先进钢铁流程及材料国家重点实验室中试基地建设可行性研究报告

计划管理部计划管理部综合部中试基地理事会中试基地主任中试基地技术委员会熔融还原技术开发部系统与装备开发部流程模拟仿真研究室现场验证与试验环境环境监测部节能减排工艺开发部图4-1机构设置图中试基地设立理事会和技术委员会，理事会由有关部门、产业界、科技界和依托单位等方面的管理和技术专家组成，技术委员会由钢铁冶金、热能工程和环境工程等方面相关专家组成。中试基地下设四个专业开发部和一个实验室。（1）熔融还原工艺技术开发部：主要从事熔融还原炼铁新工艺的开发，包括一步熔融还原和二步熔融还原炼铁新工艺，制定技术路线和实施方案、试验方法。（2）节能减排工艺开发部。以熔融还原工艺为主轴，研究开发熔融还原炉渣的干法粒化与余热回收技术和装备，研究开发熔融还原炉顶煤气的新型干法除尘技术与装备。（3）系统控制及其装备开发部。围绕熔融还原工艺进行冶炼过程的智能控制、高效化生产管理、能源集中管控、电机系统节能、多目标高效控制等技术和装备研发。（4）系统环境监测控制部。围绕熔融还原工艺进行废水、废气、废弃物等检测，以及环境监测和评估等工程化应用技术研究。（5）熔融还原流程模拟仿真实验室。构建熔融还原工艺流程模拟仿真平台，支持熔融还原工艺的精准设计、技术经济评价体系和操作模式优化等工程化应用。4.3运行和管理机制中试基地的运行和管理实行理事会领导下的实验室主任负责制。理事会负责聘任中试基地主任、确定中试基地的发展方向和重要研究领域、审定中试基地发展规划和年度计划、审议和批准财务预决算、指导和监督中试基地的运行。技术委员会主要负责中试基地的发展目标、研究任务、研究方向以及成果应用实施等方面的咨询。中试基地主任由依托和建设单位有限责任公司和钢铁研究总院推荐、理事会聘任。中试基地主任负责执行理事会决议，主持实验室的日常工作，提出中试基地发展规划和年度工作计划，负责组织和实施中试基地的研究项目，聘任中试基地有关工作人员等。中试基地将建立有效的人才培养及开发机制。保持一支相对稳定、水平高、不断更新的人才队伍，建立人才培训体系和人才竞争激励机制，加大人才培养投入力度，有计划有目标地不断培养新型专业人才，开发具有自主知识产权的熔融还原工艺和节能减排技术。通过与国内外合作研究，培养、引进一批学科带头人，不断提高中试基地的技术创新能力，以适应钢铁工业可持续发展的需要。第五章中试基地的建设方案5.1半工业试验的工艺流程半工业试验线主要由原燃料的工配系统、氧煤喷吹系统、上料系统、炉顶系统、熔融还原炉本体、炉顶煤气除尘与回收系统和渣铁处理系统。工艺流程见图5-1。渣渣熔融还原渣干法粒化与余热回收煤粉喷吹氧气块煤焦丁熔剂部分炉顶煤气进管网除尘器压缩机CO2吸附助燃风机煤气加热预热器图5-1半工业试验流程5.2建设方案和建设内容5.2.1原燃辅料供、配系统配料间位于试验炉的西侧，占地面积5×15m。配料间设球团矿、烧结矿、焦炭等表5-1受料仓设置炉料名称数量（个）有效容积（ｍ3）贮存时间（ｈ）单个总容积球团矿1151521烧结矿115157焦炭1151535.2.2炉顶装料及煤气除尘系统炉顶装料设备为串罐式炉顶结构，设备由上料罐、下料罐、上密封阀及下密封阀等组成.煤气采用新型折波式干式除尘器除尘，调压阀组系统，部分煤气并入厂区管网，其余煤气将经过变压吸附脱除CO2后，经过加热后喷入熔融还原炉的炉身内。煤气经2根φ350mm的煤气导出管从炉内引出，上升后合并进入一根φ400mm的上升管和直径为φ400mm5.2.3炉体系统炉体系统试验高炉及其基础、框架、平台、冷却设备、冷却水系统、及其相关的仪表和附属设备组成。试验炉采用开路工业水冷却系统，系统分高压和低压两个系统。高压系统主要冷却氧气风口、炉顶设备等。低压水系统主要冷却炉底水冷管和炉皮打水。炉底封板上满铺2层半石墨大块炭砖，炉底炭砖高度为460mm。其上砌筑一层高23氧气风口和铁口采用复合棕刚玉组合砖。炉腹及炉腰采用SiC，炉身采用高铝砖。设置1个铁口。炉顶安装红外摄像仪，在炉缸炉底设置炉衬热电偶，用以检测炉底部位的温度分布、推断炉缸炉底的侵蚀状况、指导炉底维护操作、冷却壁的损坏状况，对铁口区进行检测等。炉顶设置煤气温度、压力检测。工业水冷却系统内设有温度、压力、流量、液位等完善的检测设施以保证水系统安全运行。5.2.4渣铁系统采用固定式主沟、电动泥炮、电动开口机、和炉前吊车（利旧）等设备，设置炉前工人休息室、工具室等建筑物，优化出铁场布置，方便操作和维护，减轻劳动强度。为改善出铁场环境，设置出铁场除尘系统，在出铁口和平板车上方设置除尘罩，出铁时的烟尘通过除尘罩收集后经除尘管道送到出铁场除尘器脱除烟气中的粉尘。由渣口和通过撇渣器分流出的炉渣经溜渣槽流入干粒化器内，通过换热器产生的热空气可以作为助燃空气等。5.2.5氧煤粉喷吹目前营口中板厂的高炉喷煤系统富余能力能够同时满足中试基地试验项目的喷吹需要，但考虑到喷吹距离较远，喷吹量大，气源压力不足，因此不考虑直接喷吹，将煤粉通过仓式泵送到在试验区新建的喷吹站。现有高炉喷煤系统可抽出两个喷粉罐作为仓式泵为新建喷吹站供应煤粉。