合成氨富氧制气节能技术改造项目可行性研究报告－优秀甲级资质资金申请报告

1、1 1 1 1 总总 论论 1.11.1 概概 述述 1.1.1 项目名称、主办单位、企业性质和法人项目名称、主办单位、企业性质和法人 项目名称：合成氨富氧制气节能技术改造项目 主办单位：股份有限公司 企业性质：股份制企业 法定代表人： 1.1.2 可行性研究报告编制单位可行性研究报告编制单位 可研报告编制单位： 证书等级： 证书编号： 1.1.3 可行性研究报告编制的依据和原则可行性研究报告编制的依据和原则 1.1.3.1 编编制制依依据据 1、股份有限公司与 设计院 签订的合同书。 2、 化工投资项目可行性研究报告编制办法(2006 年版) 3、建设单位提供的有关项目建设基础资料和数据 1

2、.1.3.2 编制原则编制原则 1、充分利用原有生产设施和现有原料资源，精心优化技改方案， 对产品结构进行调整，提高企业的市场抗风险能力。 2、根据项目的特点，严格执行国家现行标准、规范和规定。 3、深入研究，科学论证，实事求是进行多方案的比较，以市场 为导向，以提高竞争力为出发点，以经济效益为中心，深入进行市 场调研，选择出技术先进、可靠、经济合理的方案，为投资决策提 供可靠的依据。 4、采用国内成熟、先进的工艺生产路线，选用低能耗、高效率 设备，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目的产品成本， 提高项目的竞争力。 5、项目建设要十分重视环境保护、安全和工业卫生，三废治理、 消防、安全

3、、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、 同时投运。污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运 行和操作人员的健康不受损害。 6、认真贯彻国家产业和技术政策要求，落实工厂布置一体化、 生产装置露天化、建构筑物轻型化等“五化”原则。 1.1.4 研究范围研究范围 本项目的研究范围为：合成氨富氧制气节能技术改造项目 配套技术改造工程空分、造气富氧连续气化、及辅助设施(总图 运输、给排水、供电及电讯、采暖与通风、消防、供热、外管网等)。 针对上述内容，本项目可行性研究重点从市场、工程技术和经 济上的可行性、合理性进行分析论证 ,其主要内容有： (1)确定产品方案及建设规模； (2)确定

4、工艺技术方案、设备方案、工程方案； (3 落实原辅材料、燃料及动力供应； (4)对公用工程及辅助设施进行方案设计； (5)节能减排分析及措施； (6)提出环境保护、劳动安全卫生及消防措施； (7)制定项目实施进度计划； (8)对项目投入资金进行估算，并制定筹资计划； (9)对项目进行财务评价，并作出结论。 1.1.5 承办单位概况承办单位概况 股份有限公司是世界最大的联碱生产企业，也是国家重点扶持 的 520 家大型骨干企业之一。公司位于湖北省素有“膏都盐海”美 誉的应城市，占地面积 167 万平方米，注册资本 2.28 亿元，总资产 30 亿元，年产值 15 亿元。主要产品及年生产能力：纯碱

5、和氯化铵 各 100 万吨；盐 120 万吨；合成氨 35 万吨；精铵 20 万吨；芒硝 7.0 万吨；烧碱 3 万吨；盐酸 3.6 万吨；液氯 1.5 万吨；小苏打 3.5 万吨； 液氧 0.4 万吨等 20 余种产品。除在全国各地畅销外，还出口到东南 亚等多个国家和地区。 公司坚持“以市场为导向、以效益为中心、以资源为纽带、以 诚信为根本”的经营理念，先后荣获“全国五一劳动奖状”、“全 国用户满意企业”、“中国质量效益型先进企业特别奖”等奖项， 并分别在全国同行业中率先获得 iso9001 质量体系与 iso14001 环 境管理体系的国内国际 ukas 认证。公司目前已形成原盐、肥、碱

6、一体化的生产格局，双环科技股票也于 1997 年 4 月 15 日在深圳证 券交易所正式挂牌上市。 公司经近四十年的发展，虽历经风雨，但不断壮大，现已形成 七大优势： 1、丰富的岩盐资源优势 公司所在的云应盆地，岩盐资源极为丰富，现已探明划归公司 的岩盐储量 9.7 亿吨，其中经济基础储量 2 亿吨以上，按目前生产 能力尚可开采数百年。 2、有先进的生产工艺 公司采用的“盐碱联合，热电联供，碱肥联产”先进生产工艺， 是中国具有独立知识产权的侯氏制碱法，生产成本居全国同行业先 进水平。相对与采用氨碱法只能生产纯碱的企业，联合制碱工艺既 生产纯碱也生产氯化铵，资源利用率高、污染小，产品有较大的互

7、补性和灵活性。 3、有独具的区位优势 由于我国大型纯碱企业均集中在北方沿海地区，公司产品在内 地销售，且运输便捷，具有销售成本低、渗透和控制力强的区位优 势。 4、有持久的品牌优势 公司主导产品质量长期在全国同行业及市场上处于领先地位， “红双环”牌纯碱、“红双圈”牌氯化铵均为“中国名牌”产品， 并发挥着持久效应，始终占有有利的主导地位。 5、有强大的母公司战略支持 双环公司其控股公司宜化集团实力雄厚，是中国石化行业最具 影响力 10 大代表企业之一，是中国最大的化肥制造企业。旗下拥有 30 多家法人企业遍布全国各地，形成煤化工、磷化工、盐化工和矿 山开发四大支柱产业齐头并进的战略格局。200

