钢铁厂节能技改项目可行性研究报告

西宁钢铁股份有限公司节能技改项目可行性研究报告中冶东方工程技术有限公司二一二年三月目录1总论111项目名称112承办企业基本情况113项目建设背景414可行性研究编制依据515编制则和指导思想516项目建设的必要性517建设条件718节能技改项目建设内容819能源评价9110采取的重要节能措施9111工程投资估算11112财务评价11113可行性研究报告结论和建议122高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程1321概述1322制粉系统1323高炉喷煤工艺1524燃气设施1925氧气设施2026高炉喷煤电气传动2427制氧间供配电设施2728电信设施2929给排水设施32210热力设施35211采暖、通风及空调设施37212土建工程38213总图运输41214能源及节能评价43215环境保护与综合利用50216劳动安全及工业卫生53217消防62218投资估算66219经济效益评价693高炉冲渣水余热回收利用取暖工程8531热力设施8532供配电设施9233给排水设施9434采暖、通风及空调设施9635土建工程9736总图运输9937能源及节能评价10038环境保护与综合利用10539劳动安全及工业卫生107310消防113311投资估算115312经济效益评价1174电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程13341热力设施13342供配电设施14443电信设施14644给排水设施14845采暖、通风及空调设施15146土建工程15247能源及节能评价15548环境保护与综合利用16149劳动安全及工业卫生164410消防170411投资估算172412经济效益评价1745750均热炉节能改造19251均热炉19252电气传动19853燃气19954氧气设施20055采暖、通风及空调设施20156能源及节能评价20257环境保护与综合利用20758劳动安全及工业卫生20959消防216510投资估算219511经济效益评价2216节能效果评价239附图1）西宁高炉富氧、喷煤扩能改造喷煤车间总图2）西宁新建15000M3/H制氧总平面布置图3）西宁节能技改项目90T电炉余热锅炉设备布置图4）西宁节能技改项目110T电炉余热锅炉设备布置图5）西宁节能技改项目170M2烧结环冷机余热回收系统设备布置图6）西宁节能技改项目228M2烧结环冷机余热回收系统设备布置图7）汽机间000M层平面布置图8）汽机间800M层平面布置图9）汽机间断面图11总论11项目名称项目名称西宁股份有限公司节能技改项目可行性研究12承办企业基本情况121企业基本情况西宁是在原西宁钢厂的基础上组建和发展起来，并具有年产百万吨特殊钢的国有控股股份制企业，是中国西北地区最大的特殊钢生产企业，连续19年被青海省政府命名为“财政支柱企业”和“利税贡献大户企业”。曾荣获全国“五一”劳动奖状、全国质量管理先进企业、青海省招商引资先进单位等荣誉称号。公司现有职工10355人，公司注册资本金2789亿元，截止2011年底，公司总资产13409亿元，净资产683亿元。2009年公司被评为中国制造业500强企业，排名390位。西宁是“三线建设”时期国家为改善钢铁工业布局于1964年兴建的，1969年10月1日正式投产。在45年的发展历程中，西钢从一个年设计产钢13万吨、钢材85万吨的单一冶炼加工企业，发展为目前具有年产铁115万吨、钢150万吨、钢材140万吨、焦煤120万吨、焦炭70万吨、采选铁矿360万吨、铁精粉120万吨的资源综合开发型钢铁联合企业。特别是“十五”期间，西宁依托青海及周边省区丰富的矿产资源，成功实施纵向一体化延伸产业链发展战略，以上市公司西宁特殊钢股份有限公司为投资主体引进省内外国有及民营资本，先后组建了青海江仓能源发展有限责任公司（控股35）、肃北博伦矿业有限责任公司（控股70）、哈密博伦矿业有限责任公司（控股80）、青海西钢矿业开发有限公司（控股100）四个公司，建立起了以资产为纽带，以资源为依托，由“铁矿采选”、“煤炭焦化”、“钢铁制造”三大板块组成，上下衔接紧密、相辅相成的纵向一体化产业链，板块之间形成了独立经营、相互依托、相互促进、共同发展、共同受益的母子公司体制。西宁拥有高效率、低成本的“高炉转炉精炼连铸连轧”长流程低合金钢生产线以及大小电炉与精炼炉、电渣重熔、连铸、模铸、锻、轧、拔、热轧无缝钢管等冶炼与加工设备组成的短流程高合金特殊钢生产线，主体设备有450M3高炉2座、1080M3高炉1座、132M2烧结机1台、180M2烧结机1台、65T氧气顶吹转炉1座、90TCONSTEEL（EBT）电弧炉1座、110T电弧炉1座、30T弧炉3座、与电炉、转炉配套的LF、VD精炼炉多台，2T、5T、10T、15T电渣炉共计225台，五机五流170170MM方坯连铸机1台、三机三流285255MM方坯合金钢连铸机1台、18架全连续无扭棒材轧机组1台、750/650无扭半连轧机组1台、热轧无缝管100/114机组各1台、20MN快锻机1台、3T5T电液锤3台。西宁技术中心实验室检测装备齐全，拥有国内先进水平的图像分析仪、X荧光分析仪、电子探针、大型直读光谱仪、等离子光谱仪、碳硫联合分析仪、氧氮联合分析仪、定氢仪等检测设备，以及高温持久、蠕变疲劳、拉力、冲击、扭转、多冲、高频疲劳等多种材料试验机与无损探伤检测装置，为钢材的性能检测、质量分析和研究开发提供了必要的手段。