年产20万吨的超细矿粉生产线可行性研究报告.doc

第一章第一章 总总 论论 1.11.1 前前 言言 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 Si02、CaO、A1203、Fe203 等，与水泥熟料一样， 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，作为混合材来使用。 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，立窑水泥产量己减少了 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 350m2kg 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，降低氯离子的渗透，形成对钢筋 的防腐保护层；矿渣微粉降低水泥中的铝酸三钙及可溶性 氢氧化钙的含量，减小由于硫酸盐等被侵蚀引起的混凝土 膨胀，从而改善混凝土的泵送、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， 凭借其优良性能，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，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 粒化高炉渣粉国家标准,并于 2008 年重新修订了用于 水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉国家标准。矿渣微粉的 诸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”规划就明确指出：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。 矿渣微粉的使用改善、提高了混凝土的性能，降低了混凝 土中水泥的用量，大大降低了混凝土的生产成本，减小了 建筑物的造价，节约了资源，减少了温室气体 CO2 的排放， 产生良好的社会经济效益。实现固体废弃物的无害化、资 源化、减量化、能源化，不仅是发展经济和保护环境的重 要途径，更是人类社会可持续发展的要求。 据统计，1995 年全国工业废渣为 7.4 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、 产钢大国，1996 年粉煤灰排放量达 1.4 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。 公司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，为了适应内蒙及包头市经济快速发展的市场 形势，为当地建筑行业提供质优价廉的建材产品，同时服 务于本地的经济快速发展，我公司吸取有关单位建设矿渣 粉生产线的经验，决定投资建设年产 20 万吨的超细矿粉生 产线。 1.21.2 项目名称项目名称 年产 20 万吨的超细矿粉生产线 1.31.3 项目提出的依据和必要性项目提出的依据和必要性 对水淬高炉矿渣和电厂锅炉产生的粉煤灰按照一定的 比例掺合后进行粉磨，制备矿渣超细粉(比表面积 420 m2/kg), 作为混合材掺入硅酸盐水泥中，水泥中超细粉的掺 量可达到 6070%；用于制备矿渣硅酸盐水泥，能够大幅度 地降低水泥生产成本，同时改善混凝土的性能。 对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变 废为宝，提倡“谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于 建材工业，提倡利用工业废渣生产水泥或作为混凝土的掺 和料等。近年来，国家对建材工业的政策是“控制总量，调 整结构”，其原则是保护环境，节约资源，实施可持续发展 战略，在坚持总量控制、加快淘汰落后工艺与装备的前提 下，支持属于提高技术水平、产品升级又有市场的重点建 设工程。 为做好资源节约和工业污染物治理工作，国家发展和 改革委员会将利用国债资金组织实施一批节能、节水、资 源综合利用重大项目。国家发展和改革委员会办公厅文件 （发改办环资2004906 号）对工业废渣资源化利用是给予 重点支持的。 用矿渣超细粉配制的水泥强度要远大于相同配比的传 统矿渣水泥，此种水泥被学术界称为“新型矿渣水泥”，也被 称为“矿渣超细水泥”。超细矿渣粉同样可作为混凝土的掺和 料，掺有矿渣超细粉的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、流 动性好、后期强度高、防微缩、可使混凝土界面粘结性能 改善等特点，且各项技术指标完全达到国家相关标准。 矿渣超细粉是配制高性能、大体积、长寿命混凝土的 首选物料之一。广泛应用于工业及一般民用建筑，电厂烟 囱、高架公路、铁路、桥梁码头和地下设施等混凝土工程 中。现在，日本、新加坡和西欧已广泛使用，国内近几年 来在北京、上海及长江流域也开始广泛使用，并被国家建 设部定为建筑业十项新技术之一。 中国水泥年产量达到 10 亿吨以上，国民生产总值每年 以 8%的速度增长，建材工业更是以 10%以上的速度增长， 矿渣超细粉因其具有优良的产品性能，较低的价格，有着 广阔的市场空间。