低碳高性能纳米级工业电瓷产业化项目可行性研究.doc

景德镇市瓷都电瓷电器有限公司低碳高性能纳米级工业电瓷产业化项目可行性研究报告二一二年六月III / 77第一章 总 论1.1项目背景1.1.1项目名称、承办单位及项目负责人项目名称：低碳高性能纳米级工业电瓷产业化项目承办单位：景德镇市瓷都电瓷电器有限公司项目负责人：张平1.1.2承办单位的基本情况基本情况：企业名称：景德镇市瓷都电瓷电器有限公司经济性质：有限责任公司公司历史概况：景德镇市瓷都电瓷电器有限公司是股份有限责任公司，隶属于景德镇市高新区，公司创建于1988年，现位于景德镇市瓷都大道高新技术开发区兴园路，占地面积1万平方米，建筑总面积4000平方。公司经过多年的努力和积累，拥有良好技术人才队伍和完善的工艺技术设备，以及先进的性能检测手段，是一家具有一定规模生产能力的工业电瓷专业制造厂家。公司现有员工80人，技术人员12人，管理人员10人，拥有二十多年的电瓷生产经验，是电器工业协会会员，中国环保产业协会会员，已通过ISO9000质量管理体系认证。主要生产各种规格的高低压电力电容器瓷套、互感器瓷套、避雷器瓷套、变压器瓷套、熔断器绝缘子、户内外支柱绝缘子、穿墙套管等工业电瓷，并承接生产设计各种陶瓷手柄，及其他非标型工业陶瓷产品。厂址概况：项目建设地址位于景德镇市高新技术产业园内，距市区3公里，距杭瑞高速公路入口处约2公里，距离景德镇市飞机场仅8公里，交通条件十分便利，基础设施完善。主要烧成燃料来自于本地华润燃气和深燃公司，供应充足，电力自身有250KVA变压器,另外通过增容新建250KVA变压器满足项目供应。水资源主要依托厂内自来水管网和井水供应。生产能力和产销情况：公司主要生产高低压电力电容器瓷套、互感器瓷套、避雷器瓷套、变压器瓷套、熔断器绝缘子、户内外支柱绝缘子、穿墙套管等工业电瓷，并承接生产设计各种陶瓷手柄，及其他非标型工业陶瓷产品，年产能达2000吨，产业化改造后产能达7000吨。公司的产品有二十多年的电瓷生产历史，在国内国际市场享有盛誉，国内供应十几家大型的国家电网公司、变压器厂 、变电站 、发电厂 、各电器工厂等设备厂，包括浙江温州，上海、深圳、西安等大型电器设备厂，占瓷绝缘子国内市场份额的20左右。我厂产品以过硬的内在品质，赢得了用户信任，为国内电瓷产业做出了较大贡献。公司主要通过原料纳米级加工改造，研制具有较低的烧成温度和良好的机、电、热性能的产品，提升产品应用范围。工艺设备状况和水平：产品生产工艺主要是用矿物粉做原料，通过配料、制浆、榨泥、陈腐、成型、烘干、高效梭式窑烧成、切割、研磨、胶装、检验而成。公司质量分析改造前我公司使用原矿粉料、粘土、熔剂性长石等原材料颗粒比较粗，普通球磨机球磨时间长，而且烧成温度高，产品强度不高，不适合应用高压、超高压电器产品等，只能应用于中低压电力电容器瓷套、互感器瓷套、避雷器瓷套、变压器瓷套、熔断器绝缘子、户内外支柱绝缘子、穿墙套管等工业电瓷，而且坯体烘干采用干燥热风炉，烘干时间长，能耗高，且由于湿度控制不稳，坯体干燥合格率在80左右。1.1.3项目可行性研究报告编制依据1、编制依据（1）景德镇市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要；（2）国家发改委、建设部联合发布的建设项目经济评价方法与参数；（3）国家发改委发布的投资项目可行性研究指南；（4）项目单位提供的有关资料；（5）本项目的咨询委托合同。2、可行性研究的范围本项目研究的范围是：分析项目建设的必要性和可行性；对该项目从产品方向、工艺路线、设备选型与布置、土建工程、环境保护和技术经济等各方面进行分析和研究。1.1.4项目提出的背景及建设的必要性电工陶瓷简称电瓷。广义而言，电瓷涵盖了各种电工用陶瓷制品，包括绝缘用陶瓷、半导体陶瓷等等。本项目所述电瓷仅指以铝矾土、高岭土、长石等天然矿物为主要原料经高温烧制而成的一类应用于电力工业系统的瓷绝缘子，包括各种线路绝缘子和电站电器用绝缘子，以及其它带电体隔离或支持用的绝缘部件。电瓷是电力工业的重要基础器件，电瓷制造业属于国家“十二五”期间重点扶持的装备制造业领域，是国民经济的基础产业,低碳高性能原料纳米级电瓷产业化项目符合国家“十二五”产业振兴和技术改造项目专题四“新型绿色环保建材及无机非金属材料”第二项“无机非金属材料”，同时符合产业振兴和技术改造项目专题二“轻工”类。电瓷生产中陶瓷粉体的尺寸和尺寸分布以及原料粉体中最大颗粒尺寸影响着陶瓷坯料的质量及后续的整个工艺过程，从而影响到产品的质量。目前国内绝大多数电瓷厂家采用的仍然是传统的球磨工艺，虽操作简便，运行可靠，但其研磨时间长，耗能大，所制备原料的粒度较大，粒径分布范围宽。