8、7 年实现销售收入 168 亿元，总资产高达 230 亿元。 6、有成熟过硬的管理经验 双环公司的基础管理经验，曾在全国化工行业享有盛誉，多年 来严格坚持并有所发展，具有其特有的管理优势，2007 年，公司全 面复制了宜化集团多年积累的六大法宝、六大任务等先进管理经验， 管理理念与水平再次出现质的飞跃。 7、有高素质的职工队伍与文化优势 宜化文化是宜化集团内部员工共享，并影响企业内部人与人之 间关系的一种非正式的价值观和规范。宜化文化的出发点是统一价 值观，核心是“实事求是、从严治厂、艰苦奋斗、争创一流”的企 业精神，落脚点是以人为本。现在，宜化文化已成为企业发展的核 心竞争力，成为资金、技术

9、、人才之外的“第四种资源”，受到各 级领导和各届人士的高度好评。在宜化文化的洗礼下，双环多年创 业磨炼出的员工队伍思想好、作风硬、技术精，形成了再次腾飞最 坚实的基础和保证。 在十一五期间，公司将通过技术创新、科学发展全面提升核心 竞争力。目前，公司正投巨资着力于合成氨富氧制气节能技术改造 工程，以降低消耗提高公司产品核心竞争力。2009 年，公司销售收 入预计突破 30 亿元。在充满希望的未来，双环人将向着“中国最强 联碱基地”的文化愿景全力以赴、努力拼搏、再创辉煌。 1.1.6 项目提出的背景及建设的意义项目提出的背景及建设的意义 我国是一个人均资源拥有量很少的国家，能源利用率低的问题 已

10、严重阻碍了我国经济的发展和企业效益的提高。资源与环境问题、 人口问题已被国际社会公认是影响 21 世纪可持续发展的三大关键问 题。新中国成立后特别是改革开放以来，我国经济社会发展取得了 举世瞩目的巨大成就，但是，我们在资源和环境方面也付出了巨大 代价。经济增长方式粗放，资源消耗高，浪费较大，污染严重，能 源紧缺与环境污染已成为制约我国经济与社会进一步发展及人民生 活与健康水平进一步提高的重大因素。“十一五”以来，国家更加 重视节能降耗，要求在保持经济持续增长的条件下逐年降低单位 gdp 的能耗指标，已在指导思想上把多年来贯彻的“又快又好”改 变为“又好又快”，这就意味着环境保护优于经济发展，环

11、保放在 第一位，经济发展放在第二位。在节能降耗的基础上又增加了“减 排”的要求。到 2010 年，我国节能降耗减排的任务及指标要求是： 百万国内生产总值（即 gdp）能耗由 2005 年的 1.22 吨标准 煤下降到 1 吨标准煤以下，降低 20%左右； “十一五”期间，主要污染物排放总量减少 10%； 二氧化硫排放量由 2005 年的 2549 万吨减少到 2295 万吨； 化学需氧量由 1414 万吨减少到 1273 万吨； 全国城市污水处理率不低于 70%； 工业废弃物综合利用率达到 60%以上。 因此，企业必须转变经济增长方式，大力推行节能降耗。 双环科技股份有限公司主营两碱产品的生产

12、和销售，其中纯碱、 氯化铵产量均达到 100 万吨/年，工业盐产量达 120 万吨/年，与联碱 配套的合成氨能力为 35 万吨/年。双环科技股份有限公司作为大中 型化工企业，“十一五”期间节能量为 17 万吨标煤，企业面临很 大的节能压力。双环科技股份有限公司 2008 年万元产值综合能耗为 6.16tce，能源消耗量较高，能源利用率低。双环科技股份有限公司 的能耗大户主要是合成氨，其中尤以年产 15 万吨合成氨的系统造 气工段为甚。 由于受到当时建设条件及资金的限制，系统造气工段的 20 台 造气炉采用的生产工艺为型煤间歇制气，以空气和蒸汽为气化剂， 与炉内灼热的炭进行不完全燃烧，其碳转化率

13、较低，装置有效气 （co+h2）成分较低，废渣含碳量较高，能源没有得到充分利用； 同时吹风阶段每年产生的造气吹风气（含硫 co2）排放量为 63 万多 吨/年，给当地群众的生产、生活带来了影响。节能减排带来的压力 不仅影响了企业的经济利益还严重制约了企业的可持续发展。为了 综合有效利用能源，提高能源利用率，减少 co2排放量，减小企业 节能减排压力，同时为了改变双环公司生产系统对原料煤的需求， 拓宽原料地来源渠道，达到加快企业发展步伐，增强企业整体抗风 险能力，提高企业经济效益，实现循环经济的目的，经考察论证， 拟将年产 15 万吨合成氨的系统造气工段型煤间歇制气改造为富氧 连续气化。 1.2

14、1.2 研究结论研究结论 通过市场分析、技术方案论证，厂址及技术经济分析，初步结 论如下： 1、对现有造气炉进行改造(改进炉篦、加高水夹套、增加一套 供氧系统、改造炉底密封系统)。 2、增加一套空分装置，采用富氧连续气化，可提高有效气 （co+h2）成分，有效降低合成氨的综合能耗，减少现造气吹风气 对环境的污染，实现节能减排。 3、工程改造后， “三废”主要是废气，设计中采取了完善的处 理措施，因此工程投产后对于区域环境不会造成影响。 9、投资及效益 (1)工程投资 项目总投资为 12800 万元，其中：建设投资 11712 万元，流动 资金 1088 万元。 (2)效益分析 本项目建成后，财

15、务内部收益率为 (税后)，财务净现值为 万元(税后)，总投资收益率为 ，投资回收期为 年(税后)，从 财务评价来看，该项目的投资回收期较短，各项技术经济指标均达 到国家规定的基准指标，因而具有较强的获利能力和较强的抗风险 能力。 通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合 国家产业政策，工艺装备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备建 厂条件，并且项目建成后将具有较好的经济效益，良好的社会效益 和环境效益，因此，项目是可行的。 1.31.3 主要技术经济指标主要技术经济指标 主主 要要 技技 术术 经经 济济 指指 标标 表表 序序 号号项项 目目 名名 称称单单 位位数数 量量备备