因此本项目投产后，能在一定程度上满 足市场对优质超细矿粉的需求，缓减本地区因经济快速发 展而造水泥供应紧张的局面，更是为当地解决了工业固体 废弃物的排放难题，又吸收部分剩余劳动力，具有很好的 经济效益和社会效益。 1.41.4 指导思想与原则指导思想与原则 （1）充分进行技术方案的优化研究，力求生产车间总 平面布置紧凑、工艺流程顺畅、尽量减少生产环节、增加 厂区绿化面积，建设一个文明、美丽、环保的现代化工厂。 （2）考虑各生产线在流程及工艺上的衔接，使各生产 线形成统一的整体。 （3）采用国内先进、成熟、可靠的技术与装备，确保 整体水平处于国内先进水平。 （4）在设计中处处体现执行国家节能政策，强化节能 设计，为公司实现最大的经济效益提供技术保障。 （5）在工艺先进的前提下采用优化建筑结构设计等措 施，尽可能降低工程投资。 （6）贯彻执行国家对环保、劳动安全、工业卫生、计 量、消防等方面的有关现行规定和标准，采用先进、成熟、 可靠的环保技术装备，并做到“三同时” 。 （7）主机设备的选型紧紧围绕投产后尽快达标达产这 个中心，使工程建设达到预期的经济效益和社会效益。 （8）重视辅机设备的可靠性，为充分发挥主机生产能 力，辅机设备规格和能力适当留有余地，以避免由于辅机 设备故障及能力而影响系统产量和运转率。 （9）采用节能工艺和国家推荐的节能机电设备，以降 低产品成本。 (10) 采用先进、可靠的集散式控制系统，以达到高效、 节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操 作岗位定员。 1.51.5 建设规模与产品方案建设规模与产品方案 该项目生产规模为年产矿粉 20 万吨。 矿粉比表面积：42010m/kg。 1.61.6 可行性研究的范围可行性研究的范围 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。 1.71.7 主要技术方案主要技术方案 矿渣粉磨：采用1套高细管磨系统； 高细管磨系统为1台3.013m矿渣磨，能力 2028t/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。 1.81.8 工艺生产方法工艺生产方法 矿渣原料由汽车运输进厂，卸料到指定场地堆放。堆 场的湿矿渣经晾晒转运到干渣库中储存；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 3.013m 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。 1.91.9 主要技术经济指标主要技术经济指标 该项目主要技术经济指标见表11。 表11 主要技术经济指标表 序 号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注 1生产规模万吨/年 20 2产品细度R0.08 % 1.0 3产品比表面积 m2/Kg42010 4系统运转率 % 80 5设备重量吨 400 6装机容量 kW 1500 8 矿粉平均电耗 kWh/t60 9 新增劳动定员人 28 不含临时工 10劳动生产率吨/人年 6667 11 固定资产投资 万元1303.52 12总投资收益率%45.62 13投资利税率%36.75 14资本金利润率%43.12 15财务内部收益率% 46.85 税后 16自有资金财务内部收 益率 % 46.85 17投资回收期（税后）年2.47含建设期 1.101.10 结论及建议结论及建议 (1) 本项目利用钢铁厂湿矿渣及电厂粉煤灰作生产原 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、水泥厂及水泥 制品单位对矿渣粉需求旺盛，本项目具有很好的市场前景。 （4）本技术方案采用开路内选粉粉磨，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，既带动本地区的经济发展，也能吸收剩余劳动力，具 有很好的经济和社会效益。 (6) 本项目总投资为 1303.52 万元，其中固定资产投 资 1078.52 万元，流动资金 225 万元，财务内部收益率 46.85%（税后） ，投资回收期为 2.47 年(含建设期)，总投资 收益率 45.62%，投资利税率为 36.75%，这些指标说明该项 目可获得很好的经济效益。 （7）本产品能替代 2030%的水泥，所以能在一定程 度上缓减本地区水泥供应紧张的局面，为混泥土公司提供 质量更高的掺合料，使当地的建筑质量更上一个台阶。 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，实现经济和社会效益双丰收。 第二章第二章 市市 场场 预预 测测 2.12.1 包头市及周围矿渣微粉市场预测包头市及周围矿渣微粉市场预测 包头座落在黄河之滨阴山南北,内蒙古自治区西部。 全市总土地面积 2.8 万平方公里，北部与蒙古国接壤，南临黄 河，流经境内 214 公里，东西接沃野千里的土默川平原和河套 平原。包头地理位置重要，是我国华北地区通向西北地区和呼 和浩特、包头、银川经济带的重要枢纽城市。