年产20万吨矿渣微粉综合利用项目可行性研究报告

某建材有限公司年产20万吨矿渣微粉综合利用项目可行性研究报告目录第一章总论811前言812建设规模与产品方案1013可行性研究的范围1014主要技术方案1015工艺生产方法1116主要技术经济指标1117结论与建议12第二章市场预测1321矿粉市场需求概况及发展趋势1322矿渣粉的市场运作及目标市场1323结论13第三章生产工艺1431实际条件与指标1432配料方案1433原料来源与储存1534矿渣粉磨方案的选择1635生产工艺过程19第四章总图运输2341场地条件2342总平面布置原则2343总平面布置2344工区绿化2445运输设计2446总图运输技术经济指标25第五章供配电与自动控制2651供电电源与配电方案2652电压等级2753负荷计算2754电力拖动与控制2755自动化2856检测与计量3057照明3058防雷与接地30第六章建筑与结构3261实际原则与总体构思3262建筑设计3263结构设计33第七章给排水3571设计范围3572用水量3573水源给水量3574给水水源3575给水系统3576排水系统3677给排水构筑物及主要设备37第八章节约与合理利用能源3881设计原则及设计依据3882能源消耗种类和数量分析3983能耗指标3984当地电力供应情况3985节能措施3986节能效果41第九章环境保护4291设计依据与标准4292主要污染物与污染源4393环境保护措施4494环保机构与人员4695环保指标与投资47第十章消防、劳动安全与卫生48101概述48102设计依据48103消防49104劳动安全49105工业卫生50第十一章组织机构与劳动定员52111组织机构52112劳动定员编制52113职工来源与培训52第十二章进度计划安排53第十三章投资估算54131编制范围54132投资构成54133编制方法与依据54第十四章财务评价56141概述56142评价方法56143基础条件56144总成本费用57145财务评价59146评价结论60第一章总论11前言高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是SIO2、CAO、A1203、FE203等，与水泥孰料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。但其必须在碱性激发下才呈现活性。长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的混合材来使用。目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。因此，为了迅速改变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自2000年始，立窑水泥产量已减少了1亿多吨，也就意味着混合材掺量减少3000多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路。另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。实验表明只有将矿渣磨至比表面积350M2/KG以上时，活性才能得到激发，且比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料（沙、石等）热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能降低混凝土的孔隙率，从而降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，因而降低由于硫酸盐等侵蚀引起的混凝土膨胀，改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，由于上述的优良性能，使其成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材，近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛的应用，并都有各自的产品标准。我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，均取得了良好的效果。我国也于2000年12月颁布实施了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣微粉国家标准。矿渣微粉的著多优良性能也为越来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。我国建材工业“十五”规划明确指出大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。而高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。矿渣微粉的使用不仅改善、提高了混凝土的性能，同时由于其大大低于优质水泥的价格也降低了混凝土的生产成本，并降低建筑物的造价，会产生良好的社会经济效益。据统计，1995年全国工业废渣为74亿吨，累计堆存量达65亿吨，占地56万公顷。