122企业能源管理机构现状西宁股份有限公司的能源管理系统经过多年的探索，建立了完善的能源管理体系，形成了行之有效的公司、分厂和作业区三级能源管理体系。全面推行全员能源管理及全员节能工作。成立由公司董事长及总经理为主要领导的能源管理委员会，设备能源管理部为公司常设能源管理机构，全面负责公司日常能源管理的组织、监督、检查和协调工作，下设的能源管理室代表管理部门负责具体开展企业能源管理工作。各分厂的能源管理机构设在设备室，由分厂主管及设备副厂长、各作业区主管及设备负责人为本单位的第一责任人、各单位设专职能源管理员负责现场能源的具体管理工作。西宁股份有限公司认真落实科学发展观，在国家产业政策、环保政策及钢铁行业规范的指导下，在各级政府的强力领导和相关部门的大力支持下，将建设“资源节约型、环境友好型”企业作为企业科学发展的永恒目标和责无旁贷的社会责任，坚持“源头削减，过程控制，资源综合利用和必要的末端治理”的清洁生产方针，以淘汰落后及节能、降耗、清洁生产和资源的循环利用为重点，以强化能源基础管理、推进节能减排技术改造及淘汰落后装备、深化能源循环利用水平为措施，紧紧依靠技术创新、管理创新，突出节能技术、节能工艺的应用与开发，实现企业的可持续发展。以细化管理，对标挖潜，能源稽查、动态分析、指标考核为手段，全面推动全员能源管理及全员节能的管理思想。在全体职工中树立人人要节能，人人会节能的节能理念，达到了以精细管理促节能，以精细操作降能耗的目的。为切实加快传统钢铁产业的技术改造，提升产品产业科技含量等方面做了一定的工作，提高了能源利用效率，增强了企业竞争力、促进了企业高速、高效发展。123企业能源管理制度建立3根据中华人民共和国节约能源法、青海省节能监察办法等法律法规，依照企业自身发展要求，制定了能源管理制度、能源计量管理制度、新增用能管理制度、能源监察制度、外供能源管理制度、西宁工程技改项目能源使用管理办法、能源计量听证会制度、设备能源管理考核办法等多项能源管理制度和考核办法，于2011年编制了西宁特殊钢股份公司“十二五”节能规划。根据国家发改委“万家企业节能行动”的要求，于2007年至2011年期间先后聘请专职机构对公司进行了年度能源审计工作，出具了西宁特殊钢股份公司能源审计报告，对全公司的合理用能及节能技改工作做出了科学评价。124企业能源计量管理能源计量是企业实现科学管理的基础性工作。没有完善准确的计量器具配置，就不能为能源消耗的各个环节提供可靠的数据。它也是评价一个企业管理水平的一项重要标志。西宁在原一级计量单位合格水平的基础上，已于1997年依据ISO100121标准建立了完善的计量检测体系，并通过审核认证。随后又根据国家质检总局、国家发改委关于加强能源计量工作的意见、省质监局及省经委联合下发关于加强全省能源计量工作的通知的文件精神，依据国家用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB171762006）的要求配备计量器具并实行量化管理，于2008年建立了“能源量化管理体系”并通过了青海省质量技术监督局组织的评审认证。该体系的建立，进一步加强了对能源计量仪表的管理力度，提高能源计量数据的真实性、准确性，提高了能源量化管理水平。公司现有一只计量专业技术队伍，其中经省质监局培训考核并取得计量检定员资质的36人，建立了经省计量主管部门考核授权的长度、温度、力学、电学四大类别企业最高计量标准12项，满足了西钢计量器具检定的需要，为满足量值溯源的需求，公司与2007年又投资二百多万元改建了面积为四百多平方米的计量检定站并更新了部分标准设备，更进一步改善了计量检定条件，提高了检定精度。目前，公司共有能源计量点1048余个，由原煤、焦碳、电力、蒸汽、水、燃气及其他气体介质几大能源计量板块组成，其中电力、蒸汽、燃气和水的使用部位较多，近年来先后投资500万元，购置了1000余台（套）能源计量检测仪表，目前公司一次能源计量器具配备率100，二次能源计量器具配备率978，综合配备率为984。同时，公司先后建立了“计量检测体系”及“能源量化管理体系”，强化了对能源计量的管理力度，实现了以量化管理促节能。凭借4不断完善的能源量化体系，实现对各计量数据进行日统计、周分析、月汇总，通过能源计量数据的有效采集、处理、分析、控制，真实反应公司能源消耗实际状态，为节能降耗工作的进一步深化提供科学的方向及思路。13项目建设背景随着化石能源资源日益紧张，能源价格不断上涨，节能减排已经成为一项国策，国家“十二五”规划要将节能减排落实到实处，节能已成为响应国家政策的当务之急。“十一五”期间，西宁投资63亿元用于节能减排技术改造，先后淘汰高能耗的小电炉5台，淘汰更新高能耗的电力变压器、空压机、电机等637台，将5台高能耗的蒸汽锻锤改造为电液锤及快锻机，通过副产燃气综合利用，淘汰煤气发生炉18台，燃煤锅炉9台，将335T的燃煤锅炉改为燃高炉煤气锅炉，结束了西钢用煤生产煤气及蒸汽的历史。新建日产300T节能环保型的燃气套筒石灰窑，淘汰了450M3高污染、高能耗的燃煤石灰窑。对公司内高耗能的31台加热炉及热处理炉采用先进高效的炉型、耐材及计算机控制技术、余热回收设施等进行改造，节能效果均达到30以上。安装粉尘、废水、噪声等治理设施50余套，完成了电炉、高炉、转炉、烧结、球团、石灰窑供料和成品系统等污染源的综合治理。至“十一五”末，公司每年可回收利用高炉煤气约1425亿M3，焦炉煤气约1亿M3，转炉煤气5400万M3。