市辖 9 个旗、县、 区，其中 5 个城区、1 个矿区，3 个农牧业旗县。全市人口 230 万，其中城市人口 158 万人，居住着蒙古、汉、回、满、达斡 尔、鄂伦春等 43 个民族。包头的大规模建设是伴随着新中国 的诞生，国家一五计划的实施开始的，是国务院首批确定的 全国十三个较大城市之一。经过半个世纪的建设与发展，包头 已成为一座新兴的现代化工业城市，形成了冶金、稀土、重型 汽车、机械、能源、化工、轻纺、绿色食品等支柱产业，并以 “草原钢城”、“世界稀土之都”的美誉闻名于世。 包头市是内蒙古自治区最大的工业城市，经济总量占自治 区的四分之一强。2002 年，全市国内生产总值突破 300 亿元， 达到 333 亿元，同比增长 20左右，财政收入完成 35.3 亿元， 同比增长 24.4左右，城镇居民人均可支配收入达到 6980 元 左右，同比增长 18.7以上，全市规模以上工业企业增加值、 固定资产投资都突破 100 亿元，全市社会商品零售总额完成 113.3 亿元，同比增长 15，外贸进出口总额完成 3.44 亿美 元，同比增长 15，为十五计划的全面完成奠定了坚实基础。 “十五”和“十五”期间是我市全面建设经济强市和小康 社会的关键时期。我市将进一步加大投资力度，组建一批具有 国际、国内先进水平的产业集群，实施一批大规模、高水平的 工业项目，实现超常规、跨越式发展，不断提高人民生活水平， 争取率先在自治区和我国中西部地区全面建成小康社会，率先 基本实现现代化，把包头建成我国中西部地区的经济强市，进 而建成全国的经济强市。 随着国家西部大开发政策的逐步落实，包头市作为内蒙古、 山西、陕西、宁夏等地区的中心城市，发挥着越来越重要的作 用。特别是改革开发 20 多年以来，包头市及周边地区的经济 发展速度很快，呼市、包头市、鄂尔多斯市发展尤为显著，已 经形成呼、包、鄂金三角地区，是内蒙古自治区的经济中心和 强劲的经济增长点。近年来，地方经济快速发展，外来投资 增加，基础建设取得了长足发展，人均收入稳步提高。使 得当地对基础建材的需求大增，50 余家商混站遍布在城市 周围，在施工中和商混站矿渣微粉能等量取代水泥 20-50%， 不但能提高混凝土的强度，还能改善混凝土的性能。这就 决定了矿渣微粉在本地区有着广阔的市场。 2.22.2 矿粉市场需求概况及发展趋势矿粉市场需求概况及发展趋势 2.2.1 包头市及周边水泥行业矿粉市场 近年来，基础设施建设日益加快，投资额大的工业重点项 目逐步落户内蒙，如包头希望集团投资 100 亿元建设的 100 万 吨电解铝项目、鄂尔多斯-包头-呼市天然气管道工程、包钢冷 轧薄板工程、天然气化工基地、煤化工、拉丹高速公路项目等， 水泥、混凝土等建材需求量会逐年大幅上升。据统计，2000 年 仅包头市水泥消耗量是 90 万吨，2002 年就达到 140 万吨，年 均增长 20 万吨；呼市和鄂尔多斯市的水泥消耗量年为 150 万 吨，仅包头和周边地区年水泥的消耗量接近 300 万吨。目前， 包头市水泥生产企业水泥的生产能力为 160 万吨，实际年生产 量 70 万吨， 包头市每年水泥产能在 200 万吨以上。以矿渣微粉掺 入量 20%计算，每年需要 40 万吨。 2.2.2 矿粉在包头市及周边预拌混凝土中应用市场 包头市及周边生产预拌混凝土搅拌站 50 余个，设计 能力为 1000 万 m3。预拌混凝土若掺入 30%矿渣微粉替代水 泥， ，则每 m3 混凝土用矿粉 120kg，合计每年需要矿粉为 120 万吨， 通过以上调查，包头地区矿渣微粉的年需求量在 150 万吨以上。 矿渣微粉在混凝土中掺量可高达 20%-50%，也就是说 每立方混凝土中矿渣微粉可以等量替代 120kg 以上的水泥， 矿渣微粉出厂价为 180 元/吨，这样每立方米混凝土可以节 省 15 元以上，高强度等级的混凝土节省更多。以一个年产 量 15 万 m3-20 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 225-300 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。在水泥生产中 外加 2030%的矿渣微粉不仅提高了水泥的强度和使用性能， 还降低了生产成本。因此，本项目年产 20 万吨矿渣微粉具 有广阔的市场前景。 2.32.3 竞争对手分析竞争对手分析 包头市重要的战略区位决定了其建设速度会越来越快， 将成为内蒙经济建设和矿渣粉需求最活跃的地区之一。 通过调查分析，包头目前仅有 7 家企业生产，但年产 量 较小，总产量不到 50 万吨/年，远远满足不了市场需求。通 过取样检测，当地生产的矿渣粉只能达到 S75 级，而我公 司生产的矿渣粉能完全达到 S95 级，如有市场需求还能生 产出 S105、S120 的高端产品，其附加值远远高于 S95 产品， 有利于提高企业的竞争能力。这为本公司进行项目建设提 供了很好的机遇。 2.42.4 矿渣粉的市场运作及目标市场矿渣粉的市场运作及目标市场 公司拟建设 20 万吨年的矿渣微粉生产线。矿渣微粉 的价格较低，掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济价值， 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、水泥化热低、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、铁路、大型深基础及水下工程。 