16、注注 一生产规模 1节原煤万 t/a4.62 2氧气nm3/h10000 二节约能耗 1节标煤万 t/a3.05已减去新增电耗 三年操作时间小时8000连续操作 四主要原材料用量 1原煤万 t/a25 五公用动力消耗量 1电万(kwh)/a 12000公司总网 2蒸 汽万 t/a 6.5系统自产蒸汽 六三废排放量 1废 水m3/h 0 2废 气m3/h27 3废 渣万 t/a16 七项目综合能耗tce/a200083 八运 输 量万 t/a 25 1运 入 量万 t/a 25 2运 出 量万 t/a 15 序序 号号项项 目目 名名 称称单单 位位数数 量量备备 注注 九项目定员人44 1生产

17、工人人36 2管理技术人员人8 十项目占地面积600 十一总 资 金万元12800.00 1建设投资万元11712.00 2建设期利息万元0 3流动资金万元1088.00 十二销售收入万元37868正常年份 十三增值税和销售税金及附加万元4922.84正常年份 十四利润总额万元平 均 值 十五所 得 税万元平 均 值 十六总投资收益率%平 均 值 税 前 十七财务净现值万元 税 后 税 前 十八财务内部收益率% 税 后 税前(含建设期) 十九投资回收期年 税后(含建设期) 二十总 成 本万元平 均 值 二十一盈亏平衡点% 序序 号号项项 目目 名名 称称单单 位位数数 量量备备 注注 二十二资

18、本金内部收益率% 二十三利税总额万元平 均 值 二十四资本金利润率% 二十五全员劳动生产率万元/人年 二十六资产负债率% 二十七流动比率% 二十八速动比率% 2 2 2 2 生产规模和产品方案生产规模和产品方案 2.12.1 产品方案产品方案 2.1.1 产品方案符合国家政策产品方案符合国家政策 中国是世界上最大的化肥生产和消费国，其中合成氨的生产一 直是化工产业的耗能大户，在国内化工行业的五大高耗能产业中， 合成氨耗能占总量的 40%，单位能耗比国际先进水平高 31.2%，因 此，该产业节能的潜力非常大。 根据产业结构调整指导目录（2005 年本） ：鼓励高能耗、 污染重的石油、石化、化工行

19、业节能、环保改造。 中国节能技术政 策大纲 （2005 年修订本）中提出：2010 年，全国吨合成氨能耗由 2000 年的 1699kg 标准煤降为 1570kg 标准煤 ，2020 年降为 1455kg 标准煤。 2005 年，国家发改委颁布的国家节能中长期规划 ，已将合 成氨列为节能降耗的重点领域和重点工程。规划指出要在重点耗能 行业推行能量系统优化，即通过系统优化设计、技术改造和改善管 理，实现能源系统效率达到同行业最高或接近世界先进水平。根据 规划要求，未来 15 年，国家一方面将加快推进以洁净煤或天然气替 代石油合成氨的工业改造，以节约宝贵的石油资源，另一方面，将 大力推动节能降耗技

20、术的开发和推广应用。到 2010 年，合成氨行业 节能目标是：能源利用效率由目前的 42%提高到 45.5%，实现节能 570-585 万吨标煤，节电 200 千瓦时/吨氨，减少排放二氧化碳 1377 万吨1413 万吨，通过实施循环冷却水和生产过程污水零排放工程， 实现吨氨节水 10%，废渣基本回收利用。因此，进一步加快合成氨 装置的节能改造已成为众多化肥生产企业节能降耗的必经之路。 综上所述，股份有限公司拟实施的“合成氨富氧制气技能技术 改造项目”符合国家产业政策、节能政策和节能规划要求。 2.1.2 产品方案产品方案 本项目为合成氨装置造气工段节能技术的改造项目。 1、对现有造气炉进行改

21、造(改进炉篦、加高水夹套、增加一套 供氧系统、改造炉底密封系统)。 2、增加一套空分装置，采用富氧连续气化，可提高有效气 （co+h2）成分，有效降低合成氨的综合能耗，减少现造气吹风气 对环境的污染，实现节能减排。 2.22.2 产品规模产品规模 年工作日：333 天(按 8000 小时计)，每天 24 小时，四班三倒。 1、为满足双环科技股份有限公司系统 15 万吨/年合成氨的生 产规模及今后的发展情况，将造气工段型煤间歇制气改造为富氧连 续气化，可直接节约原煤量 4.62 万吨/年。 2、空分：空分能力为 10000nm3/h 氧气。 3 3 3 3 工艺技术方案工艺技术方案 3.13.1

22、 改造内容综述改造内容综述 1、双环公司合成氨系统造气工段原采用型煤间歇制气，改造 后采用富氧连续气化工艺，在满足 15 万吨/年合成氨所需原料气的 同时达到节能减排的目的。故对现有造气炉进行改造，改造内容： 改进炉篦，增大通风量，增加排渣破渣能力；增加一套供氧系统； 加高水夹套，增加气化高度，改造炉底密封和润滑系统。 2、拟建 10000nm3/h 氧气空分装置一套，供造气用氧；同时装 置副产氮气可用于补充型煤间歇制气改富氧连续气化（进炉前气体 由空气改为富氧）后引起的氮气减少量，满足合成氨生产需求。 3.23.2 技术方案的选择技术方案的选择 3.2.1 富氧连续气化富氧连续气化 富氧连续

23、气化是近年来对现有间歇式造气炉改造的新技术。 相比型煤间歇制气，采用富氧连续气化技术有以下优点： 1、煤种和粒度适应性广，发气量大，煤耗低，蒸汽消耗低，有 效气（co+h2）成分高，可降低吨氨成本； 2、单炉生产能力可提高 2 倍以上，系统阻力下降； 3、降低能耗：原型煤间歇制气吨氨耗标煤高达 1630.5kg，改造 为富氧连续气化后，吨氨可节约标煤 220kg，三气锅炉副产蒸汽可 节约 190kg/tnh3。 4、降低运行成本，造气炉约可降低 40%运行费用。 5、富氧制气清洁环保节能，更适合国家的能源政策。 3.2.2 空空 分分 本装置利用低温精馏原理，总体设计使用当今国际上最先进的 a

