高，管材质量好，耗能低等特点。该生产线还可以配上可变径的定径套，测厚装置和进料计量装置。可变径的定径套能实现在不停机，不拆换定径套的情况下，生产出不同环刚度等级的管材，同时更换不同品牌的原料生产管材时亦无需更换定径套。采用测厚装置，进料计量装置能够保证管材尺寸的精度稳定。在缠绕成型机的压缩段计量设置加热机构，为PE方管粘合提供熔融所需的热量，解决了缠绕管缝的拉伸强度不稳定的缺陷。主要技术指标序号项目指标1环刚度（KN/M2）S14；S282扁平度（30）不分裂、龟裂、破损、两壁不脱开3纵向尺寸收缩率34落锤冲击管内壁不破裂、两壁不脱开5液压试验不破裂、不渗漏6连接部位密封无泄漏现象7环境应力龟裂时间（50龟裂时），H240三、应用范围及市场预测31应用范围城市埋地排水、排污管道。工业排水、排污管道。通风系统管道。电缆、光缆护套用管道系统。海水、雨水输送管道。集水系统、渗水系统。农业灌溉用水管道。制作化工工艺容器。32市场预测传统上埋地排水管主要应用混凝土或钢筋混凝土管道系统。在国际上塑料埋地排水管已经广泛应用几十年，但是在我国塑料埋地排水管是到1998年后才逐步推广开。由于塑料埋地排水管的独特优越性和政府的支持和鼓励，近年来市场在迅速扩展。根据各地实际应用的经验塑料埋地排水管的主要优点是不泄露防止污染环境；足够的强度和刚度承受埋地下的负载；良好的水力特性；使用寿命长；耐腐蚀，耐磨损；便于铺设安装；综合经济性好，可以和混凝土管竞争。发达国家在塑料管的各种应用中，埋地排水管领域是最大的市场。根据发达国家的统计，4050的塑料管是应用于埋地排水管领域的。我国塑料埋地排水管还刚起步，目前在塑料管总量中占的比例还不到10。近年我国各地出现投资建设排污管道系统的热潮。中国是一个水资源严重短缺的国家，十分有限的水资源已经受到严重的污染，造成了阻碍经济和社会发展的水危机。为解决我国严峻的水危机必须尽快提高污水处理率。所以我们预测今后50年内埋地排污水管都会有旺盛的市场需求。此外，输送雨水的排雨水管也有广阔的市场。雨水是宝贵的资源，中国需要学习先进国家的经验，建设起把雨水很好地收集起来（不要因为随便漫流而被污染）输送到江、河、水库中去的雨水管理体系。中国不少地区的降雨量集中在雨季，如果沿用完善的排水管系统就会出现泛滥。同时，中国正在大规模建设公路网、铁路网和水利工程。在道路建设和水利工程的建设过程中必须做好施工期雨水排泄和导流的措施，以保证工程的安全进展（如防止土体含水过多而失去稳定）。在建设成的道路和工程设施中也需要做好应用期雨水的排泄和导流的措施（如穿过路基的涵洞、道路两旁的排水管、隧道内的排水管等）。此外，塑料埋地排水管的一个品种多孔集流管，还大量应用在运动场、农田改造等集水排泄系统。塑料埋地排水管品种有PVCU、PE、PP、玻璃钢等材料的实壁管和（金属）结构壁管等。因为是承受外压负载，为了节约材料一般应用的都是各种结构壁管。2002年中国塑料埋地排水管的用量约12万吨，占塑料管总用量的97，其中PVC埋地排水管7万吨；PE埋地排水管4万吨；PP埋地排水管05万吨；GRP埋地排水管05万吨。对于今后几年埋地排水管领域的发展预测是（1）在2001年到2010年10年间中国塑料埋地排污和排水管总的潜在需求量在400万吨以上。2005年中国塑料埋地排水管的用量约20万吨，占塑料管总用量的118，其中PVC埋地排水管8万吨；PE埋地排水管8万吨；PP埋地排水管2万吨；GRP埋地排水管2万吨。到2010年塑料埋地排水管的用量可能超过60万吨。（2）塑料埋地排水利害品种较多，各有其优点、缺点和适合使用的范围。而缠绕结构壁管材对于各类口径的管材其刚度要求都可通过生产工艺的调整而达到所需。（3）塑料埋地排水管的直径较大，适合在使用地近处生产。四、企业概况41企业简介长沙市日松管业有限公司是专业研制、生产、销售塑料管道的股份制有限公司。公司生产基地设长沙县星沙经济开发区果园镇，占地二十万平方米，常年提供数百名就业岗位，其中具有中高级以上职称员工近20人，已创业出一家技术力量雄厚、生产设备齐全，生产规模化的塑料管道企业，2005年产值2400万元，全年创税100万元。公司设办公室、财务部、人力资源部、市场部、销售部、技术部、生产部、工程部、仓储供应部等九个部门。公司已通过ISO90012000国际质量管理体系认证，是湖南省内首家获HDPE缠绕结构壁管科技成果推广证书的生产企业。本公司的产品各项技术指标稳定，价格合理，服务周到，以先进的科技和管理不断的提升质量，以优质的产品和服务满足顾客的要求。42主要产品及技术含量本公司主要设计生产HDPE大口径缠绕结构壁排水管材PE实壁给水管PPR冷热水用给水管生产线生产的管材产品广泛用于城市供水、排水系统，石油、天燃气、化工工业及工业工艺管路及采暖、环保排污，通风工程等。