年产80万吨的水泥厂可行性研究报告.docx
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年产80万吨的水泥厂可行性研究报告
X省X市水泥厂可行性研究报告
第一章总论
㈠项目实施背景
1.1、项目名称
年产80万吨的水泥厂。
1.2、承办单位
XX大学资源加工与生物工程学院无机系
1.3、可行性研究报告编制依据
（1）国家发展和改革委员会发布的“产业结构调整指导目录”。
（2）国家发展和改革委员会发布的《水泥工业产业发展政策》。
（3）《投资项目可行性研究指南》（中国电力出版社）。
1.4、项目建设的必要性分析
发展循环经济是党中央、国务院为贯彻落实科学发展观、实现经济增长方式根本转变而提出的一项重大战略任务，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要途径。
按照科学发展观的要求，加快建立循环经济发展模式，实现以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济效益和社会效益。
随着水泥熟料煅烧技术的发展，发达国家水泥工业节能技术水平发展很快，低温余热在水泥生产过程中被回收利用，水泥熟料热能利用率已有较大的提高。
但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响，在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用，能源浪费现象仍然十分突出。
新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气，低温余热发电技术的应用，可将排放到大气中的废气余热进行回收，使水泥企业能源利用率提高到95%以上。
项目的经济效益十分可观。
从环保方面分析，火力发电项目需要燃烧大量的煤炭资源，并在生产过程中排放大量的CO2气体，一台与9000kW余热发电机组相当的燃煤发电机组，按年发电量6048万kWh来计算，将产生近5.2万tCO2气体排放量，因此余热发电机组运行的社会环保效益十分明显。
日本、欧洲等发达国家由于能源紧缺，80年代初率先在干法水泥窑上应用低温余热发电技术，并在设备制造、电气控制等方面取得十分成熟的经验。
目前日本以及欧洲的大型干法水泥窑上均配套建设了余热发电装置，东南亚许多国家的水泥窑也都带有余热发电电站。
我国是世界水泥生产和消费的大国，近年来新型干法水泥生产发展迅速，技术、设备、管理等方面日渐成熟。
目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线，新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低，但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲。
因此，新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用，一定程度上加剧了电能的供应紧张局面，再者，国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾，刺激了煤电项目的增长，一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗，另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体，加剧了对大气的环境污染。
因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。
此外，为了提高企业的市场竞争力，扩大产品的盈利空间，国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时，也纷纷规划实施余热发电项目。
90年代我国的安徽宁国、江西、山东、广西柳州等地的干法水泥窑先后建成带补燃炉和纯低温余热发电系统，并投入运行。
可见，随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。
本项目符合我国采用循环经济的模式实现国民经济可持续发展的要求，有利于推动循环经济的发展。
随着《中华人民共和国清洁生产促进法》、《水泥工业清洁生产技术规范》的实施及经济发展水平和人们认识的不断提高，人们对环境保护和水泥质量的认识不断增强。
环保问题、质量问题和可持续发展问题日益成为制约社会和经济发展的最重要因素之一，先发展经济，再解决环保和质量问题的诸多弊端已经日益显现，而且日趋严重，结果必然会导致经济发展不上去，环境问题也解决不好，更保证不了经济的可持续发展。