24、spen 设计软件, 使本装置得以与世界上最先进的空分公司在设计 水平上保持一致。采用以下技术方案：1.预冷系统采用散堆填料塔， 传质、传热效率高、阻力小、可靠性高。选用进口冷水机组，连续 运转周期长。2. 采用分子筛预净化工艺，切换过程完全自动控制， 流程简单、启动操作方便、切换损失小、工况稳定、安全可靠。3. 采用高效增压透平膨胀机，引进美国北方工业公司(nrec)透平机械 设计制造软件系统以及美国波士顿数控公司 bd505x 五轴连动数控 铣床和进口数控车床, 联合设计、加工三元流动叶轮, 保证了新型透 平膨胀机单位制冷量大，从而减少膨胀空气量，改善精馏工况，提 高提取率。 4. 精馏塔

25、采用规整填料塔，在国内率先应用规整填料 上塔技术获得成功, 大大降低了空压机排压，从而降低了单位制氧 电耗。先进的计算机辅助设计手段和单体设备制造技术。使产品纯 度及提取率水平处于国内领先地位。5. 一系列特殊工艺手段组成的 安全防护系统，保证了空分设备在最近十年中未发生一起爆炸、微 爆事故. 3.33.3 工艺流程工艺流程 3.3.1 富氧制气工艺流程富氧制气工艺流程 改造前型煤间歇制气工艺流程： 原料腐殖酸煤棒由皮带运输机送到造气炉顶部料仓，由加焦机 定时连续加入造气炉。然后向造气炉内交替通入空气和蒸汽，以空 气和蒸汽为气化剂，与炉内灼热的炭进行不完全燃烧，主要反应如 下： c+o2=co

26、2 2c+o2=2co 2co+o2=2co2 co2+c=2co c+h2o=co+2h2 c+2h2o=co2+2h2 co2+c=2co co+h2o=co2+h2 c+2h2=ch4 吹风阶段生成的吹风气直接由烟囱放空，并根据需要回收一小 部分进入气柜，用以调节循环氢。从造气炉出来的合成氨原料气经 显热回收、洗气塔冷却和除尘后，在气柜中混合，然后经静电除尘 去压缩工段。 上述制气过程在微机集成油压系统控制下，往复循环进行，每 一个循环一般分六个阶段，其流程如下： 吹风阶段 空气由鼓风机来吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器 三气阀（或烟道阀）三气岗位（或烟囱放空） 回收阶段 空气由鼓风机来

27、吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器 上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气 柜静电除焦压缩 上吹（加氮）制气阶段 蒸汽（加氮空气）由蒸汽总管来上吹蒸汽阀自炉底入造气 炉旋风除尘器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热 回收洗气塔气柜静电除焦压缩 下吹制气阶段 蒸汽由蒸汽总管来下吹蒸汽阀自炉顶入造气炉下行原料 气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电 除焦压缩 二次上吹制气阶段 蒸汽由蒸汽总管来上吹蒸汽阀自炉底入造气炉旋风除尘 器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔 气柜静电除焦压缩 空气吹净阶段 空气由鼓风机来吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器 上行原料气阀原料气总

28、阀入原料气总管显热回收洗气塔气 柜静电除焦压缩 工艺路线简图： 改造后富氧连续气化工艺流程： 原料腐殖酸煤棒由皮带运输机送到造气炉顶部料仓，由加焦机 定时连续加入造气炉。蒸汽和混合好的富氧空气由炉底连续进入炉 中，原料煤棒和富氧空气进行完全燃烧产生大量的热量，温度升高， 供蒸汽在炙热的碳中分解，制取合成氨原料气。从造气炉出来的合 成氨原料气经显热回收、洗气塔冷却和除尘后，在气柜中混合，然 后经静电除尘去压缩工段。 主要化学反应： c+o2=co2+409.1kj 2c+o2=2co+246.6 kj 2co+o2=2co2+573.2 kj c+h2oco+h2-122.7 kj c+2h2o

29、co2+2h2-80.4 kj co2+c2co-165.0 kj 工艺路线简图： 3.3.2 空分工艺流程空分工艺流程 原料空气在空气吸入过滤器中去除了灰尘和机械杂质后，进入 空气透平压缩机中，借助中间冷却器进行中间冷却，将空气压缩至 约 0.63mpa，然后进入空气冷却塔中冷却。 空气在直接接触式空 气冷却塔中与水进行热质交换，然后进入交替使用的分子筛吸附器。 用于冷却空气的水有两部分：一部分为循环水，由泵加压后进入空 冷塔中部；另一部分称为冷冻水的则是来自循环水网，先进入水冷 却塔中，利用分馏塔来的废气(包括污氮和富余氮气)的含水不饱和性 降低水温，而后经过水泵加压进入空冷塔的顶部。 出

30、空冷塔空气 进入分子筛吸附器，分子筛吸附器为卧式双床层，用来清除空气中 的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，从而获得干净而又干燥的空 气。两台吸附器交替使用，即一台吸附器吸附杂质，另一台吸附器 则由污氮气进行再生。空气经净化后，进入分馏塔系统。进入分馏 塔系统的空气又分为两路：一路空气直接进入主换热器，在主换热 器中与返流气体(氧气、氮气、污氮气)换热达到空气液化温度约- 172。该部分空气又分为两部分，一部分进入下塔底部。另一部分 进入液氧蒸发器被液氧冷凝为液态(液空)，送入下塔中部 。而另一 路去增压透平膨胀机增压后进入主换热器，在主换热器内被返流气 体冷却抽出进入膨胀机膨胀，产生装置所需的