新建喷吹站由布袋收粉器、粉仓、喷吹罐、喷煤总管、过滤器、煤粉分配器、喷煤支管、煤枪、喷煤调节控制和安全联锁系统等组成。喷吹系统的流化、充压采用氮气，补气采用压缩空气。氧气由全厂管道系统送到实验高炉的煤氧枪、出铁场其它用氧点。5.2.6热力设施热力设施包括压缩空气供应、蒸汽供应、采暖热水供应、区域热力管道。（1）压缩空气压缩空气综合最大消耗量为8.1Nm3/min。压缩空气由厂区管网供应。因营口中板厂0.85MPa压缩空气管网为净化压缩空气，本工程所需压缩空气均按净化压缩空气供应。炼铁区域与厂区管网接点处压缩空气压力为0.7MPa。（2）蒸汽供应蒸汽综合最大消耗量为2.7t/h。所需蒸汽由厂区管网供应。炼铁区域与厂区管网接点处压力0.7MPa。（3）采暖热水供应本工程采暖介质为95℃/70℃（4）区域热力管道区域热力管道主要包括蒸汽管道、净化压缩空气管道、采暖供回水管道。热力管道一般采用架空敷设，并尽可能与其它管道统一考虑共架敷设，压缩空气管道、采暖供回水管道在没有共架管道支架处，采用埋地敷设。本设计净化压缩空气管道拟采用钝化处理的碳钢管及管件。蒸汽管道、采暖供回水管道需保温，主保温材拟采用复合硅酸盐制品，保护层采用镀锌铁皮。净化压缩空气主管管径Ø108×4，蒸汽主管管径Ø219×6，采暖供回水主管管径Ø73×3。5.2.7给排水设施（1）用水要求各生产工艺设备用水要求见表4-1。表4－2生产工艺设备用水要求序号用户名称流量m3/h温度℃压力Mpa备注最大平均进出进出净循环低压系统1试验炉本体333430.500.08循环水量小计3净循环高压系统1风口3.533411.100.082炉顶设备1.533411.100.08循环水量小计5生活用水系统1主控楼等生活设10.30生活用水施用水量小计1生产新水系统1净循环系统补水0.5用水量小计0.5总计9.5（2）供水系统高压供水系统主要供风口、炉顶设备冷却用水。低压水系统本系统主要供炉体间接冷却用水。供水经用户使用后，仅温度升高，热回水经加压上冷却塔冷却后流至净环冷水池，再经循环泵加压后供用户冷却使用。生产、消防给水系统主要供循环水系统补水、平台洒水除尘等车间直流用水和消防用水。系统补水和直流用水量为0.5m3消防用水量按同时发生火灾次数为一次，室内消防用水量按10L/s，室外消防用水量30L/s，共计40L/s设计。生产消防给水管网设置成环状供水管网，室外消防栓设置间隔不大于120m。生活系统主要供各车间生活设施用水，用水量约0.5m3区域内的生产排水（主要为循环水系统溢流或放空排水）、生活污水排水及雨水排水均就近排至厂区现有排水管网。5.2.8化学消防设施本项目需设置灭火器的场所，主要有配电室、主控室、炉前休息室等场所。对于以上一般场所采用灭火效率高的磷酸铵盐干粉灭火器，对于主控室等场所可采用洁净的二氧化碳灭火器。5.2.9通风除尘设施（1）采暖设施营口地区冬季日平均温度≤+5℃的天数为149天，采暖室外计算温度为-16℃，属于集中采暖地区采暖热媒采用95/70℃热水，由厂区外网提供，采用铸铁散热器。（2）通风设施出铁场平台受辐射热影响，夏季环境温度很高，工作条件恶劣。为改善操作人员工作环境，在平台上设置1台移动式轴流风机进行局部通风。岗位风机：038-12N=3kW/3801台（3）空调设施原则为有空调要求的房间及经常有人工作的房间，进行工艺性或舒适性空气调节。空调方式采用风冷冷风型空调器。炉前工人休息室分体柜式空调：KFR-50N=2kW/220V1台（4）除尘设施出铁场出铁时产生大量含尘烟气，严重污染环境。为改善车间操作条件、满足安全卫生及环保要求，出铁场设置除尘系统。出铁场烟气除尘系统采用出铁口、铸锭平板车排烟罩捕集烟气的方式、布袋除尘器的干式除尘方法、负压操作的工艺流程。出铁口、铸锭平板车排烟罩捕集的烟气，经烟气管道进入布袋除尘器，烟气经除尘器除尘后，由风机经烟囱排入大气。除尘器收集的粉尘由卸灰阀定期运出。风机出口设消声器，以消除风机噪音。出铁场烟气除尘系统主要由出铁口、铸锭平板车排烟罩、布袋除尘器、储灰仓、卸灰阀、引风机、消音器、补偿器、烟气管道等组成。基本技术数据烟气量30000m烟气温度100烟气含尘浓度0.35~3g/Nm3除尘后排放烟气含尘浓度<50mg/Nm3布袋除尘器：除尘面积450m2，风量风机：风量30000m3/h，风压5500Pa，电动机功率75kW。5.2.10供配电设施由于该试验项目区域较小，供电负荷不大，且是试验项目，不考虑连续生产，故只考虑单路供电。试验高炉工程是新建工程，设计建设包括与工程用电负荷配套的低压配电室。原料供配、高炉本体、煤气除尘、煤气预热、喷煤等系统的动力及照明电源等设备用电均由低压配电室配出。根据目前中板厂用电情况，试验工程的用电电源最好由厂内现有的有裕度外供低压配电室备用柜引入。（1）工程用电量工程用电均为低压负荷，设备总工作容量约202.05kw，总负荷154.35kw，有功功率142kw，无功功率60.5kw。设备参数计算详见负荷表7-1。（2）供电设备中控室设低压配电室，低压侧采用放射式配电方式。为提高供电的功率因数达0.92以上，在二次低压母线上选用低压就地补偿装置进行功率因数补偿。