模具坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统工程可行性研究报告.docx
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模具坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统工程可行性研究报告
模具坯体干燥数字化控制系统及余热平
衡利用数字化控制系统工程
可行性研究报告
第一章总论1
11项目名称及承办单位1
12可行性研究报告编制依据1
13可行性研究报告研究范围1
第二章项目提出的背景与建设必要性7
21企业概况7
22项目提出的背景8
23项目提出的必要性11
第三章建设规模与产品方案17
31建设规模17
32产品方案17
第四章项目选址与建设条件18
41建设地址18
42建设条件18
43厂址评述21
第五章技术设备及工程方案22
51设计原则22
52技术方案22
53设备方案29
54工程方案30
第六章总图运输及公用辅助工程32
61总图运输32
62场内外运输32
63公用辅助工程32
第七章原辅材料及燃动力供应34
71原辅材料供应34
72燃动力供应34
第八章环境保护36
81编制依据及范围36
82环境现状及主要污染源36
83环保机构设置37
84绿化38
85环境影响评价38
第九章节能方案39
91编制依据39
92项目能源消耗状况40
93项目所在地能源供应状况分析43
94节能措施43
95能源管理44
96节能效果分析44
第十章消防46
101编制依据46
102工程概述46
103生产工艺特点及安全措施46
104消防措施47
105消防设施及其安全可靠性50
第十一章劳动安全卫生51
111编制依据51
112采用标准52
113工程主要危害因素分析53
114劳动安全卫生防范措施55
115劳动安全卫生机构设置及人员配备58
116劳动安全卫生投资估算58
117预期效果及评价58
第十二章企业组织劳动定员和人员培训60
121企业组织60
122劳动定员60
123人员来源及培训60
第十三章项目实施计划62
131项目实施计划建议62
132项目实施计划62
133项目达产计划62
134工程管理62
第十四章投资估算与资金筹措64
141投资估算64
142资金筹措67
第十五章财务评价68
151投资估算68
152收益及成本估算68
153财务效益评价69
第十六章招标71
161编制依据71
162招标投标的基本原则71
163招标内容72
164招标方案72
附录
一附表
二附图
第一章总论
11项目名称及承办单位
111项目名称
模具坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统
112承办单位
某瓷业有限公司
法人代表某
项目负责人
113建设地点
某省某镇工业区某瓷业有限公司厂区内某公路东线西侧距某城区15km距某市区15km距唐柏公路4km距津唐高速公路出口15km
114报告编制单位
某省建材工业设计院
12可行性研究报告编制依据
121《关于推荐两化融合促进节能减排重点推进项目的通知》工信厅信函〔2011〕412号100利用2011〕412号6600783t改造后耗电量688万kWh耗水量13000万t消耗天然气量451500万m3综合折标煤5494551t改造前后年节约标准煤1106232tce综合节能率1676属于节能效果比较好的两化融合项目
146消防
本项目火灾危险性为丙类建筑耐火等级为二级本项目设计中除了各专业严格按照有关规范进行消防措施的设计外还按规范设置了各类消防设施主要包括消防水管网消火栓干粉灭火器等因此消防系统具有较高的安全可靠性
147劳动安全卫生
本项目采用了先进成熟可靠的生产技术在设计中严格按照国家的有关劳动安全卫生的政策并根据实际情况采取了完善的安全卫生措施预计本项目在建成后将能有效的防止火灾雷电静电触电机械伤害噪声危害等事故的发生一旦发生事故依靠装置内的安全防护设施和事故应急措施能及时控制事故防止事故的蔓延使生产工人的劳动安全卫生有充分的保证同时要求工人在生产过程注意自我劳动保护要求上岗人员必须以预防为主进行安全教育及劳动保护工业卫生教育严格执行操作规程确保安全生产