本项目的产品主要供给包头市混凝土搅拌站和水泥厂， 年需求量在 150 万吨以上。 2.52.5 结结 论论 综合上述分析，包头市及周边地区矿渣粉市场需求潜 力较大。通过本项目建设，能部分满足市场需求，由于本 产品能替代 2030%的水泥，所以能在一定程度上缓减水泥 供应紧张的局面，达到较好的经济效益和社会效益。 第三章第三章 建设条件建设条件 3.13.1 地理位置与交通地理位置与交通 拟建场地在包头市当铺窑工业园区，正常生产面积约 为 10 亩地，但考虑到原材料在价格较低时大量存储，建议 增加 20-30 亩用于原材料存储，以最大限度降低成本。该 地理位置地理位置公路交通方便。 3.23.2 厂区地形条件厂区地形条件 拟建场地在包头市当铺窑工业园区，生产场地东西长 约 100 米，南北宽约 80 米，面积约为 12 亩，呈长方形， 对于布置矿渣粉粉磨生产线有利。 3.33.3 原材料原材料 高炉矿渣 主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量约为 22 万 吨。包钢矿渣的化学成分如下： 化学成份 SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3 高炉矿渣 34.8836.8010.3414.301.51 3.43.4 电电 源源 公司工程装机总容量约 1500KW，由农电公司负责供电， 电力供应有保证。 3.53.5 水水 源源 生产车间用水量不大，生产、生活用水由自来水公司 供水。 3.63.6 资金来源资金来源 该项目基建投资全部为自有资金。 第四章第四章 生产工艺生产工艺 4.14.1 设计条件与指标设计条件与指标 4.1.1 生产规模与产品方案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。 4.1.24.1.2 设计指标设计指标 系 统 产 量： 2228t/h； 产品比表面积： 42010m2/Kg； 综合电耗: 60KWh/t 4.1.34.1.3 工作制度工作制度 各生产车间的工作制度详见表 4-1。 表 4-1 各生产车间的工作制度 序号车间名称周 制班 次备 注 1 原料配料与输送连续周 3 2 矿渣粉磨连续周 3 3 矿渣粉储存与散装连续周 2 散装按需 4 电控室连续周 3 5 化验室连续周 2 4.24.2 配料方案配料方案 物料平衡见表4-2， 物料年消耗量见表4-3。 表4-2 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30039512126.6638.419152030.22725.45217636 粉煤灰51.433.610080 外加剂0.0030.0840.20260.6 表 4-3 物料年消耗量表 种类 矿渣消耗 量 粉煤灰 消 耗量 数量（万吨 / 年） 21.76 1.008 说明 矿渣水份 12% 4.34.3 原料来源与物料储存原料来源与物料储存 （1）高炉矿渣 本项目矿渣主要来自包头钢铁集团，由汽车运输至厂 区。 （2）粉煤灰 粉煤灰主要来自包头热电厂，由汽车运至厂内。 （3）助磨剂 助磨剂由助磨剂厂家送货到厂。 高细 矿渣粉 28672201600 物料储存期见表 4-4。 表 44 物料存储量与存储期 物料 名称 储 存 方 式 储 存 量 （吨） 储 存 期 （天） 备 注 矿渣露天堆放： 5000m2 30000 41.35 干渣库密封仓库： 700011 矿粉存储 钢板圆库： 1016m 215005 4.44.4 矿渣粉磨方案矿渣粉磨方案 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。 公司立足于市场需求，采用生产规模大、产品质量高、 单位能耗低的综合思路，迅速形成市场的影响力。粉磨生 产线选用 3.013m 一台套高细管磨机，采用高细粉磨技 术，粉磨 S95 级矿粉产品 20 万吨。该技术在生产实践中已 经成熟，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称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，该方案的生产工艺流 程下图。 矿渣粉磨工艺流程图矿渣粉磨工艺流程图 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 4-4a 编号名 称 规 格 型 号单位数量 干渣库 1 手动单向螺旋闸门 400400台 3 2 调速皮带秤 TDGSK6501800台 3 3 带式输送机 TD75 型台 1 4 永磁除铁器台 1 磨房 1 3.013m矿粉管磨机台 1 2 双层双门重锤式锁风翻板阀600600台 1 3 气箱脉冲袋式收尘器644台 1 4 空气输送斜槽XZ4007.6m（6）套 1 5 高压离心风机9-194 左0台 1 6 空压机台 1 矿粉储存及散装 1 板链斗式提升机 NE50台 1 2 脉喷单机袋式除尘器台 2 3 库底流态化卸料器 B315套 2 4 水泥散装机SZ1台 2 5 罗茨鼓风机JAS80 转速:1750rpm台 1 粉磨方案技术经济指标表。 