本项目通过对比各种粉体制备方法，发现搅拌磨具有研磨效率高、物料的粒径分布范围窄等特点，能够很好地弥补传统球磨工艺的不足。但是目前国内的电瓷生产企业尚无采用砂磨机进行原料细磨的。在搅拌磨机理的基础上，项目采用一种新型搅拌式砂磨机，即采用较小的筒体直径和较长筒体高度的设计方案;研磨筒体内壁和搅拌器外表面根据电瓷原料的特点采用硬度较高的聚氨酷内衬;物料自下而上，无需冷却夹套;研磨体采用约3mm直径的75氧化铝瓷球，能在短时间内将坯体原料加工到纳米级，提高坯体原料活性，降低烧成温度，节约能耗。特别是砂磨工艺能有效消除坯料中的15微米以上的粗颗粒，可显著改善材料显微结构的均一性，从而提高电瓷产品的强度和可靠性。通过采用节能高效梭式窑，窑墙散热少，外表最高温度不超过60，助燃排烟风机采用变频控制，烧嘴采用高速烧嘴，窑内温差小，温度均匀。利用梭式窑余热对坯体进行烘干，取缔蒸汽作为烘干热源，节约能耗。景德镇市瓷都电瓷电器有限公司为解决能耗及产品质量问题做了不少有效的工作，但是，随着能源价格的大幅度上涨，公司经济效益有明显下滑，同时国家节能减排工作力度不断深入和加大，给公司带来了新的挑战和机遇，为了公司的生存和更好更快的发展，为了进一步落实国家节能减排要求，公司拟以自筹方式筹措资金对公司原料加工及坯体烘干进行技术改造，引入新的研磨方式，彻底解决产品质量和能耗问题，提高产品档次和合格品率，从而提高公司的经济效益，彻底解决产品竞争力低，能耗高等问题。因此，从提高电瓷机、电、热三项性能，以及改善电瓷加工能耗水平方面，项目建设非常必要。1.2项目概况1.2.1拟建地点项目拟建地点位于景德镇市瓷都电瓷电器有限公司院内。1.2.2建设规模与目标（1）新建厂房6000，其中生产厂房4000，研发中心2000。（2）新建8座12m自动化燃气高效梭式窑。（3）窑炉余热利用及烘房改造工程。包括输气管道、烘房改造工程200M2。（4）新建原料纳米级加工及成型生产线2条。（5）其他配套工程。包括设备基础、厂区内煤气分管道、水、电、汽工程等。1.2.3主要建设条件项目建设在厂区附近，距市区3公里，距杭瑞高速公路入口处约2公里，距离景德镇市飞机场仅8公里，交通条件十分便利，基础设施完善。项目所在区域为高新区规划的工业区，项目建设符合城镇规划。本项目建设在高新区景德镇市瓷都电瓷电器有限公司院内，不涉及征地、拆迁和移民安置问题。1.2.4项目投入总资金及效益情况1、项目总投资本项目总投资1300万元，其中固定资产投资1100万元，铺底流动资金200万元。表1-1 建设投资估算表 单位:万元序 号工程项目或费用名称建筑工程设备购置设备安装其它费用合计一工程费用31856152931二其它费用52521勘查设计费12122工程监理费13133联合试运转费12124职工培训费555建设单位管理费1010三预备费107107四建设期利息1010总计3185615216911003、流动资金经估算，达产年需流动资金666.7万元，铺底流动资金为200万元。表1-2 设备、工器具投资估算表 单位:万元序号设备名称规格型号单位数量单价（折合人民币）总价（折合人民币）1高效节能梭式窑国产座8302402搅拌式砂磨机进口台215303搅拌机国产台52104除铁器国产台34125真空练泥机国产台4301206修坯机国产台100.557榨泥机国产台3398高温烧结炉国产台110109电力设备国产2010挤压成型设备国产171711自动施釉线国产条351512机械手加沙线国产条351513生产辅助设备国产383814烘房改造费国产2020合 计5613、资金来源项目总投资1300万元，所需资金由企业自筹990万元，银行贷款200万元。项目立项后拟申请国家技术改造专项资金补助110万元。1.2.5 主要技术经济指标主要经济技术指标见表。主要技术经济指标一览表序号项目名称单位指标一产品规模t/a7000 二产品方案t/a1高低压变压器瓷套等t/a7000 2t/a3t/a三年操作日天300 四主要原辅材料1粘土t/a53202石英、长石t/a30803矾土t/a4350五公用工程1供水（新鲜水）m3/a最大用水量m3/a20万m平均用水量m3/a20万m 2供电kw设备容量kwa500年耗电量万kw.h185六三废排放量 1废水（生活)m3/h2.332 废气Nm3/h3 废渣万t/年七运输量1运入量t/a 2运出量t/a7000八定员人801生产工人人702技术及管理人员人10九总占地面积m2100001厂区占地面积m260002其他占地面积m2十总建筑面积m26000十一 工程项目总投资（评价用）万元1300 