通过技改及一系列的管理手段，全面完成了公司“十一五”节能减排规划的目标任务及省政府下达的节能减排指标。通过“十一五”节能减排措施的有效实施，西宁的能耗指标大幅降低，污染物排放也相应减少。“十二五”期间，西钢将继续本着节能、环保、高效的发展思路，坚持“创新改革、调整结构、提质降耗、节能减排”的经营方针和科学发展的管理理念，本着技改与管理同步并举的指导思想，进一步对现有装备及工艺结构本着节能减排、清洁生产、环保提升、循环利用的主导思想进行技术升级改造，新建项目的同时，保证节能、环保、减排、绿化“三同时”，总体目标为通过限额考核、强化管理、源头削减及各项技改的深入开展，主要能耗指标达到行业先进水平。至“十二五”末期，西钢计划年实现节能创效较“十一五”增加61654万元，“十二五”期间节标煤79万吨，减少CO2排放1365万吨，减少SO2排放189吨，各项能耗、环保排放指标达到或优于国家标准，吨钢烟粉排放量达到清洁生产技术指标一级水平，吨钢二氧化硫排放量达到清洁生产技术指标二级5水平。为实现以上目标，除采取相应的管理措施外，必须通过进一步的节能技术改造，确保节能目标的完成。14可行性研究编制依据（1）西宁股份有限公司2012年节能改造工程可行性研究报告编制合同。（2）西宁股份有限公司提供的相关设计资料。（3）国家有关环保、节能、消防、抗震等标准及现行设计规范、规程。15编制原则和指导思想（1）设计采用成熟、可靠、实用、经济、自动化配置合理的工艺流程和技术装备。技术经济指标要达到国内先进水平，使企业取得最好的经济效益和社会效益。（2）本项目将精心设计、精心施工、精心组织，争创管理一流、产品一流、质量一流，使本项目建设成为优质、低耗、低成本高效益的创优项目。（3）采取有效措施节约能源，将生产过程中产生的余热、废气、废热充分回收再利用，降低能耗，改善环境，强化劳动安全与卫生。（4）设计必须遵循国家或行业现行的标准、规程、规范或规定，完善劳动安全、卫生、消防设施，确保职工身心健康和生命安全。（5）设计中根据当地的地震烈度和抗震设防标准考虑相应的抗震措施，确保本工程的抗地震灾害的能力及安全。（6）废气、废水、噪声按有关环保法规要求，严格治理，做到达标排放，同时做好厂区的绿化和美化工作，尽力做到清洁生产和尾部治理相结合，采用的三废治理措施先进、适用、有效，并与工程建设实现“三同时“，将环境污染降低到最低程度。（7）区域总平面布置尽可能集中紧凑、合理，做到工艺流程短，操作方便，物流运输顺畅。（8）严格控制工程造价，在保证安全生产的前提下，力求从简，尽量节省建设投资。（9）坚持实事求是，在调查研究基础上，以客观公正立场和科学态度对项目的经济效益做出适当的评价。16项目建设的必要性为确保青海省“十二五双百”工程重点项目建设，实现企业可持续发展，进一6步完善工艺结构，提升工艺装备水平，优化生产工艺布局，打造“资源节约型、环境友好型”企业，使公司的装备能力、产品结构、节能环保水平和资源循环利用能力实现跨越式提升，大幅度提高产品质量、产品档次和市场竞争能力，实现资源综合、高效利用和清洁化生产，完成经济增长的新突破。同时，结合国内市场需求和企业可持续发展的需要，“十二五”期间，西钢决定对现有工艺流程、技术装备、节能减排、循环经济、绿色环保方面进行升级改造，实现建设装备一流、技术一流、产品一流的资源节约、环境友好型联合企业的目标。节能技术改造，是深挖节能潜力的有效途径。采用先进节能技术和生产工艺，既是国家产业政策的要求，又是企业自身降低生产成本，提高企业效益，提高能源利用效率、循环利用水平和实现可持续发展的必要措施，也是企业必尽的社会责任。西宁以循环、综合、高效、环保为宗旨，针对高炉富氧喷煤，电炉、烧结、高炉冲渣水余热回收及发电综合利用，采用无功补偿、变频、均热炉的综合节能技术改造项目符合国家产业政策，对有效降低高炉、电炉、烧结工序能耗、充分利用二次能源、降低吨钢综合能耗、改善生产环境具有重要意义，对推动循环经济发展起到积极作用，具有良好的社会效益和经济效益。目前，高炉高富氧，高喷煤比已经是高炉有效降低焦炭消耗，提高能源利用效率，降低高炉能耗、提高高炉经济技术指标的重要技术手段，高炉每多喷一公斤煤，即可降低08公斤的焦炭消耗，按目前行业先进的富氧喷煤技术指标，高炉吨铁喷煤量已达到180KG以上，富氧量达到60M3以上，而我公司目前因喷煤设施能力不足及氧气产能不足，吨铁喷煤量平均为80KG，吨铁富氧量仅30M3左右，不能满足高喷煤比及大富氧的技术要求，而吨铁焦炭消耗量471KG，同时因煤焦价差而使吨铁的燃料成本，可降低400元左右，具有显著的经济效益。为此，对喷煤系统产能及制氧系统产能提升满足高炉高富氧喷煤的技术要求达到节能、降耗、提效的技术要求是十分必要的。西钢现有高炉产生的高温炉渣，需要冲渣循环水冷却后降温输送，冲渣后的水温可达80左右。1、2高炉生产用冲渣水约1400M3/H，3高炉生产用冲渣水约1200M3/H，经冷却塔及自然冷却降温，损失了大量余热余温，因此西宁以循环、综合、高效为宗旨，对3座高炉水渣余热余温回收利用的节能技术改造项目实施是非常必要的。7电炉冶炼产生大量850高温废气，烧结车间环冷机一、二段产生大量300350的废气，这些废气如果直接排放则浪费大量能源。合理、有效地利用电炉和烧结生产过程中产生的高温废气余热，产生蒸汽一部分供VD炉真空泵使用，一部分并入厂内蒸汽管网发电，不仅可以降低生产成本，还会给公司带来可观的经济效益，同时还能达到减少污染、净化环境的目的。