表 4-5 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 20 2 技术指标 台时产量 t/h28 比表面积 M2/Kg42010 综合电耗 KWh/t60 3 装机功率 kw1500 4 建设投资万元 5 建设投资构成 建筑工程费万元 设备费含电气设备万元 安装费万元 其他费万元 4.54.5 工艺生产过程工艺生产过程 4.5.14.5.1 湿矿渣储存及输送湿矿渣储存及输送 堆场的矿渣由装载机运至晾晒场地，经晾晒后由农用 车送入干渣库。湿矿渣储存设堆场和堆棚，进厂矿渣先放 至堆场空水晾晒之后待用。 4.5.2 管磨原料配料管磨原料配料 在 3.013M 管磨前，设计干渣库、利用库底的 TDGSK 定量给料机、调速皮带秤计量、由皮带输送机除铁 后送入磨机。 4.5.3 矿渣粉磨矿渣粉磨 矿渣粉磨系统采用连续周工作制，年工作日 300 天， 每天工作 24 小时。按年生产能力 20 万吨计算，平均日产 量 7672 吨，平均小时产量 28 吨。 管磨粉磨系统工艺流程：物料经烘干后入配料库，库下 通过调速电子皮带称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收尘 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 4-8。 表 4-8 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 % 1.0 产品细度 R0.08 % 1.0 产品比表面积 m2/Kg 42010 系统产量 t/h2228 矿粉平均电耗 kWh/t 60 系统运转率 % 80 系统主机装机功率 kW 1400 系统总装机功率 kW 1500 4.5.44.5.4 矿粉储存与散装矿粉储存与散装 矿粉储存设 2 座直径 10 米圆库，2 个库有效储存量 3000 吨，储存期 5 天。 产品全部为散装。存储库底均采用库底散装。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 粉库底卸料器送入汽车散装机，由散装机将水泥装入散装 汽车外运。 4.5.54.5.5 空压机站空压机站 为了满足工程用气的需要，在生产车间设一台空气压 缩机，可满足工程用压缩空气。 4.5.64.5.6 化验室化验室 在综合楼设有化验室，配备了必要的仪器设备，可满 足原料及成品常规化学分析和物理检验。 4.5.74.5.7 计量设施计量设施 本技术方案对原材料进厂、成品出厂以及各生产环节均 设置了计量设备，选用 100 吨地中衡一台。原材料进厂、 成品出厂、粉磨等生产工艺环节的计量设备见表 4-9。 表 4-9 生产过程中计量设施一览表 序 号 计量物料名称计 量 位 置计量设施名称 1汽车进厂矿渣汽车进出厂检验站地中衡 2汽车进厂粉煤灰汽车进出厂检验站地中衡 3进厂助磨剂汽车进出厂检验站地中衡 4入管粉煤灰配料库底电子皮带称 5入管磨干矿渣干渣库配料库底电子皮带称 6入管助磨剂仓底微量计量泵 7出厂矿粉汽车进出厂检验站地中衡 4.5.10 主机设备选型主机设备选型 工程主机设备选型见表4-10。 表4-10 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ZL5013888 2 矿粉磨 3.013m 1 产品规格： 系统产量: 28吨 /h 28 14003885 3 管磨机用袋收 尘器PPC64-4 1 处理风量 13800/h 3 m 排放浓度30mg/ 3 m 11.0 2 3885 第五章第五章 总总 图图 运运 输输 5.1 场地条件场地条件: 拟建场地在包头市当铺窑工业园区内，东西长约 100 米， 南北宽约 80 米，面积约为 12 亩，呈长方形，对于布置矿 渣粉磨生产线极为有利。场地地势平坦，满足建设要求。 5.2 总平面布置原则总平面布置原则 (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。 5.3 总平面布置总平面布置 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 （详见总平面布置图） 。 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西部，布置方向南北向， 管磨机生产流程自南向北，设置配料库、磨机房、成品库。 从总体来看，生产线按东南北布置，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外南侧。厂区主要 公路贯穿东西，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东侧，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。 空压机布置在磨房的西侧，便于管理。 循环水泵房布置靠近磨机，便于水循环。 