31、大部分冷量，膨胀后 的气体全部送入上塔。 在下塔中，空气被初步分离成氮和富氧液空，顶部氮气在冷凝 蒸发器中被冷凝为液体，同时主冷的低压侧液氧被汽化。部分液氮 作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器被氮气 和污氮气过冷后节流送入上塔顶部参加精馏，下塔底部的液空出下 塔，在过冷器中过冷。过冷后的液空一部分经节流进入粗氩塔顶的 冷凝器作为粗氩塔冷凝器的冷源，汽化后回上塔参加精馏，同时从 底部引出部分液体回上塔，以调节冷凝器的温度及防止碳氢化合物 的浓缩。另一部分直接经节流进入上塔参加精馏，从下塔下部抽出 贫液空经过冷节流，送入上塔参加精馏。 液氧从主冷底部引出送入液氧蒸发器中，被空气加

32、热汽化后进 入主换热器，复热后出冷箱送往用户。 污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出 分馏塔外，作为分子筛吸附器的再生气体。氮气从上塔顶部引出， 在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，一部分作为产品氮气送出， 其余氮气进入水冷却塔中作为冷源冷却循环水。 粗氩气从粗氩塔顶部抽出，送入污氮总管。 工艺路线简图： 3.43.4 主要设备选型主要设备选型 1、空 分 空气过滤器1 台 1)设备规格自洁式空气过滤器 2)用 途空压机入口空气过滤 3)额定风量3600nm3/min 空气压缩机组 1 套 排 气 量: 104000m3/h 吸/排气压力:0.097mpa(a)/0.62mpa

33、(a) 吸/排气温度:32/100 轴 功 率: 5000kw 电机功率: 5600kw 空气预冷系统 处理气量 104000 nm3/h 工作压力 0.52 mpa(g) 空气进塔温度 100 kdon-10000/10000 型空分设备型空分设备 序号序号名名 称称规规 格格 型型 号号数量数量备备 注注 1空气过滤器额定风量 3600nm3/min1 套自法式 2空 压 机排气量 104000 nm3/min1 套 3空气预冷系统 处理气量 104000 nm3/min 排气压力 0.62mpa 电机功率 5600kw 1 套 3.1空 冷 塔300025001 台含平台楼梯 3.2水

34、冷 塔 水流量 90m3/h 280016500 1 台含平台楼梯 3.3冷水机组制冷量 60 万大卡1 台 4分子筛纯化系统1 套 4.1分子筛吸附器2 台 4.2电加热器1 台 4.3蒸汽加热器1 台 6分馏塔系统1 套 6.1主换热器1 组 6.2上 塔1 台 序号序号名名 称称规规 格格 型型 号号数量数量备备 注注 6.3下塔(包括主冷)1 台 6.7液氧蒸发器1 台 6.8过 冷 器1 组 7液体贮存系统 7.1液氧贮存系统1 套 3.53.5 自控技术方案自控技术方案 3.5.1 设计依据设计依据 1、石油化工自动控制设计手册第三版 2、自动化仪表选型规定 hg/t 20507-

35、2000 3、自控安装图册 hg/t 21581-95 4、各专业提出的控制条件及技术参数 3.5.2 设计范围设计范围 本工程自控专业的设计范围主要包括富氧制气技改项目和新建 空分装置的过程检测及自动控制。 3.5.3 生产控制水平和主要控制方案生产控制水平和主要控制方案 本设计对造气富氧制气技改可利用原装置车间控制室，仅增加 就地仪表和远传控制系统，采用集中控制和就地控制相结合的原则。 本设计对新增空分装置的生产过程，分别设置车间控制室或就 地仪表盘，采用集中控制和就地控制相结合的原则。自控水平与国 内正在建设和已投入试生产的同类生产装置大致相同。 重要的参数(本项目主要是温度、压力)均集

36、中在仪表盘上指示、 记录、自动控制、以及必要的报警、联锁等安全措施。并考虑了经 济核算的计量仪表。 3.5.4 仪表设计准则仪表设计准则 1、仪表信号 除温度检测元件和特殊测量仪表外，所有进出控制室的标准信 号为 420madc。 2、信号及联锁 工艺操作报警、远程设备的状态、on/off 阀位指示及系统安 全联锁由各工段的控制要求按 plc 控制系统来实现。 3、仪表材质和防护 所有与工艺介质接触的仪表材质，均应能满足工艺介质的要求， 并且不低于仪表所在的管道或设备的材质。 所有现场安装的仪表是全天候型的，可以满足现场使用环境和 气候条件，并符合相应防护等级的要求。 安装在火灾和爆炸危险场合

37、的仪表设备符合危险区域等级划分 的要求，在爆炸危险区域的现场仪表为隔爆型或本安型 就地操作室视其布置情况，必要时采取局部正压通风或正压通 风仪表盘。 4、控 制 室 控制室一般要求如下： 室内采用有温度和湿度调节的空调，无腐蚀性气体； 室内设有火灾报警和消防设备； 吊顶、墙面、门采用吸音防火材料； 地面采用抗静电活动地板； 室内照度 500700lx，并设有事故照明。 3.5.5 仪表选型仪表选型 仪表选型主要以技术成熟质量可靠的数字智能仪表和单回路调 节仪表为主，仪表带有标准的rs-485串行口以便进行数据远传和plc 集散控制系统通讯。执行器除防爆区域和要求动作迅速的采用气动 执行机构外，

38、其余均采用电动执行机构，可以进行自动和手动控制。 仪表设计立足于国内性能，性价比优于国内同类产品，以确保自动 化仪表能够满足化工连续生产的需要。 1、温度仪表 根据工艺要求和环境情况分别采用防爆和铠装热电阻、热电偶。 2、压力仪表 集中检测选用智能压力变送器或差压送器，到控制室通过智能 数字显示仪表或plc控制系统等集中检测和控制。就地测量选用普通 压力表，对负压、微压的介质则用膜盒压力表。 3、流量仪表 一次仪表根据工艺介质和要求采用一体化孔板流量计、电磁流 量计、涡街流量计和金属流量计等。 4、液位仪表 液位计根据工艺条件选用法兰式液位变送器、静压液位计及电 容式液位等。 5、调节阀 各工