适用工业、市政、民用系统。五、拟建规模本项目总规模新建3条生产线DN250600缠绕结构壁管生产线1条DN6001200缠绕结构壁管生产线1条DN12002000缠绕结构壁管生产线1条六、原材料（1）PE原料高密度聚乙烯，齐鲁石化2480，或燕山石化6100M。A重要参数及要求密度093G/2熔体流动速率1G/10MIN热稳定性2MIN200长期静液压强度63MPA20，50年，置信下限975B主要国产牌号齐鲁石化DGDB2480燕山石化6100M（2）色母料七、结构、工艺、及设备71结构特点大口径中空壁缠绕管是以高密度聚乙烯为主要原料先经第一台挤出机挤出方管，再与第二台挤出机加工成异型胶条，经成型机缠绕复合而成，其结构如下图，其内外壁平整、光滑，规格DN2003000，根据不同条件可分五个环刚等级，最高可达16KN/。BCACA壁管内径B熔接宽度C方管壁厚中空壁缠绕结构壁结构示意图72生产工艺流程PE原料聚烯烃挤出喷淋色母料挤出机模具真空箱内壁管模具聚烯烃挤出机73设备特点我公司生产的HDPE缠绕结构壁管主要设备有单螺杆挤出机、复合挤出机头、定经套真空定型箱、雨帘冷却箱、管材牵引机、行星切割机、堆放料架。该设备技术含量较高，整机系统设计与模具设计参照国外先进技术，生产线设备属于国内及国际一流产品。生产线设备具有以下明显特点高效单螺杆挤出机目前就大口径聚乙烯管挤出设备来说，最关健的技术就在于单螺杆挤出机和管材模具方面的设计。生产大口径聚乙烯管对挤出机制产量提出了很高的要求。高效单螺杆挤出机有如下特点（1）开槽机筒。在机筒上加工轴向沟槽，选择合理的形状，深度和数量，可大大提高加料段的输送能力，控制产量的稳定。（2）特殊的冷却及加热机构。采用组合式机筒，在加料段进行强制冷却，从而保证该段的固体磨擦输送能力。在压缩段和计量设置加热机构，为PE提供熔融所需的热量。（3）优化设计的BM螺杆。螺杆的各段参数通过计算机优化组合，既增强了螺杆的刚性和强度，又大幅提高了挤出量。实践证明此种挤出机能够实现低温挤出，塑化均匀，分子结构不易破坏，挤出量稳定，产量高。切割冷却缠绕成型机加热装置牵引机不锈钢水槽收集集集成电路堆放包装作势装大口径管材模具我们采用最适合加工大口径管的螺旋式机头。螺旋式机头的优点是（1）螺旋式机头可以消除蓝式机头所持有的管材内部的熔接痕。（2）螺旋式机头混炼效果好。（3）在螺旋式机头芯部，配置恒温控制系统，使得物料在挤出过程中，对模具温度的准确控制成为可能。采用这种新技术，我们可以保证以最佳的挤出温度，生产出优良的产品。（4）在更换不同原料时，螺旋式机头比蓝式机头便于清理和安装，缩短换模时间，提高工作效率。真空定型及冷却箱根据不同的管径规格，选择合适数量的真空定型箱，喷淋冷却箱。在冷却箱前增加一套椭圆校正辊，有利于消除管材的椭圆度。行星切割机切割机采用优质进口锯片，使用寿命长。进刀采用液压机构，保证进刀平稳。74生产设备及检测设备清单序号设备名称型号台数生产厂家1122SJ120/30塑料挤出机SBG20001套江苏欣荣2SJ75/28塑料挤出机SBG20001套江苏欣荣3空压履带牵引机SBG20004套江苏欣荣4自动切割机SBG20003套江苏欣荣5真空定径箱SBG20004套江苏欣荣6冷却水槽SBG20005套江苏欣荣7管材模具SBG200025套江苏欣荣8200600缠绕成型机SBG20001套江苏欣荣96001200缠绕成型机SBG20001套江苏欣荣108002000缠绕成型机SBG20001套江苏欣荣11料斗干燥机SBG20004套江苏欣荣12混合机SBG20003套江苏欣荣13自动上料机SBG20007套江苏欣荣14SJZ6530塑料挤出机SBG20003套江苏欣荣15SJZ9028塑料挤出机SBG20001套江苏欣荣16SJZ4525塑料挤出机SBG20001套江苏欣荣17造料机SBG20001套江苏欣荣18破碎机SBG20001台江苏欣荣19拉力试验机XGH201台石家庄中实检测设备有限公司20环刚度试验机XGH201台石家庄中实检测设备有限公司21扁平试验机XGH201台石家庄中实检测设备有限公司22落锤冲击试验机XJL300D1台石家庄中实检测设备有限公司23游标卡尺01501台杭州量具厂24分析天平TG328A1台上海天平仪器厂25液压试验机XRQY011台张家港市欣荣机械有限公司26恒温干燥机101A11台杭州兰天化验仪器厂八、配套工程81厂房在现有大厂房东侧空平地上根据生产线配置的长度可筑建1个约1000的简易厂房，足可安放新增设备。82给排水A利用城市管网供水系统供生活用水，用地下水解决生产用水，耗水量5M/条H3M/条H8M/条。