5.4 厂区绿化厂区绿化 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空压机房等栽种树冠矮， 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。 5.5 运输设计运输设计 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 22 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。 5.6 总图运输技术经济指标总图运输技术经济指标 总图运输技术经济指标见表 5-1。 表 5-1 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 m2 8000 2建、构筑物占地面积 m2 3200 3建筑系数%40 4厂区道路及广场占地面 积 m2 1200 5利用系数%55 6绿化面积 m2 1200 7绿化系数%15 第六章供配电与自动控制第六章供配电与自动控制 6.1 供供电电电电源源与与配配电电方方案案 本项目电源引自农电公司，由电力部门负责架线到厂区， 并负责在厂区建设总降压站，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 10 KV 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。变配电站设备选用 S11 系列 低损耗节能电力变压器，设 1 台 10 kV/0.4 KV 变压器， 100 kVA。出线 0.4 KV 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 1 个管磨机电控室。从变配电站 到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 0.5 级。 6.26.2 电压等级电压等级 电源进线电压 10 kV 高压配电电压 10 kV 高压电机电压 10 kV 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 36 V 操作和控制电源 220V 6.36.3 电力拖动与控制电力拖动与控制 6.3.1 电缆敷设方式 从降压站至车间电控室，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。 6.3.2 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。 6.3.3 电气控制 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 及设备检修之用，现场设启动预告信号。 6.3.4 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； 操作站的系统软件优选 WINDOWS-XP 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，可同时打开 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。 6.3.5 主要检测控制系统： 原料配料及磨机负荷综合控制系统 磨机系统热工参数检测 磨机系统电机顺序连锁启停控制 6.3.6 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 4-20mA 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。 6.46.4 检测与计量检测与计量 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称计量，入磨。 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。 6.56.5 照照 明明 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。 6.66.6 防雷及接地防雷及接地 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， 混凝土柱内钢筋作下引线，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、 栏杆与防雷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 TN-C-S 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。 第七章第七章 建筑与结构建筑与结构 7.1 设计原则与总体构思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，努力创造既有时代感又有地方特色 的工业建筑群的新形象。 根据本项目总体布局，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，种植长青 植物，形成立体的绿色屏障，为职工工作和生活营造一个 优美的室外环境。 