1建设投资万元11002 建设期利息万元0.00 3 增量流动资金万元80 十二报批项目总投资（控制投资规模用）万元1300 其中：铺底流动资金万元200十三增量销售收入万元2400十四 成本和费用万元1 总成本费用万元1399.4 2 经营成本万元1248.9十五增量利润总额万元400十六增量税金及附加万元19.6 十七增量增值税万元195.6 十八财务分析赢利能力指标1投资利润率 %23 2资本金利润率 %233投资回收期(不含建设期）年4.34 财务内部收益率所得税前17.15%所得税后13.20%5财务净现值（Ic=10%)万元所得税前万元615.2所得税后万元300十九盈亏平衡点(BEP)%38.5%1.3问题与建议本项目生产建设条件已具备，项目财务经济评价可行。建议及早批准项目建设，早日建成投产，早日为地方经济建设作贡献。第二章 市场预测2.1 国内外电瓷产业发展现状 电瓷是19世纪工业革命的产物。在人类掌握了发电技术后，将电传输到用电场所就离不开绝缘介质，最早应用的绝缘介质就是电瓷。随着发电容量的增大和输电距离的延长，电压等级不断提高，对电瓷的机械性能和电气性能的要求也越来越高。至20世纪中后期，随着工业技术的快速发展，用电需求急剧增长，推动了超高压乃至特高压输变技术的发展。目前交直流500kV电网已成为我国的主干输电网（西北地区为330kV），800kV直流和1000kV交流特高压输变电系统正在建设中。国产盘形悬式绝缘子的额定机械强度已达到530kN，无釉电瓷材料试样的抗弯强度由5060MPa提高到180MPa以上，有釉强度更是达到 200MPa以上。 日本的电瓷制造技术在国际上处于领先地位。日本碍子株式会社（NGK）是日本电瓷制造业的龙头企业，也是一家全球性跨国公司，拥有一流的电瓷制造技术和装备，可生产电压等级达1100kV的各种线路和电站电器用瓷绝缘子。该公司的盘形悬式绝缘子生产采用3质量控制，已有700kN和840kN产品生产和使用的报导；整体成型支柱和空心绝缘子的元件高度达到2.5m左右，抗弯强度达到越160kNm，所用瓷材料绝大部分为IEC 606723规定的C130瓷。 2001年9月，欧洲塞拉姆集团和美国电瓷产品集团成功合并，组成PPC电瓷集团。PPC集团目前在德国、奥地利、瑞典、斯洛伐克、泰国和中国有六个工厂，年产合格瓷件约30000吨，产品主要有棒形支柱绝缘子、空心绝缘子和长棒形绝缘子。其最具代表性的产品为长棒形绝缘子，这种产品采用钨锑合金胶装，为不可击穿结构，避免了盘形悬式绝缘子的零值击穿，使用性能优良，但制造难度及控制要求较高。在各类产品中，干法成型约占36。 国际上知名的电瓷制造商还有拉普公司等。国内现有绝缘子与避雷器生产企业400多家。2006年有统计数据的152家企业工业总产值91.45亿元，比2005年增长31.85；销售收入88.75亿元，比2005年增长32.65；工业增加值28.79亿元，比2005年增加35.77；出口交货值9.04亿元，比2005年增加42.23；利润总额7.79亿元，比2005年增加40.27。全员劳动生产率（增加值）8.03万元/人，比2005年增加34.60。2006年工业总产值前5名的企业是：自贡塞迪维尔钢化玻璃绝缘子有限公司、南京电气（集团）有限责任公司、西安西电高压电瓷有限责任公司、大连电瓷有限公司、NGK唐山电瓷有限公司。在前五名中，自贡塞迪维尔钢化玻璃绝缘子有限公司单一生产盘形悬式玻璃绝缘子；南京电气（集团）有限责任公司主要生产盘形悬式玻璃绝缘子和套管，电瓷产品也占有一定比例；西安西电高压电瓷有限责任公司主要生产支柱和空心绝缘子，套管类产品有一定比例；大连电瓷有限公司和NGK唐山电瓷有限公司主要生产盘形悬式瓷绝缘子，属于国内最大的盘形悬式瓷绝缘子供应商。唐山高压电瓷有限公司的支柱瓷绝缘子生产量最大，2007年产量约14万只瓷绝缘子元件。应该注意的是，有统计数据的企业数量不足实际企业数量的一半，无统计数据的主要是复合绝缘子生产企业，以及近年发展起来的民营企业。据电力新增装机容量和历年绝缘子产量的经验数据测算，2007年绝缘子行业的销售收入已超过100亿元，其中出口约2亿美元。 国内电瓷行业在生产规模和技术上有优势的企业是西安西电高压电瓷有限责任公司、南京电气（集团）有限责任公司、大连电瓷有限公司、抚顺传奇套管有限公司、苏州电瓷厂有限责任公司、唐山高压电瓷有限公司等。西安西电高压电瓷有限责任公司在国内率先用等静压干法生产500kV瓷套，技术居国内领先水平，大连电瓷有限公司生产的530（550）kN级以下悬式瓷绝缘子代表了国内先进水平。 通过技术改造和引进国外关键技术和设备，国内电瓷制造技术整体水平与国外的差距在不断缩小。