油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造项目可行性研究报告.docx

1、油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造项目可行性研究报告*常宝钢管股份有限公司油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造项目可行性研究报告二九年五月第1章 总论1.1 项目名称、主办单位及企业负责人 项目名称：*常宝钢管股份有限公司油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造 项目主办单位：*常宝钢管股份有限公司 项目建设地点：*省常州市延陵东路常宝钢管厂区内 建设单位法人代表：曹坚 建设项目负责人：高怀珍1.2 企业概况*常宝钢管股份有限公司是*省无缝钢管专业生产厂家、国内无缝钢管自主进出口会员单位之一。具有近50年无缝钢管制造历史，具备较强的技术开发能力和制造经验。是“中国免检产品”企业、“冶金部优

2、质产品企业”、“*省名牌产品企业”、“*省优质产品企业”、“*省高新技术企业”。该公司以石油管材为热轧无缝管主导产品，成为列入“中石油” “中石化”采购网的主流供应商，供应各大油田，并大批出口美国、加拿大、德国、日本、韩国、新加坡、菲律宾、马来西亚等以及港澳台等地区。油井管系列的石油管国内销售和出口量位居全国第三，小口径电站高压锅炉管替代进口并出口，技术质量水平名列国内前三。2008年该公司销售收入24亿元，实现利税2.25亿元，出口创汇1.5亿美元、占销售总额的44，企业的经济效益和可持续经营能力登上一个新台阶。目前，“常宝钢管”正进一步落实科学发展观，以“持续、和谐、共赢”经营理念，以产品

3、创新、专业化发展为重点，企业向差异化、高效率、生态型的品牌方向发展，创建一流特色的无缝钢管精品制造商。该公司在发展过程中，大力推进节能降耗工作，建立了能源管理网络体系，设立能源环保职能部门能源环保部，负责能源管理工作，一方面通过建立、健全各项能源管理规章制度，强化培训、考核，做好全厂能源基础管理。另一方面，投入大量资金，淘汰陈旧设备及老工艺生产设备，有效减少能源浪费，并积极推广应用节能新技术，倡导资源综合利用，提高能源利用效率。该公司通过近几年持续的管理改善和技改投入，使该公司吨钢综合能耗、万元产值能耗、吨钢新水消耗逐年下降，近三年分别下降6.21%、14.47%、31.80%，达到了国内同行

4、业先进水平。08年该公司万元产值综合能耗达到了236.03公斤标准煤/万元，工业增加值综合能耗达到了100.00公斤标准煤/万元，工业用水重复利用率达到了93.26%。在实现企业发展的同时，取得了较好的社会效益。1.3 项目概况1.3.1 项目基本情况*常宝钢管股份有限公司油井管生产线是专业生产油田行业用油井管（OCTG）的无缝钢管深加工线，该生产项目符合产业结构调整指导目录(2007年本)中鼓励类项目要求，其主要产品为低、中、高级的全系列油管（TUBING）和套管（CASING），年生产能力22万吨。随着石油行业不断发展，对油井管的品质及生产效率提出了更高的要求，该公司现有生产线设备及生产流

5、程为90年代初水平，部分设备工艺落后，部分设备能源利用效率偏低，单位产品能耗居高不下。2008年该公司生产油井管总计21.8万吨，消耗的等价综合能耗为75138.47吨标煤，单位产品等价综合能耗为344.67千克标煤/吨管。为有效提高能源利用效率，降低产品单耗，该公司拟对油井管生产线及加热系统进行工艺综合节能改造。1.3.2 主要改造内容常宝钢管油井管生产线工艺及加热系统节能技术改造项目主要内容包括：缩短工艺流程，淘汰落后设备，采用节能高效140六辊矫直机、排锯机、进口4轴高效管体车丝机等提高综合成材率；采用高效换热器、高速烧嘴，PLC全自动控制技术，对环形加热炉、再加热炉以及热处理炉三大加热