（3）电气照明照明电源电压220V，车间厂房各层平台及皮带通廊等照明灯具选用防水防尘型；防爆场所选用防爆型灯具；控制室、办公室和更衣室等处选用日光灯具；安全检修照明灯使用24伏安全电源。在易产生人身事故的地方设置保安电源和防爆装置，所有电气设备均设安全接地保护。正常不带电的金属管、金属箱、金属构件均要求与接地体可靠联接，较高建筑设置避雷带和接地网。5.2.11自动化仪表自动化专业设计的范围如下：1）原燃料上料系统2）试验炉本体3）炉体冷却水系统4）煤气干式除尘系统5）富氧及喷煤系统6）喷煤气系统7）净环水系统8）出铁场除尘系统（1）控制方式和装备水平实验装置的主要工艺设备：原燃料上料系统、炉体、炉体冷却系统、出铁场等采用仪-电合一的控制系统，置于集中控制室，在控制室内进行监视、操作和控制。（2）检测和控制内容（1）原燃料上料系统·球团矿矿仓料位检测；·球团给料机给料量检测；·烧结矿矿仓料位检测；·烧结矿给料机给料量检测；·焦炭仓料位检测；·焦炭给料机给料量检测；称重给料机、转运皮带、斗式提升机的启停及连锁控制。·炉顶均压控制；·氮气压力、流量检测；·炉体、炉缸、炉底的温度检测显示及报警；·炉身静压力检测及透气性指数监测；·炉体冷却水系统温度、压力、流量检测；·炉顶料罐内压力、温度检测；·炉顶压力调节系统；·料罐料位检测；·炉顶煤气成分分析（布袋除尘后和煤气清洗二文后各设一点）。·布袋除尘器系统进、出温度、压力检测；·布袋除尘器差压检测及报警连锁;·布袋除尘器前-后煤气压力、温度检测；·布袋除尘器下部锥体及中间仓灰位检测及报警连锁；·各布袋除尘器出口含尘量检测；·氮气总管压力、流量及各支管压力检测；·煤气总管压力、流量检测；·调压阀组后煤气压力及温度检测。·加热煤气的热烟气温度检测；·燃烧煤气流量、压力检测；·冷煤气加热前煤气温度、压力流量检测；·冷煤气加热后煤气温度、压力；·净环高压供水泵组出水温度、压力、流量检测；·净环低压供水泵组出水温度、压力、流量检测；·水池水位检测、水位高低报警；·除尘器进出压力测量；·除尘器进口总管温度测量；·各能源介质总管压力、流量检测。·检测仪表选用原则：精度高，质量好，维护量小的先进可靠、性能稳定的仪表。·压力、差压变送器选用智能型二线制变送器，输出为4~20mA；·水流量测量选用电磁流量计，其它气体流量测量以孔板检测方式为主，对蒸汽和煤气则采用威力巴流量计测量；·炉身静压力测量选用国内有使用业绩的可靠产品；·液位检测采用以静压式液位计为主，对特殊工况可采用超声波液位计；料罐料位采用连续式雷达料位计检测，灰斗物位开关量检测采用音叉式检测；·炉顶煤气分析选用质量可靠合资或国外产品，国内采购。·煤气净化系统等防爆场所按电气防爆要求设计，采用相应的防爆仪表。设集中控制室，用以放置控制系统的设备（控制站、操作站等设备），分别对原料、炉顶、炉体、煤气净化、煤气预热、循环水等系统的操作及监控。主控室地面采用活动防静电地板，内设空调。控制柜、监控操作站及电讯设备集中安装于此。主控室的照度不小于150勒克斯。(6)控制系统操作方式电气控制系统设2地3种操作方式，即在集中操作室HMI上的HMI自动、HMI手动和在机旁操作箱上的单机手动操作。（1）中央自动操作方式：此种操作方式是当操作控制条件和工艺及设备连锁条件成立时，系统根据操作员经HMI人工设定自动地完成一个工艺过程的控制（或动作）的控制操作方式。（2）中央手动操作方式：此种操作方式是当操作控制条件和设备连锁条件成立时，人工依照工艺顺序分别对设备进行各种操作（如起皮带机、打开阀门等）的单机控制操作方式。（3）机旁手动操作方式：此种操作方式一般是用于仅有单机设备自身最基本的安全连锁而无设备间的连锁，由人工在机旁进行单机设备检修和调试时使用的控制操作方式。（6）系统软硬件配置1)硬件系统包括一次仪表及电气控制设备、工业以太网、过程站、操作站等部分。2)软件控制软件由系统软件和应用软件组成。系统软件由硬件供应商提供，用于支持编制应用软件和系统维护。应用软件是按工艺要求，显示工艺参数、报警、控制等编制的各种应用程序。应用软件拟采用功能强大的工具软件编制监控软件，力求人机界面友好、画面美观协调。整个区域电源：380/220VAC，总耗量在施工阶段确定。其中各过程控制系统均需UPS供电。气源：仪表阀门需供给无油、无水、净化的仪表用压缩空气或氮气（按国标GB/T13277-91，考虑控制仪表用的压缩空气质量等级），并应设有储气罐。5.2.12总图运输根据场地条件及总体规划，占用现有铸铁机车间西侧的一块场地，同时利用现有的废旧吊车作为出铁厂设备检修及辅助材料吊运用（见试验高炉工程总图布置）。包括原燃料供配、高炉本体、喷吹站、煤气预热、煤气除尘等系统。中板厂区平面总图和规划确定的建设位置。(1)车间组成试验炉建在铸铁车间西侧的一块空地上，占地面积大约1026m2（38m×27m(2)道路运输试验项目用原燃料用汽车运到试验场，通过装载机装入原料仓。道路利用厂区内原有道路，新增2小段公路，如总图所示。（３）安全消防设计中充分考虑了建筑物之间的防火安全距离和厂房周围的消防车通道畅通。