我国是世界上头号产煤大国，1996年粉煤灰排放量达14亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣4亿吨左右。我国开发利用工业废渣己有几十年，取得了显著成绩，但比起美国等发达国家来说，废渣利用率仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。根据自身的各种优势及发展需要，经过认真仔细的市场调查，为了适应市经济快速发展的市场形势，同时也为了使公司具有更好的发展前景，吸取有关钢铁公司建设矿渣粉生产厂的经验，决定投资建设年产20万吨的超细矿粉生产线。12建设规模与产品方案该项目生产规模为年产矿渣微粉20万吨矿粉比表面积42010M2/KG13可行性研究的范围本可行性研究的范围从矿渣原料进厂到矿渣微粉散装出厂的生产线以及必要的辅助生产设施，可行性研究的内容包括粉磨站的建设条件、生产工艺、建筑工程、电气自动化、总图运输、给排水、环境保护、劳动安全、节约能源等，并根据建设规模和技术方案进行投资估算和技术经济分析。14主要技术方案矿渣粉磨I采用一套管磨系统；一套管磨系统为一台3213M矿渣磨，能力2728T/H；矿渣烘干采用一台3025M矿渣烘干机，能力8690T/H。自动控制采用集散控制系统对生产线进行集中控制，实现企业现代化管理。15工艺生产方法矿渣原料由船运或汽车运输进厂，由吊机和装载机配合卸料到指定场地堆放。堆场的湿矿渣经铲车送至进料皮带机上，喂入烘干机内，烘干后的物料经出料罩落到出料提升机中，被提升到干渣库中储存；干渣库出料口设定量给料机，通过计量、稳流过后经库底配料皮带送入3213M矿渣磨内粉磨，矿渣粉出料后经提升机提至散装库中储存、散装。16主要技术经济指标该项目主要技术经济指标见表11序号指标名称单位数量备注1生产规模万吨/年202产品细度R008303产品比表面积M2/KG420104系统运转率88005设备重量吨7006装机容量KW20167矿粉平均电耗688新增劳动定员人399劳动生产率967710固定资产投资其中建设投资万元2000200017结论及建议（1）本项目利用钢铁厂湿矿渣作生产原料，符合国家产业政策，有利于资源的综合利用，改善当地的自然环境。（2）本项目所需的建设条件均有保障，用电由当地电力部门负责架线到厂区，公路、铁路、交通条件方便，满足运输量的要求。3该地区建设力度大，混凝土搅拌站和水泥粉磨站众多，矿渣粉需求旺盛，本工程具有很好的市场前景。（4）本技术方案采用开路粉磨，生产可靠性好，技术先进，运行电耗低，有利于降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。5本项目利用本公司本身的场地条件，低价时进行大量吸储，有利于发挥本公司管理优势、人才优势和技术优势，既带动市的地方经济发展，也能创造出具有很好的社会效益。6本项目全部投资财务内部收益率为1605（税后），投资回收期为472年含建设期，总投资收益率1520，投资利税率为2282，这些指标说明该项目可获得很好的经济效益。综合上述结论，我们建议有关部门大力支持，争取工程早日投产，早见效益。第二章市场预测21矿粉市场需求概况及发展趋势以预拌混凝土若掺入20矿渣微粉替代水泥，每M3混凝土水泥量为300KG计算，则每M3混凝土用矿粉900KG，合计每年需要矿粉为90万吨，本项目年产矿粉20万吨。矿渣微粉在混凝土中掺量可高达2040，也就是说每立方混凝土中矿渣微粉可以等两代替100KG以上的水泥。矿渣微粉出厂价为（230240）元/吨，这样每立方米混凝土可以节省10元以上，高强度等级等混凝土节省更多。以一个年产量15万M320万M3的中型混凝土供应商为例，如果使用矿渣微粉，一年可以节约200万元，这对于任何一个混凝土供应商来说，具有显著的经济效益。因此，本项目年产20万吨矿渣微粉具有广阔的市场前景。22矿渣粉的市场运作及目标市场拟建设20万吨/年的生产线。矿渣微粉的价格较低，掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济性，并适合在集中搅拌的商品混凝土使用，而且还可以提高和增加混凝土的许多性能。如矿渣微粉与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点，特别适用于高层建筑、大坝、机场、大型深基础及水下工程，本项目的产品主要供给市及周边混凝土搅拌站，产需求量在60万吨以上；还可根据市场需要。23结论综合上述分析，市及周边地区矿渣粉市场需求潜力巨大。通过本工程建设，扩大生产规模和市场份额，进一步增强市场的定价能力，在规模和毛利率同时提高的基础上实现盈利的持续增长。第三章生产工艺31设计条件与指标311生产规模与产品方案该项目规模为年产矿渣粉20万吨。成品细度控制在42010M2/KG全部为散装。312设计指标系统产量2728T/H产品比表面积42010M2/KG综合电耗68KWH/T313工作制度各生产车间的工作制度详见表31序号车间名秤周制班次备注1烘干车间连续周32原料配料与输送连续周33矿渣粉磨连续周34矿渣粉储存与散装连续周2散装按需5空压机站连续周36循环水泵房连续周37电控室连续周38化验室连续周232配料方案矿渣粉磨物料平衡见表32，物料年消耗量见表33表32物料平衡表水分（）物料平衡量（T）干基湿基物料每年生产天数班制配比初水分终水分小时每天每年小时每天每年矿渣300390151256001800002947055211666粉煤灰51433610000石灰石1433610000高细矿渣粉2786667200010焦炭粉07169508说明系统运转率82，焦炭粉值7000KCAL/KG、能耗以18KG标煤/T料计。