6、系统进行节能改造；生产线采用全直流调速、钢管自重滚动替代电动横移链式移动，对200kW空压机增设节电系统等。1.3.3 项目建设必要性随着石油行业不断发展，对油井管的品质及生产效率提出了更高的要求，该公司现有生产线设备因工序落后，部分设备效率偏低，单位产品能耗偏高，如不及时进行节能改造，产品单耗将居高不下，现有生产线已不能满足现代低能耗、高效率生产需要。为了响应国家对节能减排的要求，实现“十一五”总体节能目标，满足*常宝钢管股份有限公司发展战略的需要，提高产品的综合成材率，降低单位产品的能源消耗量和生产成本，提高产品的市场竞争力，*常宝钢管股份有限公司拟对油井管生产线进行一系列工艺综合节能改造

7、。充分利用该公司现有的优势，以科学发展观统揽全局，以发展为主体，以市场为导向，以技术创新为动力，大力发展高端产品，并进一步形成循环经济和可持续发展。本项目通过对原生产工艺进行综合改造，缩短工艺流程，淘汰落后设备，采用节能高效的140六辊矫直机、排锯机、进口4轴高效管体车丝机等设备，达到提高综合成材率的效果；通过采用高效换热器、高速烧嘴，PLC全自动控制技术，对环形加热炉、再加热炉以及热处理炉三大加热系统进行节能改造，生产线采用全直流调速、钢管自重滚动替代电动横移链式移动，为200kW空压机增设IR5000节电控制系统等一系列的节能改造措施，达到提高能源利用率、降低产品能耗的效果。1.4 编制依

8、据与原则1.4.1 编制依据（1）*常宝钢管股份有限公司油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造项目可行性研究设计委托书；（2）常宝钢管关于油井管生产线改造项目可行性研究的有关技术要求。（3）投资项目可行性研究报告编制指南1.4.2 编制原则（1）根据项目的实际情况合理组织，精心设计。（2）在满足系统工艺技术经济指标要求的前题下，力求节约资金，降低工程造价。（3）技术装备水平先进、适用、可靠，以求在保证生产线整体水平先进的前提下，尽可能降低建设投资费用。（4）研究与设计中力求生产工艺布局紧凑合理，工序完备且衔接顺畅，适应市场变化能力强。配置齐全的产品质量检测手段，尽可能提高成材率，努力降低原材料

9、消耗。（5）整个工程项目在保证正常生产的前提下，尽可能节省能源消耗，减少温室气体的排放，为实现循环经济的发展提供有利条件。（6）高度重视环境保护，采取先进的“三废”处理方法保持生态平衡，认真贯彻三同时原则，使工程“三废”达标排放。（7）认真贯彻执行国家和地区的有关政策、法规与规范。如能源利用、环境保护、劳动安全以及工业卫生、消防等技术要求，均在总体设计中考虑。1.5 项目建设进度本改造项目改造周期预计为14个月。生产线建设进度见表1-1。表1-1 项目建设进度表时间工程内容2009年2010年56789101112123456项目调研、方案论证设备选型订货现场施工设备安装及调试工人培训试生产、

10、项目鉴定验收1.6 投资估算和财务评价1.6.1 投资估算和资金筹措投资需求：本项目总投资为4150万元。资金筹措：本项目所用资金全部由*常宝钢管股份有限公司自筹。1.6.2 财务评价项目改造后，项目增量投资财务内部收益率为59.88%，财务净现值大于零，增量项目投资回收期1.49年。财务指标表明，本项目在实现预期的情况下，在财务上可以接受。1.7 研究结论1.7.1 能源供应该技改项目实施后所需要的能源种类与项目改造前没有变化，只是数量上有所减少，原有的能源供应和动力系统足够支持该项目的实施。其中原煤采购主要来自山西晋城和河南焦作的煤矿，供应可以得到保证。天然气是由港华燃气公司通过管道进行供