39、段均选用气动调节阀进行工艺介质的调节。 6、仪表管线 信号线全部选用控制电缆。所有信号线在引入(出)汇线桥架前 (后)均需穿镀锌钢管保护。 3.5.6 仪表安装仪表安装 1、仪表过程接口 仪仪 表表工艺连接尺寸工艺连接尺寸 双金属温度计 温 度 热 电 阻 m27x2 压 力 表m20x1.5 压力、差压变送器法兰连接压 力 带远传压力差压变送器法兰连接 电磁流量计 流 量 涡街流量计 法兰连接 雷达液位计法兰连接 液 位 法兰式液位变送器法兰连接 2、仪表电缆 大部分现场仪表点采用单根电缆直接引入控制室，单根电缆采 用 pvc 护套的多芯屏蔽绞合电缆。 3、电缆敷设 电缆采用架空敷设，从接线

40、箱到控制室采用槽式电缆桥架。从 接线箱到现场仪表采用镀锌钢管，仪表和接线箱均采用挠性连接管。 挠性连接管应适用于相应的危险区域等级。 4、其 它 现场仪表一般安装在地面或平台上。 3.5.7 仪表保护及接地仪表保护及接地 1、为了防止干扰信号对系统的影响，所选电线(缆)的绝缘等级 符合有关规定，并注意信号线与动力线的适当间距。 2、自动化控制系统接地采用联合接地，接地电阻1 欧姆。 3.5.8 仪表供电仪表供电 设计中所有工段的仪表供电均由电气专业供给仪表专业。 3.5.9 空分系统仪表空分系统仪表 1、设计原则 仪控系统能有效地监控成套空分设备生产过程，确保设备长期 稳定可靠运行，操作维护方

41、便。 采用中央控制室(dcs)为主，结合机旁盘仪表和就地仪表控制， 整个仪控系统确保可靠、先进。 在中央控制室设置 2 个工作站，对空分装置的过程参数实现监 控，具有显示、操作、调节、趋势、报表，起动联锁和保护等功能。 在中央控制室设置打印机 2 台，分别对生产过程的主要参数进 行报表制作的打印和生产过程中工艺参数越限，操作员的各种操作 动作及系统故障的打印。 设置分析室，分析仪设置在成套供货的分析仪柜内，在线分析 的工艺参数进入 dcs 系统，进行显示、记录、报警等处理。设置手 动分析阀盘。 仪控电源：220v/50hz 和 24vdc。仪控系统的各设备用电由专 用供电柜负责供给。供电柜电源

42、由不间断电源供给。 dcs 系统具有相应的冗余空槽；在包含用户常规配套工程设计 所需的点数基础上(约 30 点)，再具有 10%的冗余量(控制站、总线、 电源冗余配置)。 仪表测量系统是可靠和先进的，在考虑先进性的同时，以可靠 性为主。 各主要单机,如膨胀机、液氩泵等设置机旁仪表柜，在机旁柜上 设置相应的仪表对部分工艺参数进行现场显示。 2、仪表选型 (1)dcs 系统选用浙大中控或北京和利时产品。 (2)压力、差压变送器采用川仪横河 eja 系列智能变送器。 (3)分析仪选用 5 台。由卖方成套供货，电/气路以柜内端子、穿 板接头为界，配好标准气和预处理装置，所配阀门，管件应为进口 产品。

43、(4)ups 不间断电源采用进口产品。 (5)机旁柜显示仪采用百特数显表。 (6)就地温度显示采用双金属温度计 (7)测温元件采用 pt100 的铠装铂热电阻温度计为主，机组及冷 箱内的测温点一次元件采用双支铂热电阻，并带电缆(双测量回路)引 出到机组或冷箱外，一用一备。 (8)就地和机旁柜的压力指示采用弹簧管压力表， 。 (9)就地液位指示选用翻板式浮子液位计 (10)水流量测量选用电磁流量计，其它流量测量一次组件采用标 准孔板。 (11)调节阀选用无锡工装产品，不能单独设置在隔箱内的阀门选 用角式焊接阀门。 (12)二位三通、二位五通电磁阀采用日本 smc 公司产品。 (13)仪表阀门、管

44、件、取压管的一般材质应为 304 不锈钢或紫铜。 (14)除上述已明确的仪表选型外，其它仪表的选择在考虑先进性 的同时，应以可靠性为原则。 4 4 4 4 原材料、辅助材料、燃料及动力供应原材料、辅助材料、燃料及动力供应 4.14.1 原材料、辅助材料、燃料的供应原材料、辅助材料、燃料的供应 双环公司现控股山西裕丰沁裕煤业有限公司 51%的股份，该煤 业有限公司可为本项目提供充足的原料，可由双环公司的专用铁路 线运入厂区。 空分装置所需空气直接来源于大气，无需加工处理。 因此，原、辅材料都有可靠的供应，为该项目的建设提供了保 障。 4.24.2 动力供应动力供应 1、动力来源及规格： (1)蒸

45、 汽 压力：1.3mpa 温度：191.64 来源：造气工段显热回收、夹套及三气锅炉的副产蒸汽。 (2)电 力 来源：本项目变配电室电源直接引自双环公司厂区 110kv 总变 电所 6kv 母线侧，双回路供电。 表表 4-1 改造后新增或减少原材料及动力年耗量改造后新增或减少原材料及动力年耗量 序号序号名名 称称单位单位数量数量来来 源源运输方式运输方式备注备注 一原材料 1原煤万吨/年25采 购火车减少 2空气大气新增 二动力 1电万 kwh/年12000公司总网增加 21.3mpa 蒸汽万吨/年6.5系统自产减少 5 5 5 5 厂址方案和建厂条件厂址方案和建厂条件 5.15.1 厂址概况