(4)绿化为防治污染、美化环境，在本工程范围内非生产场地种植绿篱、草皮。5.2.13土建工程(1)建筑设计设计依据:1）《建筑设计防火规范》（GB16-87）(2001年版)2）有关国家设计规范和规程。3）《根据建筑气候区划标准》（GB50178-1993）规定的地区气象资料进行防水、防潮、外墙围护设计。设计要求：1）本工程的制粉喷吹车间为乙类二级耐火等级。2）本工程的建筑物均为二级建筑耐久年限。(2)建筑设计本工程由原燃料系统、高炉本体、喷吹系统、主控制室组成。本工程结构设计所采用的主要标准及法规：1)建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-20012)建筑抗震设计规范GB50011-20013)建筑结构荷载规范GB50009-20014)混凝土结构设计规范GB50010-20025)建筑地基基础设计规范GB50007-2002砌体结构设计规范GB50003-20017)钢结构设计规范GBJ17-888)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:20029）新建车间岩土工程勘察报告(3)设计荷载基本风荷载：0.6KN/m2基本雪荷载：0.4KN/m2其它未给平台荷载均按荷载规范确定。设备基础荷载按工艺要求确定。(4)设计说明喷吹站及炉子本体框架建筑结构的安全等级均为二级，设计使用年限为50年。初步打算全部采用桩基，建筑采用钢结构。5.3投资概算项目投资范围包括原燃料储运、熔融还原本体及框架、喷吹站、煤气除尘、焦炉煤气预热、出铁场除尘、渣铁处理系统等。工程概算总投资648万。按费用划分：建筑工程：120安装工程：50设备：438（工艺：336，仪表：94，电气：8）其它：405.4计划进度5.4.1设计阶段为确保项目的顺利进展，提供高质量的设计。提出以下设计阶段安排：初步设计：2008年1月主体施工图设计：2008年2月—3月设计收尾：2008年4月5.4.2施工阶段根据建设进度安排，并考虑设计、设备订货及施工条件等因素，提供如下项目实施的安排。（1）2008年1月—2月：清理场地、修路等准备工作（1个月）；（2）2008年2月—3月：完成基础工程（2个月）；（3）2008年3—4月：完成土建工程（1个月）；（4）2008年4月—年5月：安装工程（1个月）；（5）2008年5月：调试（半个月）；（7）2008年5月：开始试验。5.5建设地点中试基地拟建于有限责任公司炼铁区段的铸铁车间西侧。新建建筑面积约38×28平米。中试基地平面布置图见附件。主要建设内容主要有：熔融还原装置的本体系统、氧煤喷吹系统、原燃料储运和供配系统、熔融还原的渣铁处理系统、熔融还原的煤气处理系统、出铁场除尘系统、控制室等。熔融还原半工业试验线的规模为每小时产3吨铁水。5.6项目招标内容根据《中华人民共和国招标投标法》，本系统工程建设采取规范的招标方式，保证项目建设质量，提高财政资金的使用效率，从源头上预防和治理腐败，保证项目建设健康有序进行。根据国家发展改革委2001年6月18日在项目建设机构中将设立招标小组。招标小组的成员主要由主管部门和依托单位的相关专业人员以及专业招标代理公司人员组成，主要负责确定各项目的招标方式，编制各项目招标文件，组织相关技术人员进行招标答疑，组织专家评审投标文件，签订商业合同等一系列与招投标相关的工作。招标小组还将负责编制工程预算、决算，制订工程财务管理办法等其他与资金管理相关的工作。组成评标委员会。评标委员会由本项目招标小组组建，负责评标活动。评标委员会的组成人员，由业主单位和相关行业熟悉技术、经济等专业技术的专家组成。成员人数为五人以上单数，其技术、经济等方面的专家不得少于成员总数的三分之二，由本项目招标小组从专家名册或招标代理机构专家库中相关专业专家名单中采取随机抽取的方式确定。评标委员会负责人由评标委员会成员推举产生或者由本项目招标小组确定。根据招标内容的不同，招标采取的组织形式和方式也不同。本项目在建设过程中采取的招标方式见表6-1。表6-1中试基地建设采取的招标方式招标范围招标组织形式招标方式不采用招标方全部部分自行委托公开邀请式招标招标招标招标招标招标勘查设计√√√建筑工程√√√安装工程√√√监理√√√主要设备√√√重要材料√√√其他说明：

第六章环境保护6.1设计依据及采用的标准1）《建设项目环境保护管理条例》国务院1998年第253号令；2）《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号文；3）《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-92）；4）《钢铁企业设计节能技术规定》（YB9051-98）；5）《工业企业噪声控制设计规定》（GBJ87-85）；6）《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-95）；7）《冶金工业环境保护设施划分范围规定》（YB9067-95）；8）《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）；9）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；10）《工业企业煤气安全规程》（GB6222-1986）；11）《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；12）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）。