11、应，企业与供气商签有供气合同，供应量可以得到保证。电力仍采用该公司原有的供配电系统，项目改造后，生产线的总装机容量没有增加，因此原有的供电系统可以满足该项目的电力供应。蒸汽全部由振华热电厂供应，项目实施前后用量没有明显变化，供应可以得到保证。生产用水由当地自来水公司提供，供应可以得到保证。1.7.2 项目工程技术方案1.7.2.1 工艺流程优化及设备节能改造本项目拟通过对穿孔机加工辊、顶管机大齿条优化改造，由原来的高压交流轧制改为直流调速轧制，使轧制精度得到有效控制；对顶管和张减机组的自动控制系统更新和优化，提高钢管长度及壁厚的控制精度；对生产线中重点环节之一的钢管台架进行优化改造，将钢管电动

12、横移链式移动改为自重滚动，减少电能消耗；通过淘汰精整线落后设备，采用国内先进的140六辊矫直机，使原来的单倍尺管矫直锯切5刀变为双倍尺管矫直锯切3刀，减少2刀切头工序，降低锯切时间及刀片的损耗，提高矫直精度和成材率；通过采用先进的合金排锯机，由原来的1分20秒锯切4根钢管提高到同样时间内锯切10根钢管，可大大提高锯切效率；通过以上工艺流程的优化改造，综合成材率从86%提高到89%，1.7.2.2 加热炉综合改造，提高加热效率本项目拟对环形炉、再加热炉进行综合改造，优化炉体结构，采用高效换热器、提高空气预热温度，采用先进的亚高速烧嘴、PLC全自动控制，减少能源损耗；对热处理炉加装天然气节气装置，

13、减少天然气消耗。通过改造，可提高加热强度，缩短加热时间，提高燃烧效率，使加热炉系统能源消耗达到先进水平。1.7.2.3 空压机变频改造为一台200kW空压机增设IR5000节电系统。1.7.3 节能本项目实施后，改造后比改造前预计每年可节约原煤9886.032吨、电力884.51万千瓦时、天然气96.35万立方米，折11535.2吨标煤。产品单耗由344.67千克标煤/吨管下降到291.76千克标煤/吨管。1.7.4 环保本项目中对加热炉进行综合改造后，燃煤效率得到较大提高，可减少大量的原煤消耗，有效的减少了对大气的二氧化碳排放和烟气污染。1.7.4 经济评价本项目从投资财务角度分析是可行的。

14、1.8 主要经济指标表序号指标名称单位指标值备注1项目总投资万元41501.1设备投资万元35501.2设备安装费万元4501.3土建费万元501.4其他费用万元1002生产规模2.1改造前油井管产量万吨21.82.2改造后油井管产量万吨21.83年运行时间小时72004主要用能量4.1改造前原煤吨49507电力万千瓦时6463.8天然气万立方米963.5蒸汽吨311764.2改造后原煤吨36920.97电力万千瓦时5579.29天然气万立方米867.15蒸汽吨311765综合能耗节约量吨标煤11535.186原材料节约量圆钢管坯消耗节约量吨85447建设期年18盈利能力8.1节能和综合利用年

15、收入万元30248.2新增利润总额万元24839财务评价指标9.1增量项目投资财务内部收益率%59.889.2增量项目投资财务净现值万元92119.3增量项目投资回收期年1.49第2章 市场预测分析2.1 产品市场分析本项目是立足于原有油井管生产线上的综合节能改造工程，不直接形成产品，产品产量及销售渠道与项目改造前基本一致，只是形成原煤、电力、天然气和原材料圆钢管坯的节约量，因此对本项目的产品市场分析简略。2.2 产品的竞争力分析本项目只产生能源和原材料的节约量，产品的产量及销售渠道与项目改造前基本一致，竞争力分析简略。2.3 价格预测本项目产生能源和原材料的节约量，参照改造前该公司能源采购价