因此西钢针对电炉、烧结的节能技术改造项目实施是非常必要的。西钢现有750均热炉加热能力不足，炉型老化、炉况差，燃料利用率低、炉压不好控制、不能满足节能、高效要求。西宁以循环、综合、高效、环保为宗旨对现有均热炉节能技术改造实施是非常必要的。西钢二炼711共5台冶炼变压器能耗高，调控水平低，导致冶炼电耗居高不下，不能满足大锭型新工艺节能要求。实施更新节能型变压器及增设PLC自动控制系统、采用变频器实现节电改造，利用动、静态无功补偿改进电网质量提高用电效率及绿色节能照明的节能技术改造，可以提高功率因数，节约电能，降低生产成本。因此该项目实施是非常必要的。17建设条件171厂内地形西钢厂区呈东西带状、东西长27公里、南北宽1公里，占地面积17045公顷。场地地势西北高、东南低，约有15的自然坡度。厂区海拔高度在22902330米。172地质条件场地大部分位于湟水河二级阶地，北缘处于三级阶地前沿，属于自重湿陷性大孔土（黄土土质），而且场地标高越高，湿陷性等级就越高。地震裂度按7度设防。冻结深度为134M。173气象条件该地区位于青藏高原与黄土高原衔接的高原丘陵地带，地处中纬内陆，系西南季风的边缘地带。具有气温较低、降水较小、日照长、辐射强等高原气候特点，属于高原暖湿半干旱气候类型。受山谷影响，厂区常年主导风向为东南风，其次，西北风出现次数亦较多。最冷月平均温度93最热月平均温度172最热月13、14时平均温度2268极端最高温度339极端最低温度266最冷月平均相对湿度54最热月平均相对湿度66最热月13、14时平均湿度48夏季平均风速15M/S冬季平均风速16M/S夏季主导风向风频C31SE20冬季主导风向风频C46SE21年降雪量0372M积雪深度018M最大冻土深度134M夏季通风计算温度23冬季采暖计算温度13土壤标准冻结深度116M基本雪压025KN/M2积灰荷载035KN/M2主导风载SE抗震设防烈度7度18节能技改项目建设内容181高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程（1）新建一台15000M3/H制氧机，采用空气低温深冷分离工艺，以满足高炉富氧用氧量的需要。（2）对现有喷煤系统的储煤仓系统、制粉系统、输配系统、粉煤喷吹系统进行扩能改造。（3）对高炉本体的煤粉喷吹系统及富氧混入系统进行扩能改造，采用富氧大喷煤技术，喷煤工艺采用并罐、流化上出煤浓相输送、单支管加炉前分配器技术，使其喷煤能力达到200KG/T，富氧能力达到80M3/T。182高炉冲渣水余热回收利用取暖工程对3座高炉冲渣水的冲渣水池进行底滤改造，增设蓄水池及循环换热站，并对采暖系统管网进行相应改造，建设两个大型浴池，将现有一炼浴池等23个浴9池关闭，以减少水及蒸汽的浪费。将高炉冲渣水约7080的余温进行回收利用于采暖及洗浴系统，实现余热充分利用。10183电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程对电炉烟气采用热管技术余热锅炉及烧结余热利用列管技术余热锅炉回收利用产生蒸汽，一部分蒸汽直接用于炼钢车间蒸汽真空脱气精炼炉，冬季替代天然气锅炉脱气，夏季置换高炉煤气锅炉蒸汽用于发电。另一部分蒸汽并入公司大网，增建透平发电机组发电，进一步实现余热回收利用及副产能源的综合高效利用。184750均热炉节能改造将现有110高耗能均热炉拆除并进行节能技术改造，对炉型、耐材、燃烧系统、控制系统、烟气换热系统进行技术改造。同时对750轧线的输配电系统由6KV升级为10KV，并对其供配电设备进行更新改造，提高供配电效率。185二炼变压器更新及系统节电改造（不进行详细叙述）二炼711共5台冶炼变压器更换为新型节能变压器，同步采用PLC进行电极自动给进、自动抽锭、自动弧流等控制，实现优化供电冶炼，进而达到节电目的。对工况变化较大的部分电机变频改造；对电炉、精炼炉系统采用动态无功补偿装置，对泵站系统、轧钢系统供配电系统同步采用静态无功补偿装置；厂区环境整治及亮化工程，对现有厂区照明系统进行绿色照明改造。19能源评价通过对节能技改项目的具体实施，可以显著地改善能源分布和使用，并且采取行之有效的设施对各类能源进行回收和再利用。所采用的各类能源进行回收和再利用设施均为国家强制规定和推荐配套在钢铁企业建设实施的。通过采取一系列节能措施，年节能量约27552104TCE，详见表191。节能技改项目年节能量表191序号工序名称节能量（104TCE/A）1高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程097522高炉冲渣水余热回收利用取暖工程0833电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程0504750均热炉节能改造045合计27552110采取的重要节能措施（1）高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程11高炉富氧喷煤，富氧率按45设计，最大喷煤量200KG/T。有利于资源综合利用，节约焦炭，降低生铁成本。高炉自动化系统采用三电一体化，计算机控制及完善的热工检测仪表。设有炉底侵蚀数学模型和冷却壁热流强度与微小温差监测，有效监控原料、能源使用情况。制氧机组采用目前国内技术先进、工艺流程成熟的常温分子筛净化，增压透平膨胀机、规整填料塔及全精馏无氢提氩。原料空压机引进COOPER高效率、低能耗离心式空气压缩机。