传统的水泥工业是一个高能耗、高污染的资源性工业，为了实现水泥工业产业结构调整，实现水泥工业由“粗放型”向“集约型”的转变，必须在水泥工业的发展中加大采用新技术、新装备的力度，重点对产品质量低劣、环境污染严重、资源浪费严重的立窑、小型回转窑水泥生产企业实行坚决的关停，以大型现代化的水泥工业替代周边地区小水泥生产企业。
为此，国家有关部门修订颁布了与国际标准接轨的新水泥产品标准，以高标号回转窑水泥逐步取代低质量的立窑水泥；并加大监督检查力度，严格限制立窑水泥的使用范围和生存空间，从而为国民经济可持续发展奠定了基础。
另外，立窑企业在环境保护问题上由于生产工艺本身的限制而无法克服的缺陷日亦明显，集中表现在粉尘、SO2、NOx的排放量均远远大于预分解窑。
本项目实施后全厂各粉尘排放点的粉尘排放浓度均在国家排放标准以下，NOx、SO2等有害物排放量均大大低于国家排放标准。
本项目建成投产后，将促进当地淘汰立窑等落后水泥生产线，节能降耗、减少污染的优势十分显著。
全国代表大会上各大人大代表特别提出了：
加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力，建设资源节约型、环境友好型社会，实现经济社会永续发展。
实施本项目，可以消纳当地及周边地区的煤矸石、矿渣、硫酸渣等工业废渣总计约52万t，这将有利于减轻这些废料对土地的占用及污染，有助于减少自然原料资源的消耗，改善区域生态环境。
因此，本项目的实施符合国家资源综合利用政策，有利于推进循环经济的发展。
结合X省的实际情况我们总结出：
（1）该项目是水泥市场需求以及所在地经济发展的需要。
X省X市的经济发展迅速，通过X市的高速公路正在建设中。
目前X市只有年产量200万吨的水泥生产能力，远不能满足市场需求。
（2）该项目是改善X市水泥工业布局、优化项目所在地水泥工业结构和提高项目所在地工业整体竞争力的需要，遵循生产能力与市场配置优化原则，生产能力应逐步向主要消费地和集散地转移。
（3）该项目是抢占市场先机的需要，在联合重组方面已走在X市水泥企业的前面，面对巨大的市场优势，项目所在地已成为全市水泥企业争夺的焦点。
1.5、拟建地点
X省X市
1.6、建设规模与目标
本项目建设规模为年产成品水泥91.25万吨。
1.7、主要建设条件
（一）资金来源
本项目总投资两千万元人民币。
外商独资，银行贷款。
（二）原材料供应
1） 石灰质原料
主要有石灰岩、泥灰炭、白垩、贝壳等。
2） 粘土质原料
天然粘土原料有黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩和河泥等，本市范围内可提供。
3） 校正原料
常用的硅质校正原料有砂岩、河砂、粉砂岩等，当粘土中Al2O3含量偏低时，可渗入煤渣、粉煤灰、煤矸石等高铝原料校正，可在本市范围内开采和采购。
4） 石膏
作缓凝剂用的石膏供货能力有保证，用汽车运输进厂。
5）燃料
水泥生产的主要燃料是煤炭，X市有燃料公司，可提供水泥生产所需。
（三）电力供应
X市有华能X风电厂提供的电力。
（四）供水
X是一个环海岛屿，淡水资源丰富，完全能提供充足的水资源一共生产需求。
（五）建设场地条件、地理位置
项目拟建地在X市位于X省的东北部。
2、现状
项目拟建占地16万平方米，所占用地为基本农田、村民自留地及荒地。
具体征地问题将由政府协同有关部门进行协调处理。
3、建设场地的地形状况
X市属于低丘台地平原地带。
平均海拔高度42.55米，地势由西南内陆向东北沿海倾斜。
东北部地势平坦属于平原阶地，海拔在50米以下，唯有铺前镇七星岭（海拔117米）、翁田镇抱虎岭（207米）龙楼镇铜鼓岭（388米）三座孤丘分布在东北沿海上。
西南部地势起伏不平，属于低丘台地，海拔在50～150米之间，超过150米的很少。
因此我们将厂址选择在东北部的平原地带，地势平缓，无太大落差，便于建厂。
（六）交通运输
（1）公路
X市公路四通八达，海文高速公路全长56公里，文城至美兰国际机场36公里。
全市各镇已实现全部公路通车，98%的村委会和97%的自然村公路通车。
全市公路通车里程达1646公里，其中国道1条9公里，省道6条227.557公里，县市道19条221.7公里，乡道1187.25公里。
全线共有桥梁55座1697.32米；其中，大桥3座416.24米，中桥11座670.34米，小桥41座610.74米，涵洞688道。
2010年12月30日通车的X东环铁路经过X市东路、潭牛、文城、会文、重兴五个乡镇，设两个站：
X站和冯家湾站。
（2）铁路