16、，原煤按1100元/吨、电力按0.72元/千瓦时、天然气按3.14元/立方米、圆钢管坯按2000元/吨计。2.4 市场风险预测根据目前的市场状况，近期国内外能源紧张，*常宝钢管股份有限公司针对生产线及加热系统的综合节能改造项目，既为企业节约了能源消耗，又减少了烟气排放，在目前能源价格日益上涨的时期，为该公司的发展带来了蓬勃生机，不存在市场风险。第3章 工程技术方案3.1 项目组成本次*常宝钢管股份有限公司油井管生产线工艺及加热系统节能综合改造项目由三个主要部分组成，第一部分是对环形炉和再加热炉两大加热系统进行综合改造，第二部分是对油井管生产线的工艺流程的优化和专用设备的节能改造，第三部分是对生

17、产线进行全直流调速改造和空压机变频调速改造，所以本项目生产工艺的分析主要为这三部分的技术分析。3.2 工艺技术方案的选择3.2.1 选择工艺技术方案的原则工艺成熟、技术可靠、装置的运转率高；工艺流程先进、能量综合利用合理；控制优化、操作方便；控制污染，三废排放符合国家规定的标准。3.2.2 原有生产工艺流程项目实施前工艺流程图如下：工艺流程说明：管坯经表面处理后人工检查，对影响后续产品质量的缺陷进行清除，合格的管坯进入生产流程。按生产作业计划对管坯进行长度分段投料，将投料的管坯送加热炉进行加热，按工艺规程加热到规定温度后出炉。出炉的管坯进行端部定心，定心后的管坯进入穿孔机制成毛管。将芯棒插入毛

18、管后进行端部缩口，缩口后的毛管连同芯棒进入顶管机进行轧制，轧制后的荒管经松棒机后，在脱棒机进行脱棒处理。芯棒进入循环使用，荒管进行杯底切除。荒管进入再加热炉加热后，经高压水除表面氧化铁皮后进行张减轧制成合格的成品长管，在冷床冷却后，进行管体矫直，按要求将长管进行长度分段，再经无损检测和人工表面检查和尺寸检验，对合格的管体进行标识，再将其打捆入库。在进行管材的深加工时，需从库中统一取出半成品上料，合格热轧无缝钢管经通径检验，合格钢管管端部经液压镦粗成型，进入热处理炉，经性能测试合格后，钢管一端经缩口后进行车丝，接着管道螺纹检测，合格产品经喷丸机喷沙后进行管拧接，再进行水压实验，合格钢管的另一端要

19、经过缩口、车丝、螺纹检测和喷沙等工艺，再拧接内、外保护环，最后对钢管进行测长、称重、标识、干燥，打捆包装成品入库。3.2.3 原工艺流程及设备中存在的问题环形加热炉、再加热炉以及热处理炉三大加热系统较为陈旧，加热效率仍处于90年代的水平，存在很大的节能空间。其中环形加热炉每吨钢管约耗煤154千克原煤；再热炉每吨钢管约耗煤41千克原煤；热处理炉每吨钢管约消耗天然气39.8立方米。穿孔机、顶管和张减机组的控制系统较为落后，使得在轧制过程中无法有效控制钢管长度及壁厚的精度，影响了钢管的合格率。前半个工序中，从“矫直”往后，到“钢管上料”之间的精整线设备较为落后，工序过程较长，不仅影响了生产效率，还降

20、低了成材率。在用的两台车丝机陈旧老化，不仅生产效率低下，而且也影响了产品的合格率，已渐渐无法跟上现在的品质与产量需求。目前该公司有4台40m3螺杆空压机，其型号为ML200-2SW/C，运行功率为200kW，在运行时负荷会经常发生变化，在低负荷或卸荷运行时，空转电流仍然很大，其中大部分电流不是用来做有用功，而是机械在额定转速下的空转损耗，造成了电能的浪费。3.2.4 改造方案A、对于将原煤做为燃料的环形加热炉和再加热炉，为了能够精确控制炉温曲线，提高燃烧效率，本项目将淘汰加热系统中现有的普通烧嘴和两行程的换热器，更新为亚高速烧嘴和四行程的换热器，换热器的材质由普通钢变为不锈钢，这样不仅可以提高