148实施进度建议
本项目建设期18个月投产前后各年均按满负荷100％计
149投资估算及评价指标
项目总投资255000万元全部为建设投资其中建筑工程费用69000万元设备购置费用120000万元安装工程费6000万元工程建设其他费用47857万元预备费用13143万元
资金筹措方案为全部由企业自筹解决
项目完成后企业生产能力不变无需增加流动资金
年节约标准煤1106232t节约成本为208323万元
主要技术经济指标详见下表
主要经济技术指标表
序号指标单位数量备注1建设规模万件年550陶瓷制品2年节标煤量tce110623221节气量tce1105013折标煤22节电量tce1219折标煤23节水量tce000折标煤3建设期月184全年生产天数天3505总投资万元25500051建设投资万元25500052铺底流动资金万元0006自筹资金
万元2550007正常年均收益万元279890经营成本减少8年均利润总额万元2496789总投资收益率995210所得税前内部收益率836811所得税后内部收益率684712所得税前财务净现值万元96459313所得税后财务净现值万元71115214所得税前投资回收期年265含建设期15所得税后投资回收期年288含建设期
1410可行性研究报告结论
该项目实施前是人为手工操作坯体和模具混合烘干人员费用高温湿度控制不精确造成产品质量不稳定能源浪费窑炉余热虽然已经利用但也是人为控制不能达到余热100利用该项目生产过程中主要能耗为电能与天然气项目实施前坯体和模具混合烘干日耗电180日耗气62万立方年工作天数350天计算全年耗电量为63万耗气量为2170万立方年产量11万吨瓷吨瓷成型工序单耗240Kgcet项目实施前烧成日耗电300日耗气93万立方年工作天数350天计算全年耗电量为105万耗气量为3255万立方年产量11万吨瓷吨瓷烧成工序单耗359Kgcet项目实施后集中烘干日耗电190日耗气51万立方年工作天数350天计算全年耗电量为665万耗气量为1785万立方年产量11万吨瓷吨瓷成型工序单耗197Kgcet项目实施后烧成日耗电350日耗气78万立方年工作天数350天计算全年耗电量为1225万耗气量为2730万立方年产量11万吨瓷吨瓷烧成工序单耗301Kgcet项目实施后成型工序节省天然气385万立方烧成工序节电节省天然气525万立方项目合计节电-节气910万立方节省能源量折标煤1106232吨标煤项目实施后单位产品综合能耗由实施前的Kgcet降低为单位产品综合能耗Kgcet按全年万吨产量计算每年节省能源折标煤1106232吨标煤每年新增利税万元以上社会效益达到了节能能源热利用效率在99以上氮氧化合物排放量下降60以上的效果2008年实现销售收入32475万元利税407733万元2009年实现销售收入37831万元利税424568万元2010年实现销售收入42518万元利税514681万元1．宏观节能量指标到2010年每万元GDP1990年不变价下同能耗由2002年的268吨标准煤下降到225吨标准煤2003-2010年年均节能率为22形成的节能能力为4亿吨标准煤2020年每万元GDP能耗下降到154吨标准煤2003-2020年年均节能率为3形成的节能能力为14亿吨标准煤相当于同期规划新增能源生产总量126亿吨标准煤的111相当于减少二氧化硫排放2100万吨
2．主要产品工作量单位能耗指标2010年总体达到或接近20世纪90年代初期国际先进水平其中大中型企业达到本世纪初国际先进水平2020年达到或接近国际先进水平3．主要耗能设备能效指标2010年新增主要耗能设备能源效率达到或接近国际先进水平部分汽车电动机家用电器达到国际领先水平2010年初步建立与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规标准体系政策支持体系监督管理体系技术服务体系2亿件其应用前景可想而知2011年2月27日某省人民政府下发了《关于加快推进工业企业技术改造工作的实施意见》冀政〔2011〕27号该文件提出深入贯彻省委七届六次全会精神落实十二五规划纲要的主要任务引导和鼓励企业对标行业高端加大技术改造力度转变经济发展方式实现我省工业转型升级在钢铁石化建材等行业组织开展节能节水环保技术改造推广节能新工艺新技术新材料新装备新产品支持大宗工业固体废弃物综合利用和二次资源回收利用推广清洁生产技术支持资源节约型环境友好型企业建设发展循环经济每年实施100项节能减排技术改造项目100项淘汰落后技术改造项目