46、厂址概况 应城市位于湖北省中部偏东、孝感市西南，地处东经 113 1911345，北纬 3043-3108。东临漳、涢二水与云梦县 为界，东北与安陆市毗连，西与天门市、京山县接壤，南与汉川市 为邻。境域南北长约 48 公里，东西宽为 43 公里。国土面积 1103.38 平方公里，占全省总面积的 0.59%。中心城区东南距省会武汉市 96 公里，东距孝感市 49 公里。位于武汉、襄樊、荆沙大三角经济区域 的中心点，水陆交通便利，地理位置优越，是全国生产力布局的重 点区域。 股份有限公司，位于应城市以东 14km 的东马坊镇，距武汉市 80km。工厂占地 167 万平方米，生活区位于生产区以东。

47、东马坊街 道办事处位于应城市东部，府河环绕而行，汉丹铁路、汉宜公路横 穿而过，水陆交通十分便利。辖区内有湖北省双环科技股份有限公 司和湖北省七二八盐厂等大型化工企业，是全国最大的联碱生产基 地。东马坊国土面积 29 平方公里，其中耕地面积 15345 亩，人口 4.6 万人。 5.25.2 建厂条件建厂条件 5.2.1 能源交通运输状况能源交通运输状况 湖北省应城市位于湖北省中东部，水陆空交通便捷。境内三公里 即有直通汉水-长江的 300 吨级船舶水运航道和 1000 吨级水运码头； 长（江埠）-荆（门）铁路应城货站距厂区两公里；武汉天河国际机 场距厂区八十公里； 衔接 316 国道、京-珠高

48、速公路距离二十公里； 省级汉-宜公路、建设中的汉-十、兰-杭高速公路穿境而过。 汉丹铁路从工厂东边 2.0 km 处通过，公司有 3.0 km 的专用铁路 接入厂区，厂区南面有汉宜公路通过，距厂区 14km 的应城河码头可 供物质吞吐，大型设备水运可以经过长江、汉水运至应城码头起坡。 因此，地区水陆运输条件良好。 5.2.2 水源情况水源情况 双环科技股份有限公司目前生产用水和生活用水分别来自地表 水源和地下水源。地表水来自府河，水源距水厂 2km，目前水厂供 水能力 5200m3/h。地下水源来自厂区周围 24 眼深井，单井供水能力 800m3/h，除了满足双环公司生活用水外，还可以为热电厂

49、电站提供 部分化水水源。府河为本地主要地表河流，发源于随州大洪山，从 厂区北面从西向东流过。河槽宽约 150200m，最大流量 4460 m3/s，平均 75 m3/s，最高水位 32.76 m，百年一遇洪水位 34.4 m。 本地区大气降水丰富，地表水流发达，为地下水的形成提供了丰富 的水源，地下水单井涌水量一般为 820t/d，水质为钙镁低矿化度水， 是理想的工业和生活用水。 5.2.3 供热、供电供热、供电 双环科技股份有限公司现有自备热电厂，为全厂提供热力和部分 电力。其中，热力供应有 4 台 130t/h 和 2 台 75t/h 锅炉，能力 670t/h，有 9.8mpa、3.9 m

50、pa、1.3 mpa、0.6 mpa 几个压力等级。 高压等级蒸汽供发电，中压等级仍供发电和工艺生产，低压蒸汽来 源于汽机中抽汽和余热锅炉，供全厂热力，能够满足建设要求外供 电力为双回路供应，一回路熊家嘴 220kv 变电站，是主供电，另一 回路彭湾 110kv 变电站，总能力超过 120mw。电力供应安全，有保障。 5.2.4 厂址地质厂址地质 双环科技股份有限公司厂区位于江汉平原东北边缘，府河河谷阶 地上，地势西高东低，厂区内地貌主要受到府河的控制，厂区内地 段主要由第四系中更新亚粘土及粘土组成，地耐力 245343 kpa， 土壤力学性质良好，能够满足建筑物地基的要求，地震烈度 6 度。

51、 5.35.3 气象水文条件气象水文条件 项目所在地应城市属亚热带季风气候，气候温和、无霜期长、 光照充足。主要特征是冬干冷、夏湿热，春暖秋爽。 气压 夏季月平均气压 751mmhg 最高 1044.1mb 平均 1011.8mb 气温 年平均气温 21.9 年极端最高气温 44.7 年极端最低气温 -2.57 历年最热月平均最高气温 41.4 历年最冷月平均最低气温 0.7 干球温度 33.4 夏季平均湿球温度 28.1 风 全年主导风向 东北偏北 夏季主导风向 东南风。 年平均风速 3.2m/s 年最大风速： 10 m/s 基本风压值： 0.3kn/m2 设计风压 0.35kn/m2 降水

52、量 年平均降水总量 1147.45mm 1 小时最大降水量 71.9mm 雨季 49 月 雨季降水天数 125 天 降雪量 年最大积雪厚度 280mm 湿度 年平均相对湿度 79% 7 月份平均相对湿度 81% 雨季平均相对湿度 80% 雷暴 年平均雷暴日 34.8 天 年平均降雨量： 828 毫米 最大积雪深度： 160mm 冰冻深度： 100mm 5.45.4 厂址选择意见厂址选择意见 本项目为合成氨富氧制气节能技术改造工程，根据股份有限公 司公司近、远期的规划，富氧制气在现有生产装置的基础上进行改 造，无需新增土地。 空分系统建于原空分厂房北侧空地。 6 6 6 6 公用工程和辅助设施公