采用污氮回收制冷技术，污氮和剩余氮气进入水冷塔增强水冷塔蒸发冷却，减少冷冻机使用降低电耗。（2）高炉冲渣水余热回收利用取暖工程设计选用国家推广的技术可靠、高效、节能的设备。采用自动控制技术，减少人为干预，降低操作能耗。（3）电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程设计选用国家推广的技术可靠、高效、节能的设备。采用自动控制技术，减少人为干预，降低操作能耗。依据节流优先、治污为本、多层次循环使用和多渠道开源节水的总体原则，以减少生产新水补充量，实现工业废水零排放为目标。（4）750均热炉节能改造均热炉炉体耐材采用耐火浇注料和绝热材料组成的复合结构。采用新型耐火材料与轻质砖和隔热板的复合结构，通过精确计算确定合理的炉衬厚度。与旧有浇注料与轻质砖结构相比，强化了绝热效果，减少炉子热损失，不但节能，而且提高炉子炉衬的使用寿命。均热炉炉盖采用轻型的莫来石浇注料与纤维复合结构形式代替旧有的重质浇注料，既起到保温隔热作用，炉盖反复揭、盖的过程中耐材的蓄热损失也减少。均热炉采用新型的换热器回收烟气余热，将冷空气预热到500。起到节能作用。12111工程投资估算序号工序名称工程费（万元）1高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程15773652高炉冲渣水余热回收利用取暖工程7704333电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程9299424750均热炉节能改造650267合计3928007112财务评价西宁股份有限公司节能技改项目融资前经济指标见表1121。节能技改项目融资前经济指标汇总表1121序号项目单位指标备注一高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程1融资前分析指标11所得税前111项目投资财务内部收益率1945112项目投资财务净现值I12万元96950113项目投资回收期（年）年592含建设期12所得税后121项目投资财务内部收益率1640122项目投资财务净现值I12万元51895123项目投资回收期（年）年675含建设期二高炉冲渣水余热回收利用取暖工程1融资前分析指标11所得税前111项目投资财务内部收益率1181112项目投资财务净现值I12万元669113项目投资回收期（年）年781含建设期12所得税后121项目投资财务内部收益率912122项目投资财务净现值I12万元10062123项目投资回收期（年）年898含建设期三电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程1融资前分析指标13序号项目单位指标备注11所得税前111项目投资财务内部收益率1983112项目投资财务净现值I12万元37372113项目投资回收期（年）年561含建设期12所得税后121项目投资财务内部收益率1555122项目投资财务净现值I12万元16361123项目投资回收期（年）年662含建设期四750均热炉节能改造1融资前分析指标11所得税前111项目投资财务内部收益率177112项目投资财务净现值I12万元27363113项目投资回收期（年）年1456含建设期12所得税后121项目投资财务内部收益率133122项目投资财务净现值I12万元28552123项目投资回收期（年）年1505含建设期113可行性研究报告结论和建议高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程所得税后项目投资财务内部收益率为1640，电炉烟气及烧结余热回收综合利用及发电工程所得税后项目投资财务内部收益率为1555，均高于设定基准收益率12。高炉冲渣水余热回收利用取暖工程所得税后项目投资财务内部收益率为912，750均热炉节能改造工程所得税后项目投资财务内部收益率为133，均低于设定基准收益率12。这4个项目均属于节能降耗项目，节能效果显著，符合国家的产业政策，具有很好的社会效益，如能申请国家专项补贴资金支持，经济效益会更好。因此实施本项目是可行的。建议上级有关主管部门尽快核准该项目，便于西钢尽早启动和组织这些节能项目的实施。142高炉富氧、喷煤扩能改造节能工程21概述高炉高富氧、高喷煤比是高炉有效降低焦炭消耗，提高能源利用效率，降低高炉能耗、提高高炉经济技术指标的重要技术手段。西钢现有高炉喷煤系统产能低，同时氧气生产能力也严重不足，不能满足高喷煤比及大富氧的技术要求，吨铁喷煤量仅能达到平均80KG，吨铁富氧量平均30M3左右。因此西钢拟对现有喷煤系统进行扩能改造并配套建设制氧系统，满足高炉高富氧喷煤的技术要求，达到节能、降耗、提效的目的。22制粉系统221生产规模高炉喷煤制粉站，按高炉有效容积245011080M3，正常喷煤量180KG/TP，最大喷煤量200KG/TP进行扩能改造，3座高炉新增煤粉量912T/D，新增原煤量1070T/D。制粉系统能力按38T/H设计，年制粉量266万吨，其中供1080M3高炉154万吨，其余供2450M3高炉。222喷吹煤粉高炉喷吹煤种为烟煤和无烟煤的混合煤，按烟煤80，无烟煤10配比。制粉系统的防火、防爆设计按强爆炸性烟煤考虑。此次设计煤的理化性能按以下指标进行WY1238，HGI55，原煤粒度40MM煤粉加工质量粒度200目80，WY1223制粉系统扩建后的喷煤制粉站的原煤由现有喷煤车间供料系统供料，现有喷煤车间原煤仓顶部的大倾角胶带机经过改造后，在头部下增加一台刮板输送机，再通过YM1胶带机、YM2胶带机向新建喷煤制粉站的原煤仓输送原煤。