2010年12月30日通车的X东环高速铁路经过X市东路、潭牛、文城、会文、重兴五个乡镇，设两个站：
X站、冯家湾站，到达海口市区仅需25分钟，到达海口美兰国际机场仅需20分钟，到达三亚仅需1小时30分钟。
（3）海洋
清澜港是国家一级开放口岸、三沙市后勤补给基地、X航天发射中心运载火箭的中转港口、X第二
大渔港。
可通往全国、港澳台和世界各国。
现有5000吨位码头一个，设计年吞吐量为50万吨；500吨位码头二个，设计年吞吐量10万吨。
另外，X市最北端港口：
铺前港，为X省际重要渔港码头之一。
（7）气候条件
X市属热带北缘沿海地带，具有热带和亚热带气候特点，属热带季风岛屿型气候。
光、水、湿、热条件优越，全年无霜冻，四季分明。
年平均温度23.9℃，多年在23.4～24.4℃之间，年最低气温0.3～6.6℃，出现在1月份。
年平均>10℃积温为8474.3℃，。
年平均日照1953.8小时。
夏日日照最长是13.19小时，冬日日照仅10.57小时。
年太阳辐射总能量为108.8～115.0千卡/平方厘米。
雨量丰富，但时空分布不均，干、湿季明显，春旱突出，常年降雨量1721.6毫米，平均1529.8～1948.6毫米。
雨季主要集中在5～10月份间的汛期，雨量占全年的80%，对于发展热带农业生产条件十分有利。
但也有不利的因素，就是雨季主要集中在5～10月份间，而11～4月降雨量仅占全年的20%左右，是造成该市历史性春旱的主要原因；再的是8～11月间该市常受到强热带风暴和台风的影响，年平均发生2.6个，使之造成农作物以及人民生活财产的损失；另外在清明前后的清明风80%的年份都有发生，X市常年平均湿度为87%，最小湿度为34%。
1.8、主要技术经济指标
本项目建设规模上，充分体现水泥工业规模效益，在能确保生产出适合市场需求的优质水泥产品的前提下，尽可能降低投资，以利于滚动发展。
项目建设贯彻循环经济的理念，积极推行清洁生产技术，以提高资源、能源利用率为核心，降低能源、水资源、矿产资源的消耗，将污染物发生将到最小。
在优先考虑减少资源、能源消耗和污染物产生的基础上，实现资源的高效利用和循环利用，最大限度减少废物排放，按循环经济和建设节约型社会的理念，完成能源转换和合理利用，实现废弃物综合利用的加工，从而成为我市新一代水泥生产工厂。
第二章 市场预测
2.1产品的目标市场确定
X市内有四家水泥厂，分别为X天翔水泥制品有限公司、更新水泥制品厂、XX鲁海水泥实业有限公司、X潭牛水泥制品厂等，
随着政府下达的公路通往农村计划，加上城镇化的步伐日益加快，水泥的需求量急剧增加，而水泥厂之间的合理竞争可以促进市场的繁荣。
2.2产品的价格现状与预测
2.2.1、X市的建筑市场现状分析
X市2002～2013年基本建设投资额单位：
亿元
年份
年基本建
设投资额
其中
市政公用
工程
住宅建筑
一般建筑
其它
2002
3.65672
0.98568
1.46987
1.45897
2003
6.46132
1.86759
2.45321
1.89765
2004
10.30645
2.25649
3.78962
1.96589
2005
8.50211
1.89365
3.26456
2.94365
2006
13.83570
4.28612
5.61235
3.33642
2007
19.82851
4.14652
6.56321
2.12456
2008
19.37318
4.53621
7.21345
3.44562
2009
18.36789
6.42136
6.66391
3.26458
2010
22.57685
8.23659
7.89562
5.32145
2011
24.75456
9.22654
9.65321
5.62313
2012
23.99856
9.39856
8.65345
4.56213
2013
28.89942
12.8569
9.56324
6.23145
2.2.2、趋势外推法预测
⑴.建立模型利用下表中1990年至2002年的原始数据做时间趋势外推分析大致成线性变化。
Y-t关系图
使用趋势外推法，借助Exce软件可以模拟出预测模型为：
其中Y---投资额预测值
t---选定的时间
⑵预测根据公式可计算出X市2014-2023年预测值
X市基本建设投资额预测
年份
2014
20154
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
投资
31.6
34.47
37.26
40.06
44.85
49.65
53.44
57.24
61.03
65.83
第三章、建设规模与产品方案
3.1建设规模
本项目建设规模为年产成品水泥91.25万吨。
3.2生产方法