6.2建设项目所在地区的环境状况（补充营口市及中板厂地理环境、气候条件等）营口市位于辽宁东南部，东经，北纬ˊ，海拔高度米，东距白山市60公里，北距梅河口市127公里。营口中板厂位于营口市北部约7公里的老边区，6.3气候条件营口中板厂厂区处于东亚大陆性季风气候区，冬长夏短，年平均气温10.2℃，极端最低气温-26.6℃。年主导风向为西南风，夏季主导风向为西风、西南风，冬季主导风向为西风、西南风，最大风速3.3m/s，年平均风速1.5m/s。年平均降水量在740～1214毫米之间。年最大降雪厚度24cm。年最大冻土深度0.84m，平均冻土深度6.4拟建项目概况本次设计拟新建的中试基地是为了进一步完善和验证我国自主知识产权的熔融还原工艺的技术经济可行性、运行的可靠性和稳定性，开发节能减排工艺技术，小时生铁产量3万吨。6.5主要污染源、污染物及其控制措施6.5.1主要污染源及污染物工业试验系统所产生的污染源及污染物主要有：（1）废烟（粉）尘：炉顶装料、出铁场产生的烟（粉）尘、供料系统产生的粉尘、矿槽产生的粉尘；（2）固体废物：炉渣、除尘系统搜集的除尘灰；（3）噪声：放风阀、炉顶均压放散阀、泵站及除尘机等产生的噪声；（4）废水：冲洗地坪水及少量的生活污水。6.5.2污染控制措施（1）废烟（粉）尘控制措施设计对试验过程中产生废烟（粉）尘的设备和产尘点进行最大限度密封，并根据工艺和粉尘性质设置以下几个除尘系统：1）炉顶除尘系统：炉顶落料点、下料处产生的粉尘，具有磨琢性较强、含有CO气体、粉尘的粒度较大，外逸速度高等特点，故分设吸尘烟罩，抽出的含尘烟气经低压脉冲布袋除尘器净化后，经风机加压，抽出的含尘气体经低压脉冲布袋除尘器净化后，由高烟囱排放；2）出铁场除尘系统：出铁口、主铁沟、摆动流槽及铁水罐等逸散烟尘点，分设吸尘罩，抽出的含尘烟气经低压脉冲布袋除尘器净化后，经风机加压，由高烟囱排放；3）矿槽除尘系统：供料系统矿槽槽上电动卸料车、槽下振动给料机、振动筛、称量漏斗、胶带受料点及各种运转站的物料受、卸料点等逸散烟尘点，分设密闭罩或移动式抽风罩，抽出的含尘烟气经一低压脉冲布袋除尘器净化后，经风机加压，由高烟囱排放；4）供料除尘系统：供料系统槽前分级的振动筛、胶带受料点、卸料点等逸散烟尘点，分设密闭罩或吸尘罩，抽出的含尘烟气经低压脉冲布袋除尘器净化后，经风机加压，由高烟囱排放。以上各种除尘系统除尘率均在98％以上，净化后气体的排放浓度小于100mg/m3，排放浓度达到国家排放标准。除尘器收集的粉尘经卸灰阀、螺旋输送机送至高位储灰仓，喷入炉内。除尘系统工艺流程：产尘点设大密闭罩或卸灰阀除尘器引风机烟囱大气。（2）煤气净化过程煤气采用新型折波式除尘净化。含尘量5mg/m3以下，符合国家环保卫生标准。除尘器收集的粉尘直接喷入炉内，全部循环利用。（3）固体废物的处理1）炉渣经干法粒化渣系统处理后可作为水泥原料外销；2）除尘系统收集的除尘灰，除尘系统的集尘灰直接喷入炉内。（4）噪声控制1）炉顶均压放散消音；2）除尘系统均设消音器，除尘系统风机均设置在独立风机房内，利用建筑物进行隔音；由于对各设备噪声源采取了不同的降噪措施，经隔声、消声和距离衰减后，可将噪声控制在80dB（A）以下。噪声值达到厂界时，可以满足厂界噪声标准要求。（5）废水治理措施工业试验的水循环利用；少量的生活污水经过地埋式一体化处理后排入排水管网。6.6厂区绿化本项目涉及区域内绿化系数15％。设计中在道路两旁种植行道树，在空地种植花卉、草坪。既可美化环境、清洁空气，又可设置隔音带，起到降低噪声的作用。6.7环境检测和环保管理机构试验区环境检测与环境管理工作由营口中板厂环保处统一负责。6.8环境影响分析本设计严格按照“三同时”的原则，对新建项目配备了完善齐全的环境保护措施，使环境治理与工艺水平相适应，为保护环境提供了物质基础。本项目在设计时对所外排的烟气进行严格处理，煤气回收，减少放散，尽可能将废气对大气环境的污染减小到最低限度；废水加强治理，提高了循环率，减少废水外排，减少废水对水域的污染，节省水资源；噪声设置了完善的降噪措施，将噪声污染严重的工序尽可能布置在试验区中部，减少噪声对周围环境的影响。经治理后各种污染物均能达到国家有关排放标准的要求。6.9环保投资中试基地建设投资为648万元，其中环境保护设施投资为90.52万元，占建设投资的13.97％。