供煤系统工艺流程如下现有喷煤车间大倾角胶带机刮板输送机YM1胶带机YM2胶带机新建车间原煤仓原煤由供煤系统送入原煤仓，经仓下闸门、电子给煤机给入中速磨煤机，在磨煤机中同时进行煤的干燥和磨细，使煤粉细度小于200目的大于80，煤粉含水率小于1。合格的煤粉由煤粉风机经布袋收尘器，然后落入煤粉仓中。制粉系统工艺流程如下15原煤仓电子称重给煤机中速磨煤机布袋收尘器煤粉仓烟气炉煤粉风机224主要设备规格1）原煤仓容积序号原料贮仓名称容积（M3）数量结构形式1原煤仓2041钢结构2）中速磨煤机序号设备名称型号磨煤量（T/H）磨盘直径（MM）电机（KW）1中速磨煤机MPF19153819004003）布袋除尘器序号设备名称处理风量（M3/H）总过滤面积（M2）数量1布袋除尘器10000024701225制粉系统的安全措施为保证制粉系统的安全运行，采取了以下措施（1）用近于惰性的废烟气作为磨煤干燥用的热介质，使制粉系统维持在惰性气氛下工作。（2）系统中在磨煤机入口、出口、煤粉仓内设置必要的氧和CO含量的检测装置，严格控制其含氧量，当系统中含氧达10时，自动报警，大12时自动充氮并停机。（3）对烟气温度，在磨机出口、布袋除尘器锥部等部位设有温度检测和控制装置，超过安全值时即报警并充氮气，当温度过高时系统自动停机。（4）煤粉仓、袋式收尘器的落粉斗均采用氮气流化装置。（5）采用氮汽作为系统抑制火源和蒸气灭火的备用汽源。226工作制度三班工作制；8小时/班；年工作350天。1623高炉喷煤工艺231生产规模西宁高炉喷煤改造工程喷吹部分设计能力按一座1080M3高炉，年平均利用系数203T/M3D，喷吹量180KG/TFE，喷吹煤种按无烟煤和烟煤混喷，配比各占50设计，喷煤设施按喷吹烟煤设计。高炉富氧率45，按机后富氧设计。喷煤工艺由供配煤系统、煤粉制备系统、喷吹系统、烟气炉系统及相应的辅助设施组成。232煤粉喷吹系统说明高炉富氧喷煤，不仅可以以煤代焦，还可以调节炉况，降低能耗，提高产量。高炉喷煤采用直接喷吹的形式，既节省占地又减少生产环节，降低工程投资。制粉系统采用中速磨煤机磨煤，喷吹系统采用并罐浓相输送技术，喷吹型式采用并罐、喷吹主管加炉前分配器型式。2321煤粉喷吹设计参数煤粉喷吹量按180KG/TFE，18个风口全部喷煤进行设计。2322喷吹设施高炉的喷吹系统设计采用四个并列喷吹罐，单管路加炉前分配器的喷吹方式，每两个并列喷吹罐为一组，分别向高炉的奇、偶数风口进行喷吹，每组中的两个并列喷吹罐交替喷吹，通过可编程序控制器进行自动喷吹与换罐。制粉间的磨煤机室与喷吹间为封闭式的混凝土框架结构。2323喷吹工艺及特点高炉喷吹系统主要由煤粉仓、喷吹罐、充压补压及流化管路、喷吹主管、炉前分配器、喷吹支管、喷枪、阀门等设备组成。高炉的喷吹站与制粉间合建在一起，设有一个喷煤主控室。（1）喷吹形式喷吹系统采用四个喷吹罐并列式布置，四个喷吹罐中的每两个并列喷吹罐为一组，分别向高炉的奇、偶数风口进行喷吹，每组中的两个并列喷吹罐均为上出料浓相交替喷吹，单管路加炉前分配器的喷吹方式。主要设备为一个煤粉仓，四个喷吹罐。煤粉仓有效容积184M3，储煤粉量可以满足高炉在最大喷吹量的条件下连续喷吹4小时。煤粉仓采用料位计进行料位监测及电子秤进行重量监测，喷吹罐采用电子秤进行重量监测。由煤粉仓卸下的煤粉加入到喷吹罐内，可使一个17喷吹罐在进行喷吹时，另一个喷吹罐泄压、装粉、加压，交替向高炉喷吹煤粉。喷吹罐设计有效容积为20M3，按高炉喷吹量180KG/T计算，一罐煤粉可以供高炉连续喷吹约40分钟。（2）补气调节器通过调节补气量的大小改变调节器内煤粉的输送状态，达到调节喷吹量的目的。煤粉经煤粉管道、炉前分配器分配，通过喷枪喷入高炉。（3）浓相输送采用浓相输送技书术，可使输送速度降低，减少输粉管道及设备的磨损，延长管道及设备使用寿命。由于提高了固气比，因此在喷吹量相同的情况下，减少了鼓入高炉内冷空气量，有利于提高炉缸温度。此外，由于浓相输送技术主要是在煤粉流态化后进行，因此煤粉料流通畅，输送稳定、均匀有助于煤粉完全燃烧和喷煤效果改善。（4）喷吹罐设置自动稳压装置，工作压力自动稳定在设定值。使喷吹罐压力不因煤粉输出而降低，以确保输煤速率的稳定均匀。（5）采用盘式分配器，具有精度高，寿命长等特点。（6）喷吹系统各阀门采用气动煤粉专用球阀。2324喷吹系统安全措施为保证喷吹烟煤的安全可靠，采取防火防爆措施。（1）煤粉仓内设有CO分析仪实时监控煤粉仓内的CO浓度，若CO浓度超标则进行紧急充氮气保护；（2）系统整体接地消除静电；（3）喷吹罐内设有温度、压力等检测仪表。（4）防止氮气窒息，厂房设计通风良好。（5）厂房周围设高压消防栓，厂房内设有消防水等设施。2325喷吹系统主要设备组成喷吹系统由喷吹罐、喷吹主管路、炉前分配器、喷吹支管路、喷枪组成。主要设备见表231。主要设备表表231序号名称型号技术规格单位数量1煤粉仓VU184M3，6000MM个13流化喷吹罐VU20M3，2400MM个418序号名称型号技术规格单位数量4偏心钟阀BPZ643X16CDN300个45补气调节器PLB个44补气过滤器PLG2个45分配器入口DN80，出口DN25个27喷枪个18233烟气炉系统2331烟气炉的作用烟气炉是煤粉制备的主要辅助设施之一，其作用是向制粉系统的磨煤机提供符合要求的煤粉干燥介质。