7.2 建筑设计建筑设计 (1) 屋面：一般生产车间屋面排水均为无组织排水， 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 1:2 防水 砂浆。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：一般生产车间为20 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粘土多孔砖墙，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、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： 凡钢制构件均刷防锈漆一道，铅油一道， 颜色与环境协调。 建筑设计中采用的通用标准为全国通用标准图。 7.3 结构设计结构设计 (1) 基础设计： 圆库基础、磨房采用柱下钢筋砼独立 基础，基础埋深23米。 （2）主体结构选型 磨房采用钢架结构。原料库、成品库均采用钢筋混凝土 +钢板筒体结构，其余采用砖混结构。 地沟、地坑一般采用20 级配密实性防水混凝土，抗 渗标号不小于 S8，接逢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，基础部分均为C30。砖砌 体均采用MU7.5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71。 表71 建 筑 物 一 览 表 序号建筑物名称建筑面积结构形式 1配料系统皮带廊 330m 轻 钢 2矿渣堆场5000m2 3干渣库 2060m 砖混库+砼基础 43.013m管磨机房1427m轻 钢 5成品库2-1016m钢板库+砼基础 6 生产循环水池 200 m3 钢筋砼 7地磅房 60m2 砖 混 8办公、生活区 260m2 砖 混 第八章第八章 给给 排排 水水 8.1 1 设计范围设计范围 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。 8.28.2 用水量用水量 (1) 生产总用水量 ： 20 m3/h； 其中： 可循环水量：19.5m3/h； 循环系统蒸发、喷溅、渗漏等损失水量为 0.5m3/h， 循环利用率：以循环水量与生产总用水量计算为 97.5% (2) 消防用水量：144m3/次。消防用掉的水量，给水水 源在 2 天内补充完毕 72m3/d。 (3) 生产消耗总用水量 12m3/d。 8.38.3 水源供水量水源供水量 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 15m3/d，消防时 87m3/d 。 8.48.4 给水水源给水水源 生产车间用水量不大，生产、生活用水由自来水公司供 水。 8.58.5 给水系统给水系统 为充分利用水资源,生产循环给水系统及消防给水系统 合用同一给水系统。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生产设备冷却用水。采用自 然冷却。循环回水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自来水供 水补给。 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，经小型沉淀池处理后由潜水泵 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。 根据本工程最大车间建筑物体积及其耐火等级和生产类 别，确定室外消防用水量为 15 升/秒，室内消防用水量为 5 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 144m3/次，72.0m3/h。消防用水平时储存在有 效容积为 200m3的生产消防水池内。在水池内采取相应的 技术措施，以确保消防之储存水量。 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0.95， 低压母线端 cos 0.98。 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。 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。并采用进相机降低转子电流，提 高有功功率。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生 产损耗，相应也节省了消耗与生产成本。 9.69.6 节能效果节能效果 采用上述措施，每年节电约 100 万 kWh，其中： （1） 采用管磨系统，每吨矿粉节电 4.5kWh/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：10 万 kWh 第十章第十章 环环 境境 保保 护护 10.1 设计依据与标准设计依据与标准 该工程建设所在地区为包头市当铺窑工业园区，为了将 粉磨站建成花园式工厂，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： 设计依据设计依据: : 1） 中