53、用工程和辅助设施 6.16.1 总图运输总图运输 6.1.1 厂址概述厂址概述 股份有限公司，位于应城市以东 14km 的东马坊镇，距武汉市 80km。工厂占地 167 万平方米，生活区位于生产区以东。东马坊街 道办事处位于应城市东部，府河环绕而行，汉丹铁路、汉宜公路横 穿而过，水陆交通十分便利。 6.1.2 总平面布置总平面布置 1、总平面布置原则 (1)遵循工业企业总平面设计规范 ，执行国家颁布的有关规 范、规定和标准要求。 (2)充分利用厂区现有土地资源，因地制宜、紧凑布置、节约用 地、减少拆迁量。 (3)力求工艺流程顺畅，管线短捷，使各规划装置区有机结合， 方便生产管理。 (4)确保界

54、区外道路及公用工程管线引入顺畅、便捷。 (5)总图布置充分考虑规划厂址的内向因素。 (6)新建装置尽可能采用联合、露天布置。 (7)厂区道路和场地的布置充分考虑装置的施工、设备安装、检 修及消防通道。 2、布置方案 根据各工艺装置流程的需要，综合考虑风向，提出如下平面布 置方案： 造气工段富氧制气改造是在原有装置上进行改造，根据业主意 见不需重新进行全面的总体布置变更。 新增空分装置布置在原厂房北侧。 6.1.3 竖向布置竖向布置 在竖向布置中，充分利用厂区自然地形、地貌，使所确定的厂 区地坪标高能够满足工艺流程和工厂运输的需要，有利于场地排水， 并与周围原有建筑物的标高相协调，尽量减少土石方

55、量。 本工程竖向布置依据厂区现状，采用平坡式布置方式，新建厂 房设计室内地平标高参照附近现有建筑物内地平标高确定。 6.1.4 工厂运输及道路工厂运输及道路 本工程的生产运输采用火车和汽车运输，鉴于项目建设主要是 在不改变产品产量仅减少部分原料消耗的情况下，通过改造、优化 现有工艺装置，故对公司的原有货物运输量和运输方式不产生影响。 鉴于上年运输量情况，本次设计不新增货物运输量，不需新增 运输车辆和定员。双环科技股份有限公司利用原有贮运设施可满足 改造后生产要求。 6.1.5 绿绿 化化 绿化的目地在于美化环境、净化空气，植被复盖露土，防护遮 阳，隔离噪音。 原厂区周围已进行了绿化，本次设计只

56、考虑在新建空分装置周 围及道路两侧进行绿化，以达到防尘降噪的目的。绿化率为 10%。 6.26.2 给给 排排 水水 6.2.1 概概 述述 本专业的设计范围及内容包括：空分装置的给排水系统、循环 冷却系统、消防给水系统。 6.2.2 设计依据设计依据 建筑给水排水设计规范 gb50015-2003 室外给水设计规范 gb50013-2006 室外排水设计规范 gb50014-2006 工业循环水冷却设计规范 gb/t50102-2003 工业循环冷却水处理设计规范 gb50050-95 建筑设计防火规范 gb50016-2006 建筑灭火器配置设计规范 gb50140-2005 6.2.3

57、设计原则设计原则 （1）力求满足生产、生活、消防用水的条件下，使管线短捷， 降低造价。 （2）厂区采用生产、消防合用给水管网。 （3）本装置生产、消防用水对水质无特殊要求。 （4）本设计界区内生产污水、生活污水与雨水采用分流制排水 系统，对排出的化工污水，实行就近处理，待其达标后就近排放或 重复利用。 （5）对装置的生产用水，尽可能采用循环水，以节约水资源， 保护环境卫生。 6.2.4 给给 水水 厂区给水系统采用公司生产、消防合用给水管网。 本装置界区给水管接厂区现有dn300生产、消防合用给水管网。 生活用水接厂区自来水管网，接管管径为dn80。装置界区室外内给 水管材采用无缝钢管，室内给

58、生活给水管采用ppr管。 6.2.5 排排 水水 界区内现有生产污水、生活污水与雨水采用分流制排水系统。 生产污水经污水池收集后送至双环科技股份有限公司污水处理厂进 行处理，达标排放；装置界区雨水排至双环科技股份有限公司雨水 系统；生活污水经化粪池处理后，再经地埋式生活污水处理设备处 理达标后排放。生产污水及雨水管排水管采用钢筋混凝土排水管， 砂垫层基础，承插式接口。 6.36.3 供供 电电 6.3.1 设计原则设计原则 可研编制依据国家有关工矿企业电气标准规程、规范。设计采 用目前国内较先进的技术和设备，使生产及生活用电安全可靠。 6.3.2 设计范围设计范围 生产车间及电力照明设计； 生

59、产车间火灾自动报警及联动系统； 生产车间通讯 6.3.3 采用的设计标准及规范采用的设计标准及规范 本工程电力设计所使用的设计标准为所有国家现行标准，主要 标准目录如下： 供配电系统设计规范 gb50052-95 10kv及以下变电所设计规范 gb50053-94 35110kv变电所设计规范 gb50059-92 建筑防雷设计规范(2000版) gb50057-94 爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范 gb50058-92 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 gb50062-92 低压配电设计规范 gb50054-95 电力工程电缆设计规范 gb50217-94 工业与民用电力装置接地设计

60、规范 gbj65-83 石油化工企业设计防火规范1999版 gb50160-92 化工企业照明设计技术规定 hg/t20586-96 化工企业静电接地设计规程 hg/t20675- 1990 化工企业电缆敷设设计技术规定 cd90a8-85 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范gb50169-92 电能质量公用电网谐波 gb/t14549-83 并联电容器装置设计规范 gb500277-95 相关的其它规范及规定 6.3.4 防静电、防静电、 防雷及接地防雷及接地 所有工艺生产装置及其管线，按工艺及管道要求做防静电接地。 接地点一般不少于两点。 本项目的生产装置及建构筑物按第二三类防雷建构筑