2332烟气炉系统组成及工艺流程烟气炉系统由烟气炉本体、煤气燃烧系统、引热风炉废气系统组成，烟气炉采用天然气点火。烟气炉燃烧系统设有一个烧嘴，配置一台助燃风机。配置一台引风机抽取热风炉废气至烟气炉。工艺流程将热风炉产生的废气引至烟气炉，与烟气炉燃烧高炉煤气产生的高温烟气混合调温制成符合要求的热烟气，送至制粉系统的磨煤机，进行干燥煤粉。热烟气中热风炉废气占85，高温烟气占15。此工艺特点是既利用热风炉废气，又可确保热烟气氧浓度在安全范围之内，从而满足磨煤机加工烟煤的安全要求。烟气炉工作制度磨煤机启动或停止时需进行100左右的预热或缓冷，此时热风炉废气与烟气炉产生的高温烟气通过混冷风调节至需要的温度，之后开始正常的工作。2333烟气炉系统的安全措施烟气炉系统设有温度、压力、流量等有效的检测、调节和控制措施，确保磨煤机入口处干燥介质参数满足磨煤工艺要求，高炉煤气燃烧系统设有放散阀确保煤气系统的工作安全。2334烟气炉系统主要设备技术性能（1）烟气炉19烟气炉主要规格及参数表232型式数量直径长度燃烧煤气量卧式烟气发生炉（内部砌有耐火材料）1台2500MM9600MM150000NM3/H（2）引风机引风机主要规格及参数表233型式数量流量全压离心锅炉引风机一台76040104600NM3/H28291961PA（3）助燃风机助燃风机主要规格及参数表234型式数量流量全压离心通风机一台879310991NM3/H40203850PA2024燃气设施241概述西宁股份公司对3高炉本体的煤粉喷吹系统及富氧混入系统进行扩能改造，采用富氧大喷煤技术，喷煤工艺采用并罐、流化上出煤浓相输送、单支管加炉前分配器技术。配套燃气设施包括送喷煤烟气炉使用的高炉煤气和天然气管道。242高炉煤气、天然气用量高炉煤气、天然气用量表241序号用户名称用气压力KPA最大耗量NM3/H平均耗量NM3/H高炉煤气1烟气炉4KPA64005400天然气2烟气炉4KPA5020243高炉煤气及天然气管道设施高炉煤气由厂区高炉煤气主管网供出，经割断阀门、流量计量后，通过DN600管道送往高炉喷煤烟气炉使用。天然气由厂区天然气主管网将成品天然气送出，经割断阀门、流量计量、压力调节后，通过DN50管道送往高炉喷煤烟气炉使用。244管道敷设要求高炉煤气、天然气管道均采用架空敷设，两种介质管道共架敷设，DN600的管道采用钢板管，材质为Q235B，DN50的管道采用无缝钢管，材质为10或20号钢。在高炉煤气、天然气总管附近、车间入口前均装可靠切断装置，并设有流量检测装置。在管道高点设有放散装置。高炉煤气、天然气管道的补偿除可考虑采用自然补偿的部位外，均采用金属波纹管补偿，小管径天然气管道的补偿均采用方形胀力补偿及自然补偿。2125氧气设施251概述西宁股份公司对高炉本体的煤粉喷吹系统及富氧混入系统进行扩能改造，采用富氧大喷煤技术，喷煤工艺采用并罐、流化上出煤浓相输送、单支管加炉前分配器技术。配套氧气设施新建15000M3/H制氧机组及相关配套设备，送喷煤设施氮气管道和送富氧设施的氧气管道等。252全厂氧气、氮气、氩气用量列表全厂氧气、氮气、氩气用量表251平均用量（M3/H）序号名称氧气氮气氩气备注一炼钢系统1转炉炼钢车间65005100114连续2一炼钢电炉车间250023连续3三炼钢电炉车间300023连续二炼铁系统1现有2450M3高炉64405400富氧率321080M3高炉75304200富氧率45三全厂辅助5001000间断小计25470四损失3764五合计26234西宁股份公司氧气厂现有空分装置两套，即一台6000M3/H制氧机，一台12000M3/H制氧机。其中，6000M3/H制氧机是开封空分设备厂90年代的产品，投产至今已运行10多年，主要是技术落后，设备陈旧（指活塞式氧、氮压机）、故障率高、维修工作量大、运行周期短、能耗高，氧产量低（目前仅能生产3800M3/H），目前，西钢氧气厂实际生产氧气为15800M3/H。由于氧气不足，严重制约着现有高炉富氧喷煤技术的发挥。根据上述全厂氧气、氮气、氩气平衡，西宁需淘汰6000M3/H旧空分设备，并新建一台15000M3/H制氧机组及相关配套设备，以满足西钢全厂氧气、氮气、22氩气的需要。该大型空分设备技术含量高、设备运行稳定、可靠、能耗低，可提高制氧设备的装备水平，提高综合经济效益。25315000M3/H制氧机主要技术参数2531装置主要技术性能装置主要技术性能表252产品产量（NM3/H）纯度出冷箱压力/温度MPA（G）/备注氧气15000996O2002/236液氧300996O2014/178氮气1500010PPMO20008/236液氮15010PPMO203/193液氩53599999AR2PPMO23PPMN2016/183备注液体产品为折合气态后的数据。NM3/H系指0，760MMHG。下同运转周期两次大加温间隔期2年装置加温解冻时间36小时装置启动时间36小时能耗04KWH/M3O22532工艺流程简介本装置采用分子筛净化空气，带增压膨胀机，上塔采用规整填料塔，全精馏无氢制氩，氧气外压缩流程。原料空气在过滤器AF中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔AC进行清洗和预冷。空气从空气冷却塔的下部进入，从顶部出来。空气冷却塔的给水分为两段，冷却塔的下段使用经用户水处理系统冷却过的循环水，而冷却塔的上段经水冷却塔WC冷却后的低温水，使空气冷却塔出口空气温度降低至12。再进入交替使用的分子筛吸附器MS。