表33物料年消耗量表种类矿渣消耗量粉煤灰消耗量石灰石消耗量焦炭粉消耗量数量（万吨/年）2111100508说明矿渣水份1533原料来源与物料储存（1）高炉矿渣本项目矿渣主要来自市临钢集团三德特钢有限公司和江泉钢铁公司，由汽车运输至厂区。（2）粉煤灰一般为当地的电厂采购，由汽车封闭灌装运至厂仓内。（3）石灰石一般为当地的石灰石厂采购，有汽车运至厂仓内物料存储期见表34物料名称储存方式储存量（吨）储存期（天）备注矿渣堆棚3060M露天堆放22000200024000129焦炭粉堆棚1525M560110干渣库圆库31024M300037粉煤灰库钢板库35145M31009石灰石库钢板库35145M325075生产后另加矿粉存储圆库31230M325003734矿渣粉磨方案在矿粉生产过程中，矿渣粉磨是能耗最高的生产环节，因此在选择水泥粉磨系统时，必须着重选择粉磨效率高、系统能耗低的粉磨工艺和设备，以提高企业的经济效益，并在工艺布置上，尽量简化工艺流程、减少建筑面积、节省投资。立足于市场需求，采用生产规模大、产品质量高的综合思路，迅速形成市场的影响力。生产采用一套粉磨系统及设备。原料烘干选用研究设计院生产的高效矿渣烘干系统，此套系统产量高，能耗低。粉磨生产线选用3213M一套管磨机，采用合肥院高细磨技术，粉磨S75级矿粉产品20万吨。该技术在合肥院已有近二十年的研究与应用,解决了一系列制约该技术应用的关键技术问题，基本掌握了该技术的应用条件，已成为新建和改造矿粉生产线的优选方案。该粉磨方案采用开路粉磨方案由磨机和高浓度收尘器组成。该方案的生产工艺流程为物料经烘干后入配料库，库下通过调速电子皮带秤计量后送入磨机进行粉磨，出磨物料由提升机送入矿粉储存及散装。本粉磨系统的可靠性、稳定性好，投资略低、系统简单等特点，建设周期短，能迅速为企业带来良好的经济效益。矿渣粉磨工艺设备表34A编号名称规格型号单位数量单重（KG）总重KG烘干车间1立式链锤破煤机800台12斗式提升机TH315ZHY5J4右15907M台13螺旋闸门300300台14变频调速喂煤机FU1502500MM台15电磁振动给料机GZ台16手动双向螺旋闸门5005007胶带输送机TD75B800481477MM台18鼓风机919N08D右00台19电动蝶ZKJW01C400个110HRFT3025节能型高漫沸腾炉及配套设备套111高效回转式烘干机325M台112双层重锤锁风阀FF450S台113胶带输送机TD75B650117168MM台114长脉冲袋除尘器LLMC847台115排风机Y468N0125D1450RPM台116板链提升机NE150M台117耐热刚下料装置3803000套1干渣库1板链斗式提升机NE502715Q50T/H台12电动三通分料阀DFC55II400400台13脉冲单机袋式收尘器DMC（A）112台14料位器台15手动单向螺旋闸门400400台16调速皮带秤TDGSK6501800台17带式输送机TD75GAJF，B500461M台18电磁除铁器RCD（C）5台1磨房台113213M矿粉管磨机台12双层双门重锤式锁风翻板阀600600台13离心式引风机Y54863C右450台14气箱脉冲袋式收尘器PPC646台15空气输送斜槽XZ40076M（60）套16高压离心风机919NO4左00台1矿渣渣粉储存及散装11板链斗式提升机NE503813右台12库顶料位计量程20M只13脉喷单机袋式除尘器DMC96B台1410M库库底充气箱套1512M库库底充气箱套16库底流态化卸料器B315套17水泥散装机SZ1台18罗茨鼓风机JAS80转速1750RPM台19罗茨鼓风机JAS100转速1750RPM台1表35粉磨方案技术经济指标表序号项目单位方案参数1生产规模万吨/年202技术指标台时产量T/H28比表面积M2KG42010综合电耗KWH/T683装机功率KW20164建设投资万元20005建设投资构成建筑工程费万元44731设备费含电气设备万元12356安装费万元673其他费万元2497935工艺成产过程351湿矿渣储存及输送大棚活堆场的矿渣由装载机运至卸料坑，经皮带秤计量后由皮带机送入烘干机。湿矿炸储存设堆场和堆棚，进厂矿渣先放至堆场空水晾晒，之后存入堆棚待用。352管磨原料配料在管磨机前，设计一座直径10M干渣库、石灰石仓、粉煤灰仓。利用库底的TDGSK定量给料机、管式螺旋秤计量后由胶带输送机送入磨机。353焦炭粉输送堆棚里的焦炭粉由装载机铲装后由提升机送入焦粉仓储存。354烘干车间烘干车间采用连续周工作制，该系统采用节煤型高温沸腾炉、高效节能烘干机和高浓度收尘器组成，具有产量高，电耗低的显著优点。355矿渣粉磨矿渣粉磨系统采用连续周工作，年工作日300天，每天工作24小时。按年生产20万吨计算，平均日产量6667吨，平均小时产量278吨。管磨粉磨系统工艺流程物料经烘干后入配料库，库下通过调速电子皮带秤计量后送入磨机进行粉磨，出磨物料由提升机送入矿粉储存及散装。出磨废气经气箱脉冲受尘器净化处理后排入大气，收尘器收下的粉尘作为成品，一并送入矿粉库。