第七章劳动安全卫生与安全7.1劳动安全与工业卫生7.1.1设计依据安全与工业卫生设计依据的主要规定、规范和标准为：（1）《冶金企业安全卫生设计规定》冶生[96]204号；（2）《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002；（3）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85；（4）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）；（5）《工业企业煤气安全规程》GB6222-86；（6）《炼铁安全规程》AQ2002-2004；（7）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；（8）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（2002版）；（9）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；（10）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》（1996年劳动部第3号令）7.1.2自然灾害因素分析及防范措施（1）自然灾害因素分析自然灾害一般包括地震、雷电、暴雨、洪水、气温等因素。=1\*GB3①地震是一种能够产生巨大破坏的自然现象，对建筑物的破坏最为明显，其作用范围大，威胁设备及人身安全，一般出现的几率较小。=2\*GB3②雷电雷电可能破坏工程的建筑物及设备，并能导致火灾和爆炸事故。雷电的产生因地而异，一般作用时间较短。=3\*GB3③暴雨、洪水暴雨、洪水会威胁工程的安全，出现的机会不多。洪涝可侵渍设备，影响生产，对人体危害相对较小。=4\*GB3④气温人体由适宜的环境温度，超过限度，会产生不舒服感，气温过高会发生中暑，气温过低会发生冻伤。气温对人体的作用时间较长，但危害后果较轻。（2）防范措施=1\*GB3①抗震在建筑设计中，按《建筑抗震设计规范》要求进行准确的抗震验算，因营口地区小于6度，设计时各建、构筑物可不设防。=2\*GB3②防雷本工程主厂房、烟囱等建、构筑物按第三类工业建筑物设置防雷接地。=3\*GB3③防洪为防止暴雨形成洪水对本工程造成洪涝灾害，设计中考虑了雨水及时排除系统，以避免积水侵渍设备、厂房，造成损害。=4\*GB3④防暑防寒对操作室、控制室、电器室等设置空调，以保证电器设备的正常运行和操作人员有良好的工作环境。在吊车驾驶室及重点岗位设置风扇，保证操作环境防暑降温。对生产车间、办公室、生活设施、操作室、控制室、值班室等经常有人工作的房间冬季设有取暖设备。7.1.3试验过程中职业危险、危害因素分析及防范措施（1）生产过程中职业危险、危害因素分析生产过程中不安全因素和职业危害因素主要有以下方面：1）爆炸煤气系统操作管理不当，停炉过程操作不当，均可引起煤气着火爆炸。冶炼生产中液体金属及熔渣爆炸，冷却壁漏水与液体金属及熔渣接触部都有可能引起爆炸。2）火灾液体金属及熔渣和熔融渣与可燃物易引起火灾。煤气净化控制室、监控中心，配电室、变电所以及电器设备故障等均易引起火灾的危险。3）机械伤害事故系统各类机械设备很多，维护不当，检修不及时以及操作不当都可以引起机械伤害事故。4）有害气体及岗位粉尘煤气泄漏，煤气净化布袋除尘器检修和操作不当容易引起一氧化碳中毒。上料系统、出铁场等处产生的粉尘和含尘煤气均影响岗位工作人员的健康。5）噪声影响放散、炉顶均压放散、管道及设备漏风，除尘风机，热风炉助燃风机鼓风机，水泵等产生的噪声影响。6）高温热辐射炉前操作、水渣场及水渣沟产生的水蒸气等热辐射影响。（2）安全和工业卫生技术措施1）防火防暴措施本项工程设计在总图布置上充分考虑了消防通道的畅通，并在试验区内设消防管网，装设地下式消火栓，间距不大于120米。水量、水压均有可靠保证。试验区内建（构）筑物的间距均按防火间距要求是设计。普通操作室内设有消防栓，变、配电所及电器控制室设化学灭火装置。监控中心设自动报警系统和相应的自动灭火系统。停炉、煤气净化布袋除尘器操作等凡有煤气操作的岗位都要严格按照有关的煤气操作安全规程、炼铁安全规程操作。煤气除尘和输送系统都设有严密的隔断装置，并设有煤气放散，通煤气吹扫及充填和泄爆装置。煤气布袋除尘器前设有煤气高、低温报警和低压报警装置。炉顶煤气分析室设轴流风机定时换气。为防止冷却壁因漏水发生爆炸，炉体冷却系统均设置水温、水压、检漏监控及事故报警装置。铁水罐使用前需进行烘烤，以除去罐中水分，防止爆炸事故发生。输送煤气、氧气的管道设有流量、压力等安全检测仪表和低压报警装置，同时设有安全阀及必要的快速切断装置，并对管道采取防静电接地措施。煤气管道设有氮气吹扫。2）电气安全与防雷措施凡属一级电力负荷设施（主卷扬机、炉顶装料设备、循环水泵、冲渣水泵、泥炮、开铁口机、煤粉喷吹空压机等）均为两路电源供电，保证生产安全。电器设备和线路均设有防腐、防潮、接地等保护措施。试验区内一切有设备检修的部位均工作照明和事故照明，检修需要采用照明手灯和移动电灯的，均使用24伏和36伏安全电压。煤气净化系统的电控设备，照明灯具均为防暴型。按建（构）筑物防雷设计规范要求，试验区内较高建（构）筑物和烟囱采用避雷带、避雷针保护。