21、烧嘴的燃烧速度，还可增大换热器的热交换面积，并提高其热传导率，由此可整体提高加热炉的燃烧效率；为了配合高效的烧嘴和换热器，将更新加热炉的自动控制系统，使其能更加精确的控制燃烧过程。经过改造后，环形加热炉系统的吨管煤耗可以降低36千克/吨管，再加热炉系统的吨管煤耗可以降低10千克/吨管。B、对于将天然气做为燃料的热处理炉，本项目将采用EMK-5-GAS型多级磁王燃料节能器做为热处理炉的节气装置。该装置是高科技钴镍合金永久磁铁产品，一根磁棒拥有三根磁极，且磁通量为一根磁极之三倍，是专门针对油气燃料机械所开发，利用多极磁场技术改变燃料中的氢原子结构，可将未完全燃烧之粒状物质、碳氢物(HC)、氮氧化物

22、(NO)及一氧化碳(CO)再度燃烧，达到完全燃烧，以提升燃烧效率，并降低排气污染。安装该装置后，热处理炉的节气率可达10%-15%。C、对穿孔机加工辊、顶管机大齿条进行优化改造，由原来的高压交流轧制改为直流调速轧制，使轧制精度得到有效控制；对顶管和张减机组的自动控制系统进行更新和优化，加强对钢管长度及壁厚的控制精度。该项可使生产线吨管电耗下降14.5千瓦时/吨管。D、变更工序，缩短工艺流程，省略调拨运转、精整、检验、入库、钢管上料等中间环节，精整线上采用国内先进的140六辊节能高效矫直机，淘汰落后设备，由原来的单倍尺管矫直锯切5刀变为如今的双倍尺管矫直锯切3刀，减少切头工序，降低锯切时间及刀片

23、的损耗，提高矫直精度和成材率；采用先进的合金排锯机，增加同时锯切的管数，提高锯切效率，对生产线中重点环节之一的钢管台架进行优化改造，将钢管电动横移链式移动改为自重滚动，减少电能消耗；。E、采用国外进口的新型高效车丝机（型号：TCN14-2TZ），提高车丝效率及车丝精度，每根钢管车丝时间相比之前节约10秒钟，可较大程度上提高油井管整条生产线的生产效率，同时也能提高产品合格率及产品质量，车丝效率可提高16%，合格率提高0.6%。经过D、E两项生产工艺方面的节能改造，整条生产线综合成材率可由改造前的86%提高至89%，产品合格率由85%提高到95%，使生产线吨管电耗下降21千瓦时/吨管。F、为其中一

24、台空压机增设IR5000控制系统，该系统内含变频器，使变频器能够根据储气罐压力自动调节运行频率，可最大程度的节约空压机电能。增设该控制系统后可节约空压机运行功率约60kW。3.2.5 项目实施后工艺流程图3.3 主要工艺设备选择项目主要设备：加热炉燃烧系统两套：其中烧嘴由原先的普通更换为亚高速烧嘴；换热器由原先的两行程变为四行程，材质由普通钢变为不锈钢。天然气节能器一套：型号：EMK-5-GAS；进口车丝机两套：型号：TCN14-2TZ，功率：100kW；空压机节电系统一套：型号：IR5000，功率：200kW。其他设备见工艺设备一览表，表3-1。表3-1 工艺设备一览表序号设备名称型号规格单