该粉磨系统技术经济指标见表38表38粉磨系统技术经济指标表最大入磨物料粒度MM1025入磨物料水分15产品细度R0882产品比表面积M2/KG42010系统产量T/H8284矿粉平均电耗KWH/T68系统运转率82系统主机装机功率KW1600系统总装机功率KW2016356矿粉储存及散装矿粉储存设一座直径12圆库，有效储存2500吨，储存期37天。产品全部为散装。存储底库均采用库底散装。每台库下设一台汽车散装机，每台汽车散装机能力为150T/H，库内矿粉通过空气斜槽和库底卸料器送入汽车散装机，由散装机将矿粉装入散装汽车外运。357空压机站为了满足工程用气的需要，在厂区现有空压机站一侧，增加2台L20/8型空气压缩机，其中一台工作，一台备用，可满足工程用压缩空气。358化验室在综合楼设有化验室，配备了必要的仪器设备，可满足原料、半成品及成品常规化学分析和物理检验。359计量设施笨技术方案对原材料进厂、成品出产以及各生产环节均设置了计量设备，选用150吨地中衡一台。原材料进厂、成品出厂、水泥粉磨包装等生产工艺环节的计量设备见表39。39生产过程中计量设施一览表序号计量物料名秤计量位置计量设施名秤1汽车进厂矿渣汽车进出厂检验站地中衡2汽车进厂焦炭粉汽车进同厂检验站地中衡3入烘干机矿渣进料皮带机上电子皮带秤4入沸腾炉焦炭粉变频调速皮带秤电子皮带秤5入管磨干矿渣干渣库配料库底电子皮带秤6粉煤灰仓底管式螺旋秤7石灰石仓底电子皮带秤8出厂矿粉进车进出厂检验站地中衡3510主机设备选型工程主机设备选型见表310310主机设备选型表序号设备名称与型号台数主要技术性能能力T/H装机KW班次班时年利用率1装载机ZL50138882装载机ZL30138883节能型高温沸腾炉HR30251供热温度8001100，供热量1000104KCAL/H15038884烘干机3025M1系统产量2830T/H入机水分1215出机水分13038885收尘器LLMC8471处理风量86000M3/H废气排放浓度50MG/NM3110收尘风机38886矿粉磨3213M1产品规格系统产量28吨/H53338887管磨机用袋怍尘器PPC6461处理风量7680M3/H排放浓度30MG/M31103888第四章总图运输41场地条件拟建场地在山东省市罗庄区付庄办事处工业园，东西长约150米，南北宽约170米，面积约为30亩，呈正方形，对于布置水泥粉磨生产线极为有利。场地落差较大，需要厂平处理，形成平坦地势，即可满足建设要求。42总平面布置原则（1）符合工业企业总平面设计规范；（2）按照厂内现有功能分区布置；（3）在满足生产工期艺要求的前提下，使工艺流程顺畅，物流简捷；（4）厂区道路布置适应内外运输，线路短捷便利，并满足安全、消防、检修的要求；（5）重视环保要求，增加绿化面积，做好绿化美化工作，创造优美环境。43总平面布置在满足以上总平面布置原则的前提下，结合现有场地条件、地形地势和拟建、构筑物的情况，考虑风向、朝向、消防、环境卫生等要求，确定以下总平面布置方案。在工程中，总图布置将厂区按照各建筑物的使用功能，划分为主生产区、原材料储存区、辅助生产区和厂前区，方便管理。主生产区生产线布置位于厂区中总，布置方向东西向，管磨机生产流程自东向西，设置烘干机、配料库、成品库。从总体来看，生产线按东西向布置，流程顺畅，方便货物进出。原材料储存原材料储存区布置在厂区的北侧。厂区主要公路贯穿南北，物料进出顺畅。货物进厂以公路运输为主。出厂物料也以公路为主。厂前区布置在厂区的西侧，靠近出厂公路，便于交通，主要布置内容有综合楼、职工食堂和宿舍楼等。空压机站布置在现有水泥磨房的南侧，为便于管理。循环水泵房布置在厂区的南侧，靠近磨机，便于水循环。44厂区绿化厂区范围内绿化应一次规划，分期实施，工程的厂区绿化在现有工程的基础上进行。厂区绿化以道路绿化为骨架，针对不同的绿化主体采用不同的绿化方式。在具体绿化设计中，对容易产生粉尘的堆场物料转动设置一些阻尘性强的树种，在发生强噪音的车间如穿梭压机房附近等载种树冠矮、分枝低、枝叶茂盛的乔木、灌木等，并高低搭配形成多层隔音带，以降低噪声强度。通过多种绿化手段，形成点、线、面相结合的绿化方式，并注意与周围环境的绿化相协调。45运输设计厂外运输厂区外部运输以公路运输为主，运输任务主要是外购的矿渣，年运输量约30万吨，运输任务主要由社会车辆承担。成品的外运量每年约20万吨，主要由社会车辆承担运输任务，本可行性研究不考虑运输车辆。厂内运输厂内年货物运输量40万吨，运输设备主要有皮带机、提升机、空气输送斜槽等，厂内物料的倒运采用轮式装载机、单桥自卸汽车。46总图运输技术经济指标总图运输技术经济指标见表41。表41总图运输技术经济指标序号名称单位数量备注1工厂占地面积公顷2332建、构筑物占地面积公顷1633建筑系数824厂区道路及广场占地面积公顷0415利用系数0756绿化面积公顷0327绿化系数15第五章供配电与自动控制51供电电源与配电方案本顶目电源引进技术自所在工业园变电所，由当地电力部门负责架线到厂前区，总降压站进线电压10KV。在工程中建设了一座综合式变配电站，在变配电站内设有变压器室、高压配电室、高压电容器室、集中控制室、低压配电室及备品备件室和操作值班休息室。在高、低压配电室内设置相应高低压配电柜、控制屏、保护屏、高低压功率因数补偿柜和照明配电箱等，满足本工程电气设备需求。进线10KV电源经配电后配出若干个10KV电压回路，以放射方式给磨机高压电机以及风机高压电机等。