等静压干法成形技术已被越来越多的电瓷生产企业所采用，逐步成为生产500kV及以上大尺寸电瓷产品的主流方法。电瓷行业的关键设备窑炉的技术水平也已达到或接近国际先进水平，通过采用轻质化窑体结构、等温高速烧嘴和较为完善的自控系统，改用天然气作为焙烧燃料，提高了电瓷产品的烧成质量，能耗显著降低。 表2-1为典型绝缘子产品的国内外技术水平对比。 表2-1 典型产品分类国内外情况汇总对比 序号 产品类别 主要技术指标 国内 国外 1 瓷盘形悬式 额定破坏负荷 kN 530 840 年劣化率 0.02 0.01 已用电压等级 kV 750 1200 2 瓷长棒形 额定破坏负荷 kN 160 300 已用电压等级 kV 500 3 玻璃盘形悬式 额定破坏负荷 kN 400 530 已用电压等级 kV 500 1150 4 复合棒形悬式 额定破坏负荷 kN 530 300 已用电压等级 kV 750 1000 材料起痕等级 kV 4.5 3.5 5 复合线路柱式 额定破坏负荷 kNm 10 10 已用电压等级 kV 110 110 材料起痕等级 kV 4.5 3.5 6 油纸电容式套管 介质损耗 tg 0.7 0.5 已用电压等级 kV 750 1200 7 胶浸纸电容式套管 介质损耗 tg 0.5 0.5 已用电压等级 kV 500 500 8 瓷支柱 额定破坏负荷 kNm 140 160 已用电压等级 kV 750 1150 9 复合支柱 额定破坏负荷 kNm 100 100 已用电压等级 kV 500 500 10 瓷空心 额定破坏负荷 kNm 120 130 整体单元件高度 m 2.5 2.8 已用电压等级 kV 750 1150 11 复合空心 额定破坏负荷 kNm 100 100 整体单元件高度 m 8 8 已用电压等级 kV 500 500 2.2 电瓷产业的发展趋势 电力是社会经济发展的基本保障。我国电力工业正处在一个快速发展的时期，近年来每年新增装机容量均在1亿千瓦以上。以西电东送南北互供为特征的远距离大容量送电是我国电网建设的重要内容，因此，发展特高压输变电工程是我国电力工业发展的必然趋势。 电瓷作为输变电工程的关键配套产品，首先应满足我国超高压特高压输变电工程建设的需求，大力发展500kV及以上线路和电站用各种电瓷产品是电瓷产业发展的重要内容。与此同时，行业节能降耗、加快技术进步、提高生产效率、稳定产品质量也是保障电瓷产业健康稳定发展的重要前提。 近十年来，我国电瓷产业呈现以下发展趋势： （1）国企改制，迁建技改 在“十五”期间，主要骨干企业中抚顺电瓷制造公司、大连电瓷有限公司、苏州电瓷厂有限公司、唐山高压电瓷有限公司、南京电气（集团）有限责任公司等都相继完成企业改制，由国企转化为股份制企业。企业改制、现代企业制度的建立为电瓷行业的发展带来了新的活力，在市场需求旺盛的带动下，改制后的企业大多数生产稳定，产销两旺，经济效益显著提高。 随着企业改制，企业的融资渠道拓宽，融资能力得到进一步强化，从而促成了大连电瓷厂和苏州电瓷厂的迁建和技术改造，迁建后企业的工艺技术路线更加科学合理，装备先进，产能提高，发展后劲明显增强。 （2）民营企业快速发展，外资企业强势介入 近十年来，在市场需求旺盛的带动下，民营资本进入电瓷行业的速度加快，据不完全统计，新建或转产的规模以上民营企业就达50家以上，主要集中在棒形支柱瓷绝缘子、空心瓷绝缘子、悬式瓷绝缘子等方面，并逐步成为市场的生力军。 与此同时，外资企业利用其强大的技术和资金优势，强势介入我国绝缘子行业，如NGK唐山电瓷有限公司、NKG（苏州）电瓷有限公司、PPC无锡绝缘子公司、天津迪艾夫绝缘子有限公司、自贡塞迪维尔钢化玻璃绝缘子有限公司等。 （3）自主研发能力增强，部分高技术含量产品实现产业化 在过去十年中，我国电瓷行业通过技术改造，加强了对超高压和特高压电瓷产品特别是依赖进口的高技术难度产品的研究开发，如400kN直流悬式瓷绝缘子、400kN、530kN盘形悬式瓷绝缘子和玻璃绝缘子、160kN长棒形悬式瓷绝缘子、80kNm直流棒形支柱绝缘子、750kV棒形支柱瓷绝缘子等。用等静压技术干法成形棒形支柱瓷绝缘子和空心绝缘子、整体注射成形技术生产棒形悬式复合绝缘子等技术难度较大的产品均实现了规模化生产，使我国500kV主干电网建设所需的各种绝缘子基本实现了国产化，750kV交流、800kV直流和1000kV交流特高压试验线也基本采用自主研发的电瓷产品，较好地满足了我国电力工业高速发展的需求。 尽管我国电瓷产业总体上呈现出良好的发展势头，但仍然存在以下不足： （1）部分企业经济运行情况欠佳。