201年3月29日某省工业和信息化厅下发了《关于做好2011年省重点技术改造项目申报工作的通知》冀工信规〔2011〕132号按照冀政〔2011〕27号文件的要求提出重点选择对调整我省产业结构转变经济发展方式促进传统产业优化升级推动工业由大变强具有重大作用的骨干项目项目应有利于提升技术创新能力优化产品结构促进产业聚集升级推进两化深度融合壮大龙头企业促进节能减排提升安全生产水平2011年5月27日工业和信息化部印发了《关于推荐两化融合促进节能减排重点推进项目的通知》2011〕412号MES生产集中管控系统能源管理系统EMS健康安全环保管理系统HSE节能减排信息化服务平台区域性节能减排信息化监控平台省级工业和信息化主管部门清洁生产信息化平台等12个方面根据文件精神某瓷业有限公司适时提出了本项目的建设项目投资万元100利用数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥模具干燥运行管理与监控系统窑炉燃烧器火焰控制窑炉余热平衡状态调整与监控系统以节省燃料项目改造完成后年减少能源消耗1106232tce使产品单耗由0600tce吨瓷减低到0500tce吨瓷《关于推荐两化融合促进节能减排重点推进项目的通知》2011〕412号CAD等在研发设计各环节的应用加快构造网络化协同化的工业研发设计体系促进产业的技术融合提高创新资源的集合效率
推动生产过程智能化和生产装备数字化在钢铁石化建材等行业加快普及集散控制制造执行等技术的集成应用加快装备制造业生产设备的数控化和自动化推广精益生产等先进生产方式加强其他传统行业生产装备的数字化智能化改造在重点企业基本普及综合集成制造和柔性制造系统促进信息技术在企业经营管理活动中的广泛应用积极推广企业资源管理供应链管理销售和售后服务管理计算机决策支持等信息技术推动信息化在企业生产经营全过程的渗透融合全面提高企业的整体素质和核心竞争力100利用2008年公司全年能源消耗为84万吨标煤实现吨瓷产量10万吨单位产品综合能耗完成798千克标煤吨瓷2009年公司投入5000万元实施了燃气热风炉替代燃气锅炉技术改造公司全年能源消耗为71万吨标煤实现吨瓷产量105万吨单位产品综合能耗实现676千克标煤吨瓷2010年公司全年能源消耗为万吨标煤实现吨瓷产量11万吨单位产品综合能耗实现6千克标煤吨瓷十一五期间公司累计完成节能量17万吨标煤完成上级政府下达公司节能目标的2202010年和2011年公司又投入6400万元实施了窑炉节能技术改造及余热利用技术改造预计可实现节能量1万吨标煤即通过信息化组织建立了公司营销网络通过实行电子商务公司实现了产品网上销售原材料包装物等实施网上采购每年可节约成本2000万元以上二是信息化与产品设计的有效融合即公司产品的研发与设计通过ＣＮＣ技术及信息化系统有效结合使产品开发到成型由原来的60天缩短到25天提高了产品的研发效率降低了研发成本每年可节约研发成本500万元以上三是信息化与业务管理的有效融合即财务采购销售库存在1999年就已投资200万元启2002年公司又和用友共同研发了劳资软件提高了管理效益增强了公司内部审批的透明度四是信息化与制造技术的有效融合即公司目前拟投资2550万元与意大利萨克米集团公司合作开发研制信息数字化控制技术实现了生产环节成型烧成工序的数字自动化控制实现了信息化带动工业化的有效融合劳动效率的提高能源的节省为公司创造了直接效益100利用数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥模具干燥运行管理与监控系统窑炉燃烧器火焰控制窑炉余热平衡状态调整与监控系统以节省燃料通过对公司三个分厂进行两化融合改造以降低能源消耗提高热效率项目改造完成后年减少能源消耗1106232tce使产品单耗由0tce吨瓷减低到05tce吨瓷2亿件其应用前景可想而知3-4天12小时以内
由于低压快排水和高压注浆工艺的出现成形一天多次出坯甚至二十四小时连续出坯这就要求干燥室采用通道轮换式甚至采用连续转动的干燥器
100利用100利用
1通过数字化智能电子信息控制来实现坯体和模具由混合烘干变为单独烘干由高温自由烘干变为设定合理的温湿度曲线从而达到窑炉余热的100利用