变配电站设备选用S11系列低损耗节能电力变压器，设叁台10KV/04KV变压器，1000KVA、500KVA各一台。出线04KV电源经配电后以放射式分别供给的各车间电控室。在厂区设两个电控室烘干机电控室、管磨机电控室。从变配电站到两个车间电控室采用厂区电缆沟和电缆桥架相结合的敷设方式。变配电站采用综合自动化控制系统，利用模块化的电力监控智能装置和微机保护装置取代传统的继电器保护方式，提高了供电的可靠性，实现变配电站无人值班和全厂供电网络调度以及电能综合管理自动化。电能计量在10KV进线侧，装设智能数显有功、无功电度表、高峰、低谷表、最大需量表以及电力定量器，计量用电流互感器，精确度为05级。52电压等级电源进线电压10KV高压配电电压10KV高压电机电压10KV低压配电电压400V低压电机电压380V照明及控制电压220V局部照明电压36V操作和控制电源220V53负荷计算本项目装机容量2016KW，其中10KV高压电机1600KW，04KV低压负荷约416KW。全厂年耗电量136106KWH矿粉平电耗206KWH/T54电力拖动与控制541电缆敷设方式从降压站至两个车间电控室，电缆敷设为地下电缆沟，各电控室380V出线通过厂区电缆桥架及车间内部桥架引至各用电负荷。542电力拖动（1）高压绕线电机采用液体变阻器启动方式。（2）低压绕线电机采用软启动方式，55KW以上的低压鼠笼式电机采用数字式交流软启动器启动，55KW以下的低压鼠笼式电机采用全压直接启动方式。（3）需要精确调速的设备均采用ABB交流变频器启动调速。543电气控制烘干、管磨生产车间电机采用“集中”与“机旁”两种控制方式，由设在动力柜上的转换开关进行切换。在“集中”方式下由集散控制系统按起停连锁顺序控制电机，并监视电机的状态和主要电机的电流。正常生产时，电机均处于“集中”控制方式，“机旁”控制方式用于单机试车或设备检修。各电机设机旁操作按钮，作为紧急停车、单机试车以及高备检修之用，现场设启动预告信号。55自动化551计算机控制系统及其构成为了建设一座现代化工厂，提高自动化控制水平，本技术方案本着实用、可靠、先进的原则，采用集散型控制系统，对粉磨系统进行生产过程监测、控制和电机顺序连锁启停控制，控制范围从原料配料到矿粉散装。集散控制系统由过程控制站、操作管理站以及通讯网络组成，根据生产艺流程、主要设备的配备以及一线控制系统配置情况，本扩建工程需增设二个现场过程控制站和三套上位机操作管理站（其中一套设在公司经理办公室，便于领导实进了解生产工况），并与一线的DCS控制系统通讯组网，使全厂形成一个完整网络控制系统、便于全厂生产线能达到统一的生产控制，统一生产管理和统一生产调度。本工程需增设一个现场过程控制站，由3台PLC柜组成。各工段生产过程参数、电机启停信号、连锁信号和执行部件的控制信号就近拉入各自电控室的PLC柜，PLC柜间的连接以及与操作管理站间的连接由相应的通讯网络线实现。新增二个操作管理站，对水泥原料配料和水泥粉磨进行集中控制操作。二个操作管理站和原有二个操作管理站互为备用，并可兼作工程师工作站，其中一台出现故障地，可实现不间断控制，以保证生产控制的连续性。操作管理站设大屏幕彩色CRT（经理室采用20寸液晶显示器）、操作员键盘、球标、打印机作为人机界面。操作站对生产线的运行数据进行处理、储存和管理，并具有各种实时数据、图形、趋势及打印、报警、故障处理等功能。552计算机控制系统的选型计算机控制系统选型根据多年来在各水泥厂的成功应用经验，选用可靠性高、技术先进、操作方便的成熟系统；操作站的系统软年优选WINDOWSXP界面下的系统软件，操作软件具有全中文显示和菜单提示操作功能，可同进打开多个操作窗口。DCS的通讯网络采用当前国内外较为流行的系统，通讯线采用屏蔽双线或光缆。553主要检测控制系统（1）原料配料及水泥磨负荷综合控制系统（2）水泥磨系统热工系数检测（3）水泥磨系统电机顺序连锁启停控制654仪表与检测控制系统自动化仪表系统主要由一次元件、变送单元和执行机构等现场仪表组成。检测参数主要有温度、压力、料位、电流、重量、流量、速度等信号。仪表与检测控制装置选用性能稳定、故障率低并已在水泥厂成功应用的产品，仪表采用420MA信号控制。重点加强现场检测控制仪表的选型，提高现场仪表的可靠性，包括温度检测元件、温度变送器、压力（差压）变送器、料位仪和电动执行机构等。仪表操作全部由计算机操作，并在关键工序设立工业电视。56检测与计量生产过程压力检测采用STD系列智能差压变送器，设备保护压力检测采用直接压力表或压力开关。配料库库底采用调速电子皮带秤计量，入磨。库内料位采用雷达料位计，料位报警采用振动棒式或电容式料位计。电动执行器选用引进国外先进技术生产的优质产品，由DCS控制的电动执行器内置伺放，提高系统的调节性和可靠性。57照明厂区照明均由变配电站的低压配电室内专设照明单元回路供电，并在就地设照明配电箱。生产车间采用广照型工厂灯，皮带廊采用铁盒罩灯，变配电站采用荧光灯，工业区露天照明选用马路弯灯，各建筑物室内照明均采用新型节能灯具。58防雷及接地厂区建筑物均属二、三类防雷等级。高度大于15米的建筑物设防雷接地装置。利用建筑物屋面栏杆作接闪器，混凝土柱内钢筋下引线，建筑物基础内钢筋作接地体，接地电阻不大于10欧姆。突出屋面的金属设备、工艺管道、栏杆与防轩下引线连成电气通路。