究其原因，除了各企业产品结构、技术水平、本身的管理水平外，长期困扰绝缘子行业的市场无序竞争、低价竞销、资金回笼困难等也是重要原因。 （2）部分高档次产品研发滞后，生产能力不足。330kV及以上断路器瓷套的进口量仍占总使用量的1/3以上。 （3）能源单耗较高。目前我国电瓷行业的能源单耗水平为：线路瓷绝缘子：1.09吨标煤/吨合格瓷；电站电器用瓷绝缘子：1.59吨标煤/吨合格瓷，与世界先进水平比，高出2030，仍有较大的节能空间。 电瓷产业在过去10年中虽然取得了长足发展，但与国外先进水平比，在产品的档次和制备工艺技术上还有一定的差距。为了提高我国电瓷产品在国际市场上的竞争力，促进行业的健康稳定发展，今后的研究与开发重点主要是： (1) 电瓷生产过程中的节能降耗和清洁生产技术，即用新工艺新技术进一步降低电瓷的生产能耗，提高产品合格率。 (2) 电瓷用原料的纯化和微细化加工技术以及原辅材料的系列化、标准化技术。 (3) 高技术含量大尺寸绝缘子产品的特殊成形、烧结和精密加工技术研究，如注射成形、等静压成形、高速等温烧结、激光加工技术等在电瓷行业中的应用。 (4) 电瓷的基础技术研究，包括产品设计、模拟仿真、烧结机理、检测分析技术等。 2.3国内绝缘子市场需求预测 绝缘子是输变电设备的重要组成部分，其主要用户是电力工业，年新增发电装机容量是绝缘子需求量预测的重要依据。目前国际上对绝缘子的需求保持平稳增长态势，基本按与全球经济增长速度的一定比例增长。相对而言，发达国家的需求增长缓慢，发展中国家的需求增长较快。我国作为世界上最大的发展中国家，国民经济高速增长，预计20002020年平均增长速度为7.2，规划到2010年我国发电装机容量将由从本世纪初的3亿千瓦左右增加到6.87.0亿千瓦，平均年增4000万千瓦以上。实际上近三年来年新增发电装机容量均在1亿千瓦左右，到2007年底，已基本完成到2010年的规划目标。 如果按照年新增发电装机容量8000万千瓦计算，高压绝缘子市场需求量也将从本世纪初的年均10万吨左右增长到年均5560万吨。预计2010年以后我国绝缘子的需求量将从目前的高速增长转化为以与国民经济增长速度相吻合的稳定增长，年均增长6左右，到2020年达到90万吨左右。 表2为我国绝缘子避雷器行业对2010年和2020年绝缘子市场需求总量的预测数据。由表2可以推算估计瓷绝缘子的国内需求量，2010年约为2225万吨，2020年约为3640万吨，占绝缘子总需求量的4045。 表2-2 绝缘子市场需求总量预测 序号 名 称 单位 2010年 需求量 2020年 需求量 备 注 1 线路绝缘子 万吨 33.240.6 66 其中复合绝缘子约为45，玻璃绝缘子35，瓷绝缘子20 其中：悬式绝缘子 万吨 23.429.8 47 2 电站电器绝缘子 万吨 14.417.0 26 其中复合绝缘子约为10 2.1 110kV及以上空心绝缘子 万只 30.036.6 60 其中50为SF6空心绝缘子 2.2 110 kV及以上棒形绝缘子 万只 50.457.6 96 2.3 110 kV及以上电容式套管 万只 3.85.0 7.5 3 高压绝缘子合计 万吨 47.857.6 88 其中复合绝缘子约为30 第三章 建设规模及产品方案3.1 产品方案及生产规模（1）新建厂房6000，其中生产厂房4000，研发中心2000。（2）新建8座12m自动化燃气高效梭式窑。（3）窑炉余热利用及烘房改造工程。包括烘房改造工程200M2。（4）新建原料纳米级加工及成型生产线2条。（5）其他配套工程。包括设备基础、厂区内煤气分管道、水、电、汽工程等。改造后产品合格率90%，全年低碳纳米级电瓷产量达7000吨，烧成温度从改造前1310降低至1150；3.2 质量指标GB/T 772-2005 高压电瓷绝缘子技术条件JB/T 6746.1 静电除尘器用瓷绝缘子瓷套JB/T 6746.2 静电除尘器用瓷绝缘子穿墙套管JB/T 6746.3 静电除尘器用瓷绝缘子支柱JB/T 6746.4 静电除尘器用瓷绝缘子转轴第四章 厂址选择及建设条件4.1 项目建设地址项目建设地址位于景德镇市高新技术产业园内，距市区3公里，距杭瑞高速公路入口处约2公里，距离景德镇市飞机场仅8公里，交通条件十分便利，基础设施完善。4.2 建设条件（1）基本市情景德镇市为江西省直辖市。位于江西东北部，居东经1165711742，北纬28442956，西北与安徽东至县交界，南与万年县、西与波阳县接壤，东北与安徽祁门县、东偏南与婺源县毗连。全市土地面积5256平方公里。据统计全市总人口为156.51万人，其中非农业人口60.67万人。（2）自然条件气候特点：属亚热带季风气候，温和湿润。