3）防热辐射及触电伤害在易受热辐射伤害的高温作业场所，工人采取远距离操作或自动操作，对热辐射尽可能采用隔热材料处理。冶炼工人炉前操作时，带有色安全防护镜，避免眼睛受热辐射伤害。穿戴防热辐射的工作服、鞋和帽等。防止触电事故，采取了绝缘和保护接地措施。在易发生触电事故的设备周围设有防护栏和警示标志。检修移动照明电压采用12～36V。4）防止机械伤害、人身坠落和设备事故措施设计考虑在高空作业区，出铁场、矿槽等各连接处设置安全通道，加设栏杆；在需要跨越的渣、沟、皮带机等处设置过桥。在料仓口，安装孔以及一切有可能人坠落处，均设有防护栏杆或盖板。吊装孔等特别危险处设警告标志。机械设备裸露的转动部位均设有防护罩、防护挡板等防护措施、需检修的部位设置安全行走平台。在吊车作业的地段不设有通道走梯的出入口，并设防护栏杆，警告标志。工艺生产设备均采用集中控制和机旁单机试车方式。当机旁单机试车工作时，集中控制可以切除，避免操作伤害检修工人。5）防噪声措施把产生持续噪声的设备设置在厂房内，并对厂房作消音处理，对放、吸风处的气体产生噪音，加设消音器。到操作室外工作的现场人员，佩带耳塞、耳罩等个人防护措施。6）防尘通风措施上料系统，煤气系统，出铁场等产生烟、粉尘的部位都设有除尘系统，除尘系统输灰采用密闭的机械系统，避免二次扬尘。煤气净化布袋除尘器反吹煤气加压机室设通风机，并备有便携式CO检测仪，在进入布袋除尘区和煤气加压室时使用。对其他通过室内的煤气设备和氮气设备，分别设置CO含量检测及防止窒息安全标志和通风设施。在氧煤喷吹平台，出铁场设移动风扇。在监控中心、布袋除尘操作室、槽下操作室配备空调设施。7）放噪声措施在有持续产生噪声的站房（煤气净化风机室、除尘风机室等），设计考虑隔声操作室。隔声值班休息室及其他吸声、消声措施。炉顶排压放散管均加消音器。断续产生噪声的岗位工人操作时，配带耳塞、耳罩个人防护。8）防暑、防寒措施夏季，高温岗位工人饮用含盐清凉饮料，防暑降温，操作区域内地面洒水，设移动式风扇吹拂。冬季，有采暖要求的操作室、休息室等，由厂区集中供热采暖。7.1.4医疗保健及生活福利设施本工程新增各类人员的医疗保健和职业病防止工作由原公司的医疗保健部门承担。新设车间综合楼，内设车间办公室，各类值班维护工人休息室，厕所等。淋浴室冶炼工人就近单独设置外，其余人员设有公用浴室，设有职工食堂。7.1.5完全卫生机构、教育与检测本工程的劳动安全卫生管理及检测工作由炼铁厂的劳动安全卫生管理部门及检测部门负责。安全教育与检测工作由安全和环保部门统一负责管理，各车间设专人负责经常进行安全教育和检查。7.1.6安全与工业卫生预期效果本项工程各专业均考虑了比较完善的安全与工业卫生措施，针对生产过程中可能发生的火灾、爆炸、设备事故、机械伤害等职业危险因素均采取了有效的控制和防治措施，对生产岗位的烟尘、噪声、热辐射等职业危害因素采取了相应控制和防治措施，在严格执行操作规程和各种规章制度下，可以保证安全生产和生产工人的身体健康。病充分绿化厂区内空闲地带使各类操作人员和管理干部的工作环境清洁、适宜，符合安全与工业卫生的各项规定。从而保障了人身安全、健康，为提高劳动生产率创造条件，提供保证。7.2消防7.2.1设计依据《中华人民共和国消防法》（1998）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）《消防安全标志》GB13495-92《消防安全标志设置要求》GB15630-1995《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）《钢铁企业总图运输设计规范》（YBJ52-88）《工业企业煤气安全规程》GB6222-1986《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-987.2.2设计原则本设计认真贯彻执行“预防为主，消防结合”的消防工作方针及国家有关防火方面的规定，在建筑设计、总图布置、消防给水、存在火灾隐患的场所等方面均严格按照国家的有关规程、规范设计，做好本工程防火、防爆、安全疏散工作，并针对工程发生火灾特点，立足自防自救，采取可靠的防火措施，做到安全实用、技术先进、经济合理。7.2.3工程火灾因素分析本工程主要是10KV变电所、中央控制室、四座独立电气室及电缆夹层、槽上供焦系统、除尘系统五座电气室、计算机室、液压站、润滑站、外部电缆桥架等场所存在火灾隐患。7.2.4设计采取的防范措施建设基地按要求进行防雷接地，安全接地及计算机系统保护接地。火灾报警控制系统做接地，采用专线接地时，接地电阻不大于4欧姆，采用共线接地装置时，接地电阻不大于1欧姆。设置一套二总线火灾自动报警系统。该系统采用集中报警形式，报警控制器安装在有专人值班的控制室或值班室内。A系统组成火灾自动报警系统由下列设备组成：报警联动控制器一台；一定数量的火灾报警复示器、总线隔离器、点式感烟探测器、点式感温探测器、缆式线型感温探测器、手动报警按钮、声光报警器、缆式探测器模块及所需的其他配套设施。B火灾自动报警系统的设置场所在10KV配电室，低压配电室、各控制室、各电器室及电缆沟、电缆夹层、槽上运煤（焦）系统、除尘系统，各液压站、润滑站等场所设置火灾自动报警系统。