10KV供电系统为中性点不接地系统，380/220V系统为中性点直接接地系统。为保障人身安全，低压接地系统采用TNCS接地系统。变电所周围及厂区设接地网，变压器中性点、车间配电柜、各用电设备外壳均与厂区接地网连接在一起。弱电信号屏蔽线均采取单独接地线，以保障自动化控制系统的正常工作。第六章建筑与结构61设计原则与总体构思建筑设计将严格遵照国家现行的建筑设计规范、标准，尽量采用新技术，新材料和先进可靠的建筑构造。在建筑形象上充分考虑建筑的总体性和地方性，力求布局合理，造型美观，色彩协调，努力创造既然有时代感又有地方特色的工业建筑群的新形象。根据本顶目总体布局，功能分区明确等特点，设计将充分利用建设场地的自然地貌和气候特征，巧妙地运用建筑设计手法，使每个建筑物都具有良好的朝向及采光。同时充分利用建筑物之间的空地，加强绿化措施，种值长青植物，形成立体的绿沟屏障，为职工工作和生活营造一个优美的室外环境。62建筑设计（1）屋面一般生产车间屋面排水均为无组织操水，现浇钢筋混凝土屋面坡度为3，压型钢板屋面坡度为10。屋面防水为现浇钢筋混凝土屋面粉20MM厚12防水砂泵。辅助建筑屋面为SBS改性沥青防水卷材屋面。屋面隔热采用架空隔热板及吊顶两种形式。（2）楼地面一般生产车间C20混凝土地面，楼面为钢筋混凝土随捣随光。值班室楼地面采用地砖，管磨机厂房及烘干机房采用轻钢结构。生产车间室内外高差为300MM，辅助车间室内外高差见单体设计。（3）墙体及粉刷一般生产车间内、外墙均采用240MM厚粘土多孔砖墙，需围护的皮带廊采用压型钢板。钢筋混凝土框架结构中采用非承重混凝土多孔砖墙，其余采用承重的粘土多孔砖墙。一般车间及辅助建筑外墙均刷外墙涂料，内墙面喷（刷）石灰浆或乳胶漆，值班室、车间配电室等内墙做水泥砂浆粉刷，刷涂料。一般车间顶棚为喷白。（4）门窗一般车间外门窗采用钢门窗，辅助建筑外门窗采用彩板门窗。一般内门窗采用木门窗，值班室采用塑钢门窗。（5）楼梯、栏杆一般生产车间均采用钢梯，平台栏杆一般采用钢栏杆。（6）油漆凡木制构件均采用调和漆做一底二度，颜色与环境协调。凡钢结制构件均刷防锈漆一道，铅油一道，颜色应在单项工程中与木制构件相一致。建筑设计中采用的通用标准为全国通用标准图及安徽省标准图。63结构设计（1）基础设计圆库基础采用桩基础，磨房采用柱下钢筋砼独立基础，空压机站、水泵房等采用砖条型基础，基础埋深112米。（2）主体结构选型磨房和包装机房采用钢筋混凝土框架结构。粉煤灰库、水泥库均采用钢筋混凝土筒体结构，成品库采用网架结构，空压机房、水泵房采用砖混结构。地沟、地坑一般采用C20级配密实性防水混凝土，抗渗标号不小于S8，接缝处采用双层固定式钢板止水带。（3）结构材料混凝土或钢筋混凝土构件，除部分选用标准构件外，其标号均为C25，基础部门均为C20。砖砌体均采用MU75砖，M10混合砂浆，地面以下采用M15水泥砂浆，地坑采用防水混凝土，抗渗等级B6。（4）抗震设计该地区为7度设防区，本设计建筑物均在35米以下，故采用三级抗震，在结构平面布置和结点构造处理上均按抗震要求处理。工程各建筑物建筑面积与结构特征见表61。表61建筑物一览表序号建筑物名称建筑面积结构形式1矿渣输送皮带廊155M钢筋砼2配料系统皮带廊130M轻钢3矿渣堆场22000M24焦炭粉堆硼1912M1820M轻钢5烘干机房1056M轻钢砼框架6干渣库11024M钢板库砼基础7粉煤灰库1615M钢板库83213M管磨机房112527M轻钢9成品库11230M钢筋砼10空压机站96M2砖混11生产循环水泵房648M2砖混12生产循环水池100M3钢筋砼第七章给排水71设计范围本项目设计范围为20万吨/年矿渣微粉工程的生产及消防给水设计。72用水量（1）生产总用水量24M3/H；其中可循环水量22M3/H；循环系统蒸发、喷溅、渗漏等损失水量为3M3/H；循环利用率以循环水量与生产总用水量计算为92。（2）消防用水量48M3/次。消防用掉的水量，给水水源在两天内补充完毕24M3/D。（3）生产消耗总用水量48M3/D。73水源供水量根据生产消耗水量的要求并计入20总水量的未预见水量（不含消防用水量），则要求水源平时供水量为577M3/D，消防时817M3/D。74给水水源厂区内地下水资源丰富，因此，本生产线水源仍采用地下水。在工程中打管井一口，小时出水量15吨，不足部分由自来水补充。生活用水由罗庄自来水公司供给。75给水系统为充分利用水资源，生产循环给水系统及消防给水系统合骼同一给水系统。全厂给水系统通过管网串联起来，以便互相备用。生产循环给水系统为供给秤设备冷却用水。系统中采用玻璃钢冷却塔降低循环冷却水水温。循环回水采用余压回流至冷却塔降温后进入循环水池，再由循环给水泵升压供各生产用水点使用。该系统损耗的水量由深井泵补给。为确保循环水的水质，循环系统设有旁滤设施。管磨筒体淋水单独回收，经小型沉池处理后由潜水泵升压后仍然供给磨机筒体淋水，形成小循环给水系统该循环系统损耗的水量由生产给水系统补给。根据本工程最在车间建筑物体积及其耐火等级和生产类别，确定室外外消防用量为5升/秒，室内消防用水量为17升/秒，按同一时间有一处火灾，灭火历时二小时计，则消防用水量为48M3/次，24M3/H。消防用水平时储存在有效容积为100M3的生产消防水池内。在水池内采取相应的技术措施，以确何消防之储存水量。厂区室外消防采用低压制。管网的较小能力按最大小时用水量与消防用水量之和确定，最小管径不小于100MM，在管网上设地上式消火栓。