全年光照充足，雨量充沛，四季分明，冬季多偏北风，春夏之交梅雨绵绵，夏秋之际晴热天多。2005年，年降水总量1305.1mm，年日照1569.5小时，极端最高气温为38.2，极端最低气温为5.9，年平均气温18.4，无霜期269天，冰冻期短，气候宜人。（3）基础设施条件市域内电力供应充足，属赣东北专线供电网络。拟建场地电源来自华东大电网。所需电源由市供电局配送,可满足项目要求。拟建场地水源由城市自来水网提供,能满足项目建设要求。拟建场地中，将布置雨、污分流排水管道，排入市政管道中。通讯发达，建有一个可无限增容的电信端局，并实现了中国移动和中国联通两个移动通讯的无缝覆盖。拟建场址市政道路上现已全部架设开通全国直拨程控电话及移动通讯，可满足项目固定和移动通讯要求。景德镇市乃至赣东北的一个交通枢纽，交通优势十分明显，立体交通网络基本形成。皖赣铁路南北纵贯境内，公路西通武汉约3小时车程；南到南昌、北至黄山约2小时车程；西至庐山1小时车程。景德镇机场已开通北京、上海、广州等航线，昌江水道经疏浚后可直通鄱阳湖达长江。4.3 其他建设条件1、该项目位于景德镇市高新技术产业园内，交通区位条件良好。2、近年来，高新区坚持在以商招商发展项目、产业招商聚集项目、抢筑平台快上项目、诚信招商服务项目上下功夫，不断做大做强园区企业，发展壮大产业集群；在引进景德镇LED照明产业基地项目、汽车零部件工业生产基地的基础上，积极利用优惠政策吸引了一批相关优秀企业入园，为打造赣东北最大的光电产业基地奠定了有利的基础。3、该项目总投资1300万元，部分资金均已基本落实。4、工程项目准备工作已到位，经立项审批后，开始启动，工期预计10个月完成。第五章技术方案、设备方案及工程方案5.1 工艺技术方案选择电瓷生产工艺在我国属于成熟工艺。本项目生产工艺流程见图5-1。长石、粘土、石英、矾土高压滤泥筛分除铁筛分球磨数控修坯施釉浸釉二次真空练泥一次真空练泥装窑机电检验切割研磨胶装养护包装出厂图5-1 电瓷生产工艺流程图 电瓷原料粉碎与其他陶瓷原料的制备工艺相近，主要采用传统的球磨机来细磨。但随着我国超高压和特高压输变电工程的发展，对瓷绝缘材料的机械强度和电气强度提出了更高的要求。为提高电瓷材料的机械强度，通常的方法是在普通电瓷配方的基础上，添加机械强度和电气强度优异的刚玉颗粒，进行颗粒强化。为降低成本，常用锻烧铝矾土替代工业氧化铝。由于刚玉相颗粒强度高、硬度大，研磨破碎十分困难。如果将硬质的刚玉颗粒与软质的粘土一起球磨，将导致刚玉相颗粒很难细化，所需球磨时间长，研磨效率低。为了提高球磨效率，在高强度电瓷制备中常采用二次球磨的工艺。将铝矾土、长石等硬质原料与少量硬质粘土在球磨机中预先研磨10h以上，待物料达到细度要求后，再将易磨的粘土加入，球磨3-5h，使粘土细化并与其他原料充分混合均匀后出料。二次球磨工艺虽然能提高研磨效率，但在第一批原料的研磨中，球磨机内的填充系数低，球料比大，并不是球磨机工作的最佳状态，即球磨机的产能和能耗浪费较大。因此，采用其他更高效的研磨工艺取代球磨，用于制备电瓷原料，比其他陶瓷行业更具现实意义。（1）不同球磨方式对矾土细度影响电瓷工业中采用的铝矾土为经1300以上高温锻烧的以刚玉相为主要矿物组成的锻烧特级或一级铝矾土粉，要求其A12O3含量85%，SiO28%，Fe2O32%，TiO24%。因煅烧铝矾土中的主晶相为莫氏硬度达9级的刚玉相，属于电瓷原料中最难研磨的硬质原料。因此项目试验选择以325目铝矾土为对象，采用球磨、行星磨和搅拌式砂磨三种不同球磨方式对矾土研磨效率的影响试验。球磨每隔4h取样一次，最终研磨40h;行星磨每隔0.5h取样一次，总研磨时间为4h;砂磨每隔5min取样一次，总研磨时间lh。表5-1、表5-2和表5-3分别为铝矾土经不同时间球磨、行星磨和砂磨后的粒度分析结果。对比后不难发现，球磨40h后铝矾土的平均粒径与行星磨 3h或砂磨15min后的效果相近，分别为9.78m 、9.9m和8.24m。表5-1球磨不同时间后铝矶土的粒度分析结果表5-2行星磨不同时间后铝矶土的粒度分析结果表5-3砂磨不同时间后铝矶土的粒度分析结果值得注意的是，在D50粒径相近时，不同研磨方法对粗颗粒尺寸的影响较大。铝矾土粉经40h球磨、3.5h行星磨和15min砂磨后，其D97粒径分别为33.32m、32.47m和29.75m，而最大粒径(D100)分别为56.34m、67.86m和41.38m。图5-2为铝矾土粉分别经40h球磨、3.5h行星磨和15min砂磨后的扫描电镜照片。用三种研磨方法所得物料的粒径大多数都在10m左右，与用激光粒度仪分析的结果基本相符。