25、位台数备注1管体车丝机辅机350kW套12油套管接箍机及步进梁TCN12-2TZ，100kW套13特珠扣精整线辅机55kW套14车丝机用排屑机5.5kW套25螺纹抛丸装置GS-0722A，10kW套26数控管螺纹车床QK1319G，30kW套27测长、称重、涂色环、打印、喷标装置40kW套18张减机齿轮箱套19涂油烘干设备3.7kW套110空压机节电系统IR5000,200kW套111测长称重套112车丝机辅机控制系统PT70,20kW套213机架套114天然气节能器EMK-5-GAS套115加热炉燃烧系统套217水处理系统套118乳化液处理设备套119显微镜套120碳硫分析仪套121氮氢氧分

26、析仪套122小型机套123轧辊套124大齿条套125车丝机TCN14-2TZ，100kW套2第4章 生产规模、原材料、燃料及公用设施情况4.1 生产规模*常宝钢管股份有限公司油井管生产线是专业生产油田行业用油井管（OCTG）的无缝钢管深加工线，其主要产品为低、中、高级的全系列油管（TUBING）和套管（CASING），年生产能力22万吨。本项目实施前（2008年）年生产油井管共计21.8万吨，生产时间为7200小时。项目实施后生产能力不发生变化。4.2 原材料供应及消耗量本项目实施前，该公司油井管生产线的综合成材率为86%，按照年产21.8万吨计算，全年需采购圆钢管坯253488吨，材料来源比

27、较广泛，遍布于*、山东、浙江、湖南等省的圆钢制造厂家。项目实施后，产品成材率可达到89%，按原产量计算，全年需采购圆钢管坯244944吨，较项目实施前节约管坯8544吨。4.3 能源供应及消耗量*常宝钢管股份有限公司生产耗能主要为原煤、电力、天然气和蒸汽，其中原煤采购主要来自山西晋城与河南焦作的煤矿，以无烟煤为主；天然气供应是由港华燃气公司通过管道接入该公司厂区；电力供应全部来自社会电网，供电等级为35kV，生产线的总装机容量在项目实施后没有增加，因此原有的供电系统可以保证该项目的电力供应。蒸汽全部由振华热电厂供应，项目实施后用量不发生明显变化。4.4 资源利用合理性分析本项目是对现有油井管生

28、产线进行的综合节能改造项目,其生产线的产能没有发生变化，而是有效的缩短了生产流程，提高了产品的综合成材率，减少了能源消耗。项目实施后无需更改原有的采购途径和能源供应线路，不管原材料，还是燃料、动力等资源的利用都是十分合理的。第5章 厂址选择该项目是在现有厂址和厂房基础上进行的改造项目，生产线基础不动，厂房不需扩建。因此对本项目的厂址选择分析简略。第6章 总图运输6.1 概述本项目位于*常宝钢管股份有限公司厂区内部，该厂区所在的戚墅堰区位于常州的东部，该区地处长江三角洲金三角中心，与上海南京两大城市等距相望，沪宁铁路、沪宁高速公路、312国道、京杭大运河横贯全区，地理位置优越，水陆交通非常便利。

29、发达的公路和水路运输为本工程的原料、燃料的运进和成品的运出提供了方便的条件。6.2 厂区总平面布置本项目为*常宝钢管股份有限公司油井管生产线综合节能改造项目，具体为：改造原生产线的部分流程和落后设备；改造原加热炉的燃烧系统；为空压机增设节电控制系统。项目实施地点在原厂房内油井管生产线上，生产线基础不变动，厂房不需扩建。厂区总平面布置在本次技改前已经形成，本次不作变动。6.3 运输设计6.3.1 货物运输量本项目实施后，原料年运输量较实施前有所减少，约为24万吨；原煤年运输量也较实施前有所减少，约为4万吨；油井管产量保持不变，需向外运输21.8万吨。6.3.2 运输工具本项目货物运输方式有水运，汽运及铁路运输。货物运输除厂方自有运力运输部分外，其余由社会运力承担。6.3.3 道路保持*常宝钢管股份有限公司现有生产区道路不变，能够满