C火灾自动报警探测器的选用在配电室、各控制室、电气室内安装光电感烟探测器；电缆夹层及电缆沟等处设缆式探测器；各液压站、润滑站等处安装点式感温探测器。在上述场所均设有一定数量手动报警按钮和声光报警器。D火灾自动报警线路火灾自动报警系统采用独立的传输线路。在车间、厂房内的火灾自动报警线路采用镀锌钢管明配方式敷设，并在钢管上采取防火保护措施，在各电气室、控制室等处采用穿钢管暗配方式敷设，其保护层厚度不小于30mm；在电缆夹层、电缆沟等处采用阻燃电缆敷设。E供电及接地火灾自动报警设备采用交流220伏供电，同时配备专用的直流备用电源，当交流电源断电时，可自动转换为直流备用电源供电。火灾报警控制系统做接地，采用专线接地时，接地电阻不大于4欧姆，采用共线接地装置时，接地电阻不大于1欧姆。（1）消防措施室内消防给水有TRT、除尘风机室、中央控制室、综合楼等。每处按同时1处火灾考虑，两个消防栓同时使用，消防水量25L/s室内设置若干个室内消防栓及手提式干粉灭火器。室外消防供水管在厂区形成环状管网，在管网上设置室外地下式消防栓，消防栓间距不大于120m，保护半径不大于150m。（2）安全标志在试验区较明显的位置设置一定数量的严禁烟火标志，具体设置均按GB15630-1995《消防安全标志设置要求》设置。（3）其他油变压器设化学灭或工具。电缆选用低烟阻燃型铜芯电缆，特殊场合选用耐高温和防腐电缆。（4）消防组织与管理其消防由公司消防部门统一管理。（5）防火措施的预期效果消防措施严格按照国家有关规程、规范设计，正常情况可避免火灾事故的发生，确保生产安全，工作人员生命安全；一旦发生火灾，可利用配置的消防设施和通讯设施，及时扑灭火，控制灾情，最大限度地减少损失。第八章经济和社会效益分析8.1经济效益分析经有关方面研究，从1990~2002年的13年间，我国钢产量的增量部分其中22%得益于新建钢厂，41%得益于技术改造时扩容增加生产能力，37%得益于企业工艺、装备的结构调整，特别是先进工艺流程和技术的应用。由此可以看出，生产效率的提高主要依赖于先进流程和技术整体优化。据有关权威机构预测，2008年所有目前钢厂在建的产能投入生产后，总产能达到5.38亿吨，这就意味着其中过剩产能要依靠淘汰落后、重点建设具有先进流程的钢厂和对现有钢厂进行改造来完成。因此，建立“先进钢铁流程及材料”国家重点实验室中试基地，研究开发先进钢铁制造流程和节能减排工艺技术，具有广泛的市场应用前景。中试基地的研究成果应用推广后将产生显著的经济效益，吨钢能耗可降低25公斤标煤左右，“十二五”期间的钢产量按5亿计，直接节约的能源就达1200万吨/年以上。吨钢CO2排放减少90公斤以上，吨钢SO2减少2.5公斤，NOx减少1.8公斤。8.2社会效益分析先进钢铁制造流程应具有产品制造、能源转换和废弃物消纳处理三大功能，是我国钢铁行业实现可持续发展，提高国际竞争力的必然选择，建立国家“先进钢铁流程及材料”重点实验室中试基地，形成具有自主知识产权的符合我国国情的钢铁制造流程集成创新，培养一批高层次的技术创新人才，将大大提高我国钢铁工业技术创新能力，加快我国钢铁工业结构调整和优化，促进钢铁生产大国向钢铁强国的转化。为实现国家“十一五”节能减排目标和2020年人均GDP翻两番的目标提供技术支撑。中试基地研究成果的推广应用，不仅可以为钢铁生产创造直接的经济效益，而且也生产巨大的环境效益，吨钢CO2排放减少90公斤以上，吨钢SO2减少2.5公斤，NOx减少1.8公斤，在全行业推广应用，每年CO2排放量可减少4500多万吨，SO2排放量可减少120多万吨，NOx排放量可减少90多万吨。目录项目摘要 1第一章中试基地建设意义和必要性 31.1钢铁工业可持续发展面临的压力 31.2熔融还原工艺是节能减排的重要措施 41.3中试基地是创新性科研成果转化的重要平台 6第二章技术现状和发展趋势 72.1国家开发熔融还原的历史和现状分析 82.2我国熔融还原工艺的开发状况 122.3国内外技术发展趋势 17第三章中试基地主要方向、任务与目标 193.1中试基地的主要发展方向 193.2中试基地的主要功能与任务 203.3中试基地主要技术突破方向 213.4中试基地的近期和中期目标 22第四章组织机构、管理与运行机制 234.1建设项目法人单位概况 234.1.1有限责任公司 234.1.2钢铁研究总院 254.2国家工程实验室的机构设置与职责 264.3运行和管理机制 28第五章中试基地的建设方案 295.1半工业试验的工艺流程 295.2建设方案和建设内容 305.2.1原燃辅料供、配系统 305.2.2炉顶装料及煤气除尘系统 315.2.3炉体系统 315.2.4渣铁系统 325.2.5氧煤粉喷吹 325.2.6热力设施 335.2.7给排水设施 345.2.8化学消防设施 355.2.9通风除尘设施 365.2.10供配电设施 375.2.11自动化仪表 385.2.12总图运输 425.2.13土建工程 435.3投资概算 455.4计划进度 455.4.1设计阶段 455.4.2施工阶段