但是，图5-2(a)显示出球磨40h后的物料中仍有达30m的粗大颗粒，行星磨3.5h后的铝矾土中也存在许多15-20m的粗颗粒，而砂磨15min后铝矾土粉的颗粒最均匀，以5-10m的颗粒居多，粒径分布范围明显小于球磨和行星磨的。图5-2铝矾土的SEM照片(a)球磨40h (b)行星磨3.5h (c)砂磨15min三种研磨方式在研磨效率和所得物料的粒径分布上产生如此大的差异，主要原因是这三种研磨设备的工作原理、球石尺寸及球石与物料间的相对运动速度显著不同。传统的滚筒式球磨机依靠筒体的转动带动研磨介质(球石)运动，通过球石抛落对物料的撞击作用和与物料间相对运动的研磨作用实现物料的研磨破碎。与球磨和行星磨不同的是，搅拌式砂磨机的筒体是静止不动的，球石和物料靠内置的高速旋转搅拌器带动，转速不受离心力限制，可达500-1500rpm。高速运动着的研磨介质与物料颗粒发生强烈的撞击、磨擦和剪切等作用，强化了研磨效果。因此，搅拌式砂磨机的研磨效率可以是球磨机的几十倍甚至更高，也数倍于行星式球磨机，而且对电瓷而言，10m以下的颗粒是完全满足生产工艺要求的，而20m以上的颗粒则会对产品的烧结和机电性能等带来不利的影响。因此，用搅拌式砂磨能有效消除20m以上的颗粒，从而达到原料纳米级，有利于提高电瓷产品的机械强度，改善产品的均匀性和可靠性。（2）不同球磨方式对瓷套坯料配方细度的影响为了进一步验证搅拌式砂磨在电瓷原料纳米级中应用的可行性和实际效果，项目以景德镇瓷都电瓷电器有限公司瓷套坯料配方中铝矾土、粘土、熔剂性长石、星子高岭土等原料为试验配方。公司正常生产中采用10t球磨机，每次装原料干基8.5t，料:球:水=l:1.5:1，一般球磨14h，达到细度要求后放浆。本项目试验是在正常工业生产的球磨机中取样，分别取球磨6h、8h和10h的样品100kg，再用搅拌式砂磨机进行研磨试验，并与球磨14h的样品进行对比测试。表5-4为分别球磨6h、8h、10h、14h和球磨8h再砂磨20min的坯料样品的激光粒度分析结果。对比球磨6h和14h的粒度分析结果不难发现，增加8h的球磨时间，浆料的平均粒径仅减小约2m，研磨效果主要体现在较大颗粒的细化，如D97从31m降低到21.7m左右，D99从42m降低到25m。三种条件下的D10相差不大，但此时的平均粒径D50分别为7.62m、6.53m和4.16m，D90分别为20.65m、16.71m和7.85m，坯料球磨14h后的D97为26.40m，球磨8h后砂磨20min的D97为9.81m，大于10m的颗粒被完全消除。表5-4球磨不同时间的瓷套坯料的粉体粒度参教图5-3(a)为坯料球磨14h后正常生产的普通瓷瓷套的SEM照片，图5-3(b)为坯料球磨8h后砂磨20min的原料按照正常生产工序所得瓷套的SEM照片。对比后不难发现，用球磨8h后砂磨20min的坯料所生产的瓷套比正常生产中球磨14h坯料生产的瓷套结构更加均匀且致密。说明通过砂磨获得的粉体因有效降低了大颗粒的尺寸，从而有利于材料微观结构的改善。图5-3普通瓷套烧结后瓷体的SEM照片(a)球磨14h(b)球磨8h后砂磨20min通过以上两项基础性试验，项目通过选择砂磨替换传统球磨工艺，可以改善坯体颗粒细度，达到纳米级，降低球磨时间，降低烧成温度，节约能耗。5.2 不同工艺对电瓷性能的影响 对用不同研磨方法制备的浆料，经过筛、除铁、榨泥、真空练泥、成型、干燥、施釉、烧成等正常生产工序后烧制成瓷，测定了瓷样的体积密度、纯瓷和上白釉后的抗弯强度、电气绝缘强度等性能指标。（1）对坯料工艺性能的影响用正常球磨工艺生产的坯料的干燥强度为6.35MPa，用砂磨替换工艺，其干坯抗弯强度高达7.27MPa，提高幅度为10-15%。证明采用砂磨的新工艺，对所制备的高强度电瓷坯料的工艺性能改善有利。 （2）对试样体积密度的影响正常球磨生产料、砂磨的坯料烧成后的体积密度分别为2.75和2.78。证明砂磨工艺能提高坯体致密性。（3）对试条抗弯强度的影响正常球磨生产料烧成后抗弯强度为187.5MPa，经砂磨工艺的坯料烧成后抗弯强度达201.3 Mpa,经砂磨后的试条强度比正常生产坯体的高10-20%。（4）对电气绝缘强度的影响按GB/T775-2006标准制备电气强度样品，测得不同样品的工频交流击穿强度。结果表明，正常球磨生产击穿强度32.9 kV/mm，砂磨工艺强度为35 kV/mm，证明砂磨工艺可提高材料的电气绝缘强度5-10%。（5）对烧成温度的影响正常球磨生产料在1310烧成抗弯强度187.5 Mpa，通过采用搅拌式砂磨工艺，原料纳米级后，烧成温度从1310降低到1150，抗弯强度为201.3 Mpa。证明原料纳米级后，促进烧结，大大节约能源，。