在那里原料空气中的水分、CO2、C2H2等不纯物质被分子筛吸附。净化后的加工空气分三股。一小部分被抽出作为仪表空气；一股相当于膨胀量的空气引入增压风机中增压，然后被冷却水冷却至常温后进入主换热器E1。再从主换热器中部抽出进入膨胀机ET，膨胀后经膨胀空气过冷器送入上塔C2参与23精馏。另一大股空气直接进入主换热器E1后，被返流气体冷却至饱和温度进入下塔C1。空气经下塔初步精馏后，在下塔底部获得液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的液空、纯液氮，进入液空液氮过冷器E2过冷后送入上塔相应部位。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得氧气，并进入主换热器复热后出冷箱，经氧气透平压缩机加压后进入氧气管网。另抽取300NM3/H液氧直接进入液氧贮槽。从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第二段氩塔底部抽取的液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到985AR，2PPMO2的粗氩气送入精氩塔中部，经精氩塔精馏在精氩塔底部得到535NM3/H99999AR的精液氩。从辅塔顶部得到15000NM3/H氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，15000NM3/H氮气作产品。从上塔顶部引出污氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入电加热器作为分子筛再生气体，其余气体送水冷塔。2533流程特点本套空分设备以确保空分设备生产过程长期稳定可靠运行、节能、操作维修方便为设计原则，将采用当今国际上先进的空分技术，其工艺流程具有以下特点采用全低压、全板式的工艺流程和设备，可以取得较低的制氧能耗和较高的氧提取率。（1）空气预冷系统设置水冷塔，充分利用干燥氮气的吸湿性，使冷却水温降低。（2）分子筛纯化空气系统采用活性氧化铝分子筛双层床结构，大大延长了分子筛的寿命，同时使床层阻力减少。（3）分馏塔上塔采用填料塔，大大降低了塔的阻力。氧、氩提取率进一步提高。精馏塔氧提取率大于997，氩提取率大于81。（4）空分设备可以提取一部分液氧。在不生产液氧时，采用1氧气产量的液氧安全排放量，以达到控制主冷液氧中碳氢化合物的积聚。（5）采用全精馏制氩技术。（6）透平膨胀机采用增压机制动工艺，从而减少了膨胀空气量，使精馏塔上塔工况稳定。（7）采用先进的DCS计算机控制技术，实现了中控、机旁、就地一体化的24控制，可有效地监控整套空分设备的生产过程。成套控制系统具有设计先进可靠、性能价格比高等特点。2534氧气站的组成氧气站由以下部分组成（1）制氧主车间包括主厂房，变配电室，主控楼，分子筛纯化系统，空分系统等设施。（2）液体贮槽区包括液氧贮槽、液氮贮槽、液氩贮槽及相应的加压、汽化、调节、输送系统。（3）球罐区包括氧气球罐、氮气球罐、氩气球罐及阀门室。（4）循环水泵房254氧气、氮气、氩气的供应新建15000M3/H制氧系统生产的氧气、氮气、氩气与现有全厂氧气、氮气、氩气供气管网相连接。完善供富氧系统的氧气管道系统、由氮气主管网抽出氮气管道，经割断阀门、流量计量、压力调节后，通过管道送往高炉喷煤设施使用。255氧气、氮气管道内网要求氧气、氮气管道主管网及车间内网均采用架空敷设，各类管道均采用无缝钢管，材质为10或20号钢。在总管附近、车间入口前及车间内各用户的支管处均设可靠切断装置。氧气管道在阀门附近、连接用户点阀箱、放散装置处均采用不锈钢无缝钢管，材质为0CR18NI9。在车间入口总管道及用户支管上均设有流量检测装置。所有管道的补偿均采用方形胀力补偿及自然补偿。2526高炉喷煤电气传动261概述2611项目组成西宁富氧喷煤节能改造项目由供煤、制粉、喷吹三大系统组成。2612设计内容及范围本可研包括以上项目组成内容的供电、传动、计算机控制系统，车间内吊车配电、照明及防雷接地及区域外网等的设计。2613设计依据根据机械化、炼铁等专业提供的任务委托书及相关国家标准编制。262主要用电设备2621电压等级变压器受电电压10KV高压电动机供电电压10KV低压动力电压AC380V控制回路电压AC220V、DC24V电气照明电压AC380V/220V/36V2622负荷分级及配电方式喷煤系统用电设备负荷等级为2级。本系统用电设备由两回路10KV供电，该两回路由原有炼铁10KV开关站及原料变电所引出两路10KV电源至喷煤系统变压器室负荷开关处。263低压供配电系统2631配电方式本系统低压供配电系统的两台变压器采用单母线分段方式进行配电。每台变压器向50的负荷供电，当其中一台故障时，另一台向全部负荷供电。2632计算负荷及功率因数高炉喷煤设施电力低压负荷总装机容量约为1098KW（包括现有喷煤系统负荷），工作容量约为1071KW，计算容量约为1145KW，自然功率因数COS约为075。为了改善系统的功率因数，本设计考虑在电气室设置并联电容器补偿装置，将COS提高到09。变压器室设置两台10/04KV1250KVA的变压器。10KV高压负荷包括400KW磨煤机主电机以及800KW煤粉风机。高压电机电源均引自原有炼铁10KV开关站及原料变电所。262633电气室设置在喷吹车间偏跨侧新建一喷煤电气室，该建筑物由动力变压器