间距120M，保护半径095，低压母线端COS098。对于较大的风机及负荷波动较大的设备，采用交流变频控制技术，合理控制设备的功率输出以减少无用电能浪费。大于500KW的高压电机，采用液体变阻器限流启动以减小大型电机的启动电流。大于50KW的低压电机，采用软启动以改善电机的启动特性来达到节能的目的。采用DCS计算机控制系统，合理控制设备的启动顺序及启动时间以避免生产线上的设备发生空转现象。照明设计中，对高大厂房采用高压钠灯、高压汞等和白炽灯混光设计；对辅助车间的照明光源选用荧光灯，并符合水泥工厂设计规范关于照明的有关规定。（3）总体设计在总图布置中，从节电的角度出发，力求工艺流程顺畅紧凑，尽量减少生产环节，极力避免物料往返运输，最大限度地缩短生产过程中的物料运距与高差，从而也节省大量的物料输送能耗。加强计量、提高效率、减少原料及产品损耗，在生产过程中的各个重要环节均设置了各种质量好、精度高的计量设备与器具；在职各个扬尘点均设置了运行可靠、效率高的各种型式除尘设备，粉尘达标排放，既保护了周边环境、减少污染，又降低了原料及产品的的生产损耗，相应也节省了消耗与生产成本。86节能效果采用上述措施，每年节电约140万KWH，其中（1）采用管磨系统，每吨矿粉节电45KWH/T，年节电90万KWH；（2）采用节能电力变压器、电容补偿、风机交流变频调速、大型电机液体变阻器启动、DCS计算机控制系统以及节能灯具等技术措施，年节电约50万KWH。第九章环境保护91设计依据与标准该工程建设所在地区为了将矿渣微粉项目建成花园式工厂，真正成为绿色环保型企业，本技术方案坚持全面治理的原则，在各生产环节配备高效环保设备，使各扬尘点的排放浓度均达到国家标准，并做好全面绿化、美化工作。采用的环保标准如下设计依据1）中华人民共和国环境保护法2）建设项目环境保护管理条例（98）国务院令第253号3）建设项目环境保护设计规定（87）国环字第002号文4）关于建设环境管理问题的若干意见（88）国环建字117号文件执行标准1）环境空气质量标准GB30951996二级标准2）水泥工业大气污染物排放标准GB49152004详见下表生产设备排气筒大气污染物排放限值作业场所颗粒物无组织排放限值生产设备排气筒高度要求3）城市区域环境噪声标准GB309693III类标准4）工业企业厂界噪声标准GB1234890III类标准5）水泥工业环境保护设计规定JCJ11976）污水综合排放标准GB89781996一类标准7）地表水环境质量标准GB38382002具体执行标准表91水泥企业生产设备烟尘或粉尘排放限值表设备名称排放浓度（MG/M3）吨产品排放量（KG/T）各类通风除尘设备300024烘干除尘设备500040表92水泥企业粉尘无组织排放限量表作业场所水泥厂（含粉磨站）距厂界外20米处空气中粉尘最高允许浓度（MG/M3）10表93烟囱（排气筒）最低允许高度表生产设备名称单机生产能力（T/D）烟囱（排气筒）最低允许高度M烘干机、磨机等生产设备新建、扩建、改造设备排气筒高度应高出层面2M表94各项污染物的浓度限值表浓度限值（MG/M3）污染物名称取值时间一级标准二级标准三级标准总悬浮颗料物TSP年平均008020030日平均012030050表95厂界噪声标准值表类型昼间DB（A）夜间DB（A）I居住、文教机关区5545II居住、商业、工业混杂区6050III工业区6555IV交通干线道路两侧区域705592主要污染物与污染源本项目建设工程对环境产生污染的主要有粉尘、废水和噪声三个方面，其中粉尘是粉磨站造成大气污染的主要因素，由于它的非放量大、污染源范围广、其危害也比较突出，因而粉尘治理是水泥粉磨站环何工作的重点。（1）粉尘生产过程中粉尘的排放主要发生在物料的倒运和输送过程中，其中磨粉、烘干过程中通风设备的粉尘排放为有组织排放，在装卸、运输、堆存过程中自由散发出来的粉尘为无组织排放。（2）噪声产生噪声的主要设备有空压机、磨机、离心风机等，源强85105DB（A），但噪声污染是物理性的，在自然环境中不积累，对人类的干扰和对环境的影响是局部性的，当声源停止发声时，噪声污染立即停止。（3）污水生活污水生产人员数量较少，用水量小，生活污水经处理后排放，其影响范围不大。工业污水主要是空压机和磨机的冷却循环用水，定时要更换新水，但不含有毒、有害物质。93环境保护措施（1）粉尘治理为了有效地控制各个扬尘点的粉尘，工艺设计中将尽量采用密闭设备和密闭式的储库、降低物料转运的落差，含尘气体经高效除尘设备净化后有组织的排放；烘干除尘系统所排放的废气中含尘浓度将小于50MG/NM3，其他各除尘系统所排放的废气中含尘浓度将小于30MG/M3，除尘器收下的粉尘将回到各自的工艺流程中，没有固体废弃物排出。物料的储存与输送、原料配料站等工艺过程中都设置了脉冲袋式除尘器，对各点产生的含尘气体进行净化处理，低于30MG/NM3后排放。本技术方案对生产过程中的扬尘点均采用袋式收尘器，经除尘后的排放浓度均符合国家排放标准，收尘设备见表91。表901收尘器设备表序号安装位置规格型号处理风量M3/H收尘效率排放浓度MG/NM3台数1矿渣烘干机LLMC847低压长袋脉冲袋式收尘器860009995012干矿渣库顶脉冲单机袋式收尘器KMC（A）112233399930333213M管磨机PPC646袋收尘器76809993034成品库顶脉喷单机袋式除尘器DMC96B18332333999303为了防止皮带机上扬尘，本技术方案在皮带上安装彩钢瓦防护罩，使皮带在运行中处于密封状态，可有效地避免扬尘。