5.3 设备方案 主要工艺设备的选择：搅拌式砂磨机（球磨机改造前为传统普通滚筒球磨机，改造后为搅拌式砂磨机）除铁器滤泥机真空练泥机数控修坯机烘房（改造前未利用余热，改造后利用余热干燥）节能型梭式窑炉切割机研磨车床材料试验机 5.4工程方案本项目主要建筑构筑物一览表5-5。表5-5 主要建筑构筑物一览表序号建（构）筑物名称数量备注一新建工程1厂房6000生产4000，研发中心20002燃气梭式窑8座 12m3原料纳米级加工成型生产线2条4其他1基础设备设施二改造工程1烘房改造1200第六章 主要原材料、燃料动力供应6.1原材料及燃料动力消耗6.1.1主要原料及辅助原料消耗原料种类及年需要量：种类：长石、石英、粘土及铝矾土。年需量：12750吨。原料消耗情况见技术经济表。主要原材料消耗表原料名称供应来源备注粘土江西、福建改造后,加大产能，改造前合格品80%，产量2000吨，改造后合格品90%，产量7000吨。石英江西长石湖南矾土河南合计6.1.2燃料动力消耗：本项目建成投产后燃料动力消耗情况如下：天燃气：248万m3电：185万kwh6.2原材料及燃料动力供应能力6.2.1原料供应本项目主要原料全部外购。主要产地为江西、福建、湖南、河南及本地等。在目前市场经济条件下，各种原料均可保证供应，并且质量能保证。6.2.2燃料动力供应本项目主要为原料纳米级生产线改造，项目主要用电为原料加工设备，公司设有降压配电所以供全厂使用。且都是由城市配电网直接供电。公司供电方式主要是采用集中供电方式,由城市供配电站经10kV专线引至总降压配电所供电，经2台配电变压器降压将10kV降为380V后再由配电柜输送到各个用能单位使用。项目实际消耗电量为185万千瓦时（含线损），景德镇电力设施有新建“上大压小”两台660MW超临界火力发电机组已经投产发电,而且此次项目准备新建变压器容量为2500KVA,电力供应完全可以满足项目实施。原有供水设备及井水可满足项目生产和生活用水，不需新建。本项目投入运行后为天燃气使用大户，年耗煤气为248万m3。但由于厂址位于高新区，且已与华润燃气公司和深燃煤气公司两家达成供气合约，液化天然气供应不成问题。第七章 总图运输与公用辅助工程7.1总平面布置7.1.1建设工序本项目为低碳高性能纳米级工业电瓷产业化工程，主要建设内容为纳米级原料加工改造工程，同时进行配套烘房余热干燥及成型生产线等改造。7.1.2平面布置本工程平面布置以满足工艺要求为原则，并遵循总图平面布置的其他方面如主导风向、运输、管网布置、安全防火、环境保护等各规范要求布置。在改建增加的生产线中，水、气等均可利用现有设施，能满足供应，电力通过增容新增250KVA变压器按要求改造。7.1.3厂区道路 厂区道路利用厂区原有道路系统，项目改造不涉及道路改造。7.2运输7.2.1运输量 本项目原料及产品总量与原有生产系统有所提升，投入运行后厂区的运输总量为19750吨（其中原料进厂运输量12750吨，产品出厂运输量7000吨）。7.2.2运输方式 主要运输方式采用汽车运输。7.3土建7.3.1设计原则及主要设计依据1)设计原则在满足工艺要求的前提下，尽量减少不必要的建筑，以节省投资。主要工业建筑采用现浇结构型式。2)设计依据工艺及其他专业设计要求。建筑设计防火规范GBJ16-87（2001年版）民用建筑设计通则JBJ37-87（试行）建筑抗震设计规范GB50011-2001建筑物地面工程施工验收规范GB50209-2002建筑结构荷载规范GB50009-2001砌体结构设计规范GB50003-2001混凝土结构设计规范GB50010-2002建筑地基基础设计规范GB50007-2002有关工业炉窑设计施工规范。3)设计基础资料工程地质根据附近厂区建筑实际情况，区域地质以粘土及粘土状亚砂土为主，厂区无不良地质。为确保施工质量，在初步设计及施工图设计前应进行详细工程地质勘察。地震设防裂度该厂区建筑物按7度设防进行设计。土壤冻土深度：1.36m。风荷载：0.45KN/m2.雪荷载：0.35KN/m2。冬季采暖室外温度：-15。7.3.2主要建筑构筑物本项目新建生产厂房4000，研发中心2000。主要建筑构筑物见表5-2。7.4燃气设计7.4.1燃气气源本项目为在原有燃气工程基础上增量。项目建成后炉窑生产全部由由华润和深燃两家燃气公司提供。7.4.2 输气管道本项目生产用燃气由工业用气管网引入，输气管道全长200m。其中厂外150m，场内50m。7.4.3余热烘房燃气输气管道全长100m.7.4.4燃气增容工程设计施工本项目增加燃气量工程设计施工由华润和深燃两家公司承包负责。包括引入增容管网、调压站等。7.5采暖通风7.5.1编制依据甲方提供的采暖通风