采用回转窑的新型干法生产技术。
工艺流程
1、破碎及预均化
（1）破碎 水泥生产过程中，大部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。
石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
破碎过程要比粉磨过程经济而方便，合理选用破碎设备和和粉磨设备非常重要。
在物料进入粉磨设备之前，尽可能将大块物料破碎至细小、均匀的粒度，以减轻粉磨设备的负荷，提高黂机的产量。
物料破碎后，可减少在运输和贮存过程中不同粒度物料的分离现象，有得于制得成分均匀的生料，提高配料的准确性。
（2）原料预均化 预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
原料预均化的基本原理就是在物料堆放时，由堆料机把进来的原料连续地按一定的方式堆成尽可能多的相互平行、上下重叠和相同厚度的料层。
取料时，在垂直于料层的方向，尽可能同时切取所有料层，依次切取，直到取完，即“平铺直取”。
意义：
（1）均化原料成分，减少质量波动，以利于生产质量更高的熟料，并稳定烧成系统的生产。
（2）扩大矿山资源的利用，提高开采效率，最大限度扩大矿山的覆盖物和夹层，在矿山开采的过程中不出或少出废石。
（3）可以放宽矿山开采的质量和控要求，降低矿山的开采成本。
（4）对黏湿物料适应性强。
（5）为工厂提供长期稳定的原料，也可以在堆场内对不同组分的原料进行配料，使其成为预配料堆场，为稳定生产和提高设备运转率创造条件。
（6）自动化程度高。
2、生料制备
水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。
因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
3、生料均化
新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。
均化原理：
采用空气搅拌，重力作用，产生“漏斗效应”，使生料粉在向下卸落时，尽量切割多层料面，充分混合。
利用不同的流化空气，使库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生倾斜，进行径向混合均化。
4、预热分解
把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积
状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。
（1）物料分散
换热80%在入口管道内进行的。
喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。
（2）气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。
（3）预分解
预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。
它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。
将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。
因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。
4、水泥熟料的烧成
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。
在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的AC3、AFC4、SC2等矿物。
随着物料温度升高近1300时，AC3、AFC4、SC2等矿物会变成液相，溶解于液相中的SC2和CaO进行反应生成大量SC3（熟料）。
熟料烧成后，温度开始降低。
最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。
5、水泥粉磨
水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。
其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。
6、水泥包装
水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。
3.3产品方案
生产425#的袋装水泥和散装水泥
第四章节能、节水措施
4.1、节水