为了防止粉状物料输送过程中的扬尘，本技术方案选用全封闭形式的空气输送斜槽，可有效地避免扬尘。（2）噪声防治由于粉磨站中产生噪声的设备比较多，并且声级也比较高，因此在设计时选用加工精度高、装配质量好、产生噪声的粉磨设备，磨机厂房采用封闭式生产，防止噪音扰民；对于某些设备运行时振动产生的噪声，将考虑设备基础的隔振、减振；对于属于空气动力产生噪声的设备，如空压机、风机等，在设计时将在设备的气流通道上加装消音器；固定岗位设立隔声值班室；利用建筑物、构筑物来阻隔声波的传播。通过以上措施对噪声加以控制，使厂界噪声达标。在总图布置上，在满足工艺要求的前提下，尽可能将高噪声车间布置在厂区中部，以减少对外部环境的影响。在车间周围及道路两旁凡能绿化的空地上广置树木，以减弱噪声对外部环境的影响。（3）减少水源污染本工程生产用水绝大部分循环使用，循环率在82以上，只有少量废水排出。生产废水为设备冷却水，不含有害物质，不会对周围水系造成污染。厂区生活污水主要是而所、食堂、办公室、值班室等外排的生活污水，粪便污水经化粪池处理后排入帮区排水系统。（4）环境绿化绿化在防止污染、保护和改善环境方面起着特殊作用。它具有较好的调温调湿、改善小气候、净化空气、减弱噪声等的功能。设计中将在厂房的周围及道路两旁等凡能绿化的地带均尽量种植以参木、灌木、草坪相协调的品种，加强厂区周围环境的绿化。94环保机构与人员防止粉尘的污染是粉磨环境保工作的重点，在生产及除尘设施运行正常的情况下，排放的废气含尘浓度可以达到要求的指标，但如果管理不当则可能导致粉尘的超标排放，因此本工程将设专人对生产线的除尘设施进行日常管理。公司设专门的环保安全机构，设专职环保安全员2人，负责全厂的环保和安全工作。专职保安全员的职责是1、建立环保、安全制度；2、定期对厂区周围环境情况进行检查评价；3、负责环保设备、安全设施的管理；4、负责全厂区的环境绿化和美化工作。95环保指标与投资烘干系统排放浓度50MG/NM3其他通风设备排放浓度30MG/NM3吨产品排放量0032KG/T距离厂界外20M处空气中粉尘最高允许含尘浓度1MG/NM3厂界噪声标准值为昼间65DBA,夜间55DBA本项目环保投资537万元，占设备投资的435。第十章消防、劳动安全与卫生101概述矿渣微粉生产过程中影响工人功动安全与身体健康的主要因素有运输、生产过程中产生的粉尘；磨机、空压机、离心风机等设备运转过程中产生的噪声；生产设备运转中可能产生的机伤和电伤等。为了确保人民的生命财产不受损失，使本工程符合消防、劳动安全与卫生要求，将严格遵照国家的有关政策和设计规范，依据“安全第一、预防为主”的方针及工业工业劳动安全卫生设计标准，改善劳动条件、加强劳动保护，设计中对粉尘污染、噪声污染、机伤、摔伤等职业危害和不安全因素，采用切合实际、经济合理、行之有效的先进技术，为工厂创造安全、文明生产的必要条件。全厂劳动定员39人，临时工约10人，全部直接接触以上危害。为了保障职工的劳动安全与身体健康，在技术方案中对消防、粉尘、噪声等各影响因素均采取了有效防止措施，最大限度地减轻对岗位工人的危害程度。102设计依据（1）中华人民共和国劳动法（2）工业企业设计卫生标准（GBZ12002）（3）建筑设计防火规范（GB500162006）（4）水泥工业劳动安全、工业卫生设计规定（JCJ1097）（5）工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）（6）建筑物防雷设计规范（GB5005794）（7）火灾自动报警系统设计规范（GB5011698）（8）建筑灭火器配置设计规范（GB501402005）（9）环境质量标准（GB309596）（10）工业企业厂内铁路、道路运输安全规程（GB43871994）（11）中华人民共和国消防条例103消防（1）厂区建筑布置厂区总平面布置按功能分为生产区和办公生活区，并严格按照有关规范设置防火间距和消防通道，使建筑物布局合理，厂内道路畅通，主干线路面宽8米，次干线路面宽6米，消防通道路面宽4米，满足交通和消防要求。（2）建筑防火建筑物之间的防火间距、建筑物的耐火等级、安全疏散通道以及门、窗等的确定均满足防火要求。（3）消防给水根据建筑设计防火规范，工厂内消防按同一时间火灾次数为一次计算，消防时间以2小时计算，共需消防水量144立方米，消防用水储存在循环水池中，平时不得动用。室外消火栓间距布置在120米以内，管径为DN100，可满足消防供水要求。（4）防雷本工程对高度超过15米的建筑物进行防雷保护，对防护要求较高的建、构筑物则不受高度的限制，均采用相应的防雷措施。104劳动安全（1）防机伤、电伤为了确保电气设备的正常运行和操作工人的安全，设计中采取了各种防电伤技术措施。凡集中控制的电力传动设备，均设置强制性声光开车信号，只有在发出开车信号后方能启动遥控的电器设备；凡集中控制的电机均在机停钮及可以解除遥控的钥匙按钮，以免误操作而引起人身及设备事故。车间内所有电气设备金属外壳均做接地连接，高压电气的裸露部分均设有安全防护栏，当接地电阻不能满足规范要求时，均设地下均压网，以防高压接地时跨步电压伤人。生产设备的传动件及传动机构均设保护罩，以防机械伤害，在易发生机械伤害处和开关、按钮箱处设置安全