B车间排水采用明暗沟结合方式排水。83压缩空气新增1台移动式空气压缩机，用气量35M/MIN，气压0406MPA（最大耗气量）电力。84增加电耗约200KW。九、环保工程1、调试中的冷却水循环使用，少量生活污水处理后排放。2、生产过程中无灰尘污染。3、主要噪声源为电机噪声以及切割等间歇式噪声，车间整体噪声小于8085分贝。4、生产过程中无有毒气体排放。5、职业卫生在整个生产过程中除短时间的间歇式噪声外，无防碍人身健康的污染源，并且不会构成对人体的伤害。6、劳动保护所有的设备及电气都有安全装置，并有醒目的安全标志。电气设备均设可靠接地。为作业和检修安全，设多处安全低压电动电源。对加热设备设置隔热层，并发放各种劳保用品。7、消防安全厂区道路布置成环表网络，消防车辆能靠近各建筑物，同时，厂内设有消防水池。按有关法规设计室内、外消防栓和消防管网。厂内高的建筑物及料仓顶部、排气管道顶部设避雷针。在车间各工序、配电间、库房等处，根据规定配置各种消防器材工具。管理体制和人员配备上，建立全厂、车间消防员和义务消防队，负责消防安全、监督执行消防条例。厂区禁止吸烟，加强消防安全教育，确保生产正常进行。十、投资估算新增设备费（含设备安装费、人员培训）400万元序号设备名称规格型号价格1HDPE缠绕结构壁管生产线DN250DN60096万2HDPE缠绕结构壁管生产线DN600DN1200120万元3HDPE缠绕结构壁管生产线DN1200DN2000184万元合计400万元新增检测设备、仪器费15万元土地及厂房新建费195万元新增水、电、气设施（含变压器）50万元厂区道路修建费10万元环保、绿化工程费10万元人员培训费10万元设计费10万元预备费100万元合计800万元十一、资金筹措项目总投资1400万元，已完成投资600万元，计划新增投资800万元，新增投资中企业自筹400万元，银行贷款300万元，向省市相关部门申请配套资金及科技经费100万元，上级拨发经费将专项专用，全部用于该项目建设。十二、经济效益分析121财务计算A年销售收入DN250DN600按DN250、DN300、DN400、DN500、DN600五种规格（环刚度S14KN）年生产能力80KM的60计算（102126262408568）8010006014074万元5DN600DN1200按DN800、DN1000、DN1200三种规格（环刚度S18KN）年生产能力40KM的60计算（109215401820）4010006035616万元3DN1200DN2000按DN1500、DN1800、DN2000三种规格环刚度S18KN年生产能力10KM的30计算（271639764564）1010003011256万元3总计14074356161125660946万元B年销售成本（每规格管材成本为生产综合成本）DN250DN600按DN250、DN300、DN400、DN500、DN600五种规格（环刚度S14KN）年生产能力80KM的60计算（6834819170326523692）801000609167万元5DN800DN1200按DN800、DN1000、DN1200三种规格（环刚度S18KN年生产能力40KM的60计算（7316410011183）4010006023325万元3DN1200DN2000按DN1500、DN1800、DN2000三种规格环刚度S18KN年生产能力10KM的30计算（1819722584429666）101000307371万元3总计916723325737139863万元C年销售利润税收含增值税609463986321083万元D年销售增值税估算进项税与销项税抵扣后,税率按销售收入的10估算60946106095万元E年所得税前利润总额21083609514988万元F年税后利润1498813310042万元122财务效益A盈利性分析生产期年平均销售收入60946万元生产期年平均税后利润10042万元生产期年平均利税额21083万元B生产期平均利润率指标销售利润率169成本利润率26固定资产投资利润率126C投资回收期固定资产投资回收期约15年包括建设期6个月123不确定性分析盈亏平衡点124敏感性分析由上述计算可知正常生产年所得税后利润总额为10042万元，利税额项目以生产能力测算以销售收入计算万元以生产量计算公里备注DN250DN600103103382以DN300计算DN60012003113112以DN800计算DN120020001854302以DN1500计算合计51平均288696公里为21083万元，固定资产投资利润率为126，财务效益极好。125综合经济评价综