给水工程设计充分利用了市政给水水压，合理确定给水方式，并采用节水型卫生器材，从而降低能耗。
排水系统
本工程电站排水包括化学水处理车间、余热锅炉排污、循环水排污等生产废水和雨水以及少量的生活污水等。
施工现场节水措施
（1）本工程施工中采用先进的节水施工工艺。
处于基坑降水阶段、肥槽未回填时，采用地下水作为混凝土养护用水。
使用地下水作为喷洒现场降尘和混凝土罐车冲洗用水。
（2）现场混凝土养护用水应采取有效的节水措施，按照施工方案和技术交底的要求浇水养护。
既保持混凝土湿润，又不积水浪费水源。
（3）现场机具、设备、车辆在指定位置冲洗，污水经沉淀后，循环使用。
在基坑降水阶段、肥槽未回填时，采用地下水水源。
（4）在基坑降水阶段，施工现场喷洒路面、绿化浇灌不使用市政自来水，采用地下水水源。
（5）根据施工现场情况，编制详细的施工现场临时用水方案，使施工现场供水管网根据用水量设计布置，采用合理的管径、简捷的管路，有效地减少管网和用水器具的漏损。
（6）施工现场办公区、生活区的生活用水采用节水型水龙头，100%配置节水器具。
施工生产和生活区用水采用两套临水系统，均使用节水型产品，分别安装计量装置，对生活区和施工生产采取针对性的节水措施。
4.2、节能
使用节能型点光源照明设备，门厅及室外泛光照明采用金属卤化物灯。
采用三晶变频器节能设备。
施工现场节能措施
（1）根据施工现场情况，编制详细的施工现场临时用电方案，使施工现场供电网络根据用电量设计布置，采用合理的电缆直径、简捷的线路，有效地减少线路和电缆的浪费。
（2）照明设计满足最低照度为原则，照度不超过最低照度的20％。
生活区采用低压照明用电，满足照明要求的同时并减少耗电量。
生活区照明用电由专人负责采用专闸控制，白天8：
00后拉闸断电，晚上随季节和天气确定时间合闸供电。
（3）施工现场办公区指定严格的用电制度，做到人走灯灭，下班后及时关闭电脑、打印机、复印机等办公用品。
（4）施工现场临时用电选用节能型灯具，办公区采用节能灯。
办公区、生活区夜间室外照明采用低压电源和灯具。
生活区宿舍楼楼道照明采用感光声控系统自动控制。
第5章环境影响评价
泥厂对环境的污染主要是生产过程中产生的粉尘、废气、噪声和废水。
5.1、水泥生产中对环境的影响及危害
水泥厂在生产过程中物料处理量大，运输环节多，密闭性差和高温作业，所以水泥厂对环境的污染主要是生产过程中产生粉尘、烟气、噪声和废热废水等。
5.1.1、粉尘
水泥厂对大气环境质量影响的主要污染物是粉尘，它主要产生于物料破碎、粉磨、熟料烧成、物料输送和储存等生产环节，厂内最大的粉尘有组织排放点是窑尾烟囱，较大的粉尘排放点还有石灰石破碎机、煤磨、冷却机、原料磨、库顶的粉尘排放，它们对周围环境影响较大，而其余一些低空排放以及无组织排放产生的粉尘，如原料堆棚内物料的存、运输及汽车装卸物料，也会对厂区及附近环境产生一定影响，会使土壤板结，植物枯萎。
。
同时这些粉尘大多数属于含活性二氧化硅大于10%的矿物性粉尘，而且10—0.1μm的颗粒占有相当比重，它可以直接进入呼吸道肺泡，并约有90%的沉积率，人若长期接触，危害非常大。
5.1.2、废气
本工程废气主要排放源是烧成窑尾废气中的有害气体，主要是SO2和NOx。
5.1.3、噪声
噪声源主要有磨机及风机等，其源强值一般为85～115dB（A），超过工业卫生标准。
噪声主要对人体的听觉器官和神经产生危害，引起人体机能的其它一些病变。
因此，在本设计中必须采取有效措施治理噪声，以减少对从业人员和环境的影响。
5.1.4污水
本工程生产用水采用循环系统，外排废水很少。
水泥厂用水因无有机物污染，且不含有害物质，除水温略有升高，含有少量油污外，水质不发生变化，所以对环境影响很少。
此外，还有少部分生活用污水。
第六章环境影响评价
6.1水泥生产中对环境的影响及危害
保护环境直接关系到国家的强弱、民族的兴衰、社会的稳定，关系到全局战略和长远发展。
我国人口众多，人均资源占有量低，环境负荷极大，当前环境污染和生态破坏已经较为严重，因此我们必须把保护环境放到基本国策的高度来认识。
水泥厂在生产过程中物料处理量大，运输环节多，密闭性差和高温作业，所以对环境的污染主要是粉尘、烟气、噪声和废热等，其中粉尘和烟气尤为突出。
水泥生中原料的破碎、粉磨，悬窑的卸料，熟料的破碎和输送，水泥的粉磨和包装，这些粉尘大多数属于含活性二氧化硅大于10%的矿物性粉尘，而且10—0.1μm的颗粒占有相当比重，它可以直接进入呼吸道肺泡，并约有90%的沉积率，人若长期接触，危害非常大，另外这些粉尘还会使土壤板结，植物枯萎。
噪声是一种恶性刺激物，主
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