2本项技术应用在国内尚属空白
2550万元建设数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥模具干燥运行管理与监控系统窑炉燃烧器火焰控制窑炉余热平衡状态调整与监控系统57天缩短到12个小时夜间把成型室的温度提高到4550℃对模具进行强化干燥坯体和模具分开干燥实施不同的干燥工艺制度通过数字化智能电子信息控制来实现坯体和模具由混合烘干变为单独烘干由高温自由烘干变为设定合理的温湿度曲线从而达到窑炉余热的100利用数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥模具干燥运行管理与监控系统窑炉燃烧器火焰控制窑炉余热平衡状态调整与监控系统
1坯体所含水分与干燥的关系
400℃以上才能排出而自由水则是渗透于毛细管中的水分与粘土结合松驰在干燥中很容易排出坯体在排出这部分自由水后颗粒互相靠拢产生收缩其收缩体积大小等于失去自由水的体积故自由水也称收缩水吸附水是牢固的存在于粘土微毛细管中及粘土胶体粒子表面的水吸附水的吸附量取决于坯体周围空气的温度和相对湿度在一定条件下坯体所含水分与该温度下饱和空气达
2坯体干燥过程
1坯体加热增加水的饱和蒸汽压
2坯体中的水分发生相变由液态水变成水蒸汽
3水蒸汽通过坯体表面上的一层气膜向周围干燥介质扩散外扩散
4由于坯体表面水分的降低坯体内部水分向坯体表面扩散内扩散外扩散的动力是坯体表面水蒸汽压力P表面水蒸汽与周围空气的水蒸汽分压P水蒸汽之差
gβP表面水蒸汽-P水蒸汽kgm2时式中β-空气运动速度的经验系数也称蒸发系数内扩散的动力主要是靠渗透力和毛细管力的作用进行的坯体内存在湿度梯度和温度梯度坯体内水分转移受湿度梯度和温度梯度双重影响坯体中水分移动速度与湿度梯度成正比温度梯度引起的水分移动热湿传导方向与热流方向相同水分由毛细管较高一端流向温度较低一端这是因为由于存在于毛细管中的水分热端表面张力小冷端表面张力大液体因而被拉向冷端
5坯体干燥过程示意图如图1所示
3干燥制度与坯体水分蒸发的关系
干燥过程中的有关参数取决于坯体本身的性质其包括所用原料的特性坯体形状的大小厚度和致密度孔隙度以及含水率等因此不同产品采用的干燥制度不同一般注浆成形的卫生陶瓷干燥曲线与水分蒸发的关系如图2所示
4影响干燥速度的因素
1坯体本身特性包括所用原料的性质造型的复杂程度和大小坯体的厚度和含水率
2干燥介质温度湿度与介质流动速度干燥介质与坯体接触面的大小
3干燥方式的选择
对于高压电瓷产品这样较厚的坯体其蒸发面积小坯体厚度和致密度大含水率高若采用传统式干燥器干燥如果干燥速度过快形成坯体内外含水率相差较大将会造成坯体收缩不一致而开裂主要是坯体较厚内扩散较慢同时与湿度梯度相反的温度梯度也阻碍了内扩散速度为提高电瓷坯体的干燥效率和速度必须使坯体受热均匀防止表面蒸发水分过快在干燥初期要保持较高的湿度当坯体充分受热均匀时使坯体水分汽化后加速干燥介质的流速这样才能达到快速干燥的目的
5干燥制度及装备选择
3个阶段
卫生陶瓷坯体并不算太厚密度比挤出成形的产品低但是卫生陶瓷造型复杂对干燥制度要求比较高因此对卫生陶瓷实现快速干燥必须做到干燥室温度均匀要有严格的温湿度控制措施才能提高干燥室内干燥介质的循环速度达到快速干燥的目的目前我国绝大部分卫生陶瓷生产企业所使用的仍是传统室式和隧道式干燥器由于该类干燥器受结构形式所限不能按干燥制度有效的控制湿度温度和干燥介质循环速度无法达到快速干燥目的同时干燥能耗也比较高随着我国能源政策的调整国家发改委已把生产中的节能降耗提到一个重要日程建设节约型社会势在必行欲实现卫生陶瓷快速干燥05℃5套窑炉2数字温湿度变送器5套3计算机IBMPC及其兼容机奔腾500MH以上CPU64Ｍ以上内存4转换模块5套5智能巡检仪5套窑炉6交直流电源转换器220VAC24VDC5套7报警器小型6套8加热炉控制系统温度火焰控制5套加热炉9通风系统通风控制温湿度5套干燥室10中央智能控制系统集中控制1套办公室11其他配件1套5322技术来源
此项目是公司与意大利萨克米集团联合设计研发萨克米集团是设计制造陶瓷饮料和包装工艺控制和塑料工业单机和整线设备的国际性集团其核心业务是设计和制造陶瓷工业用的单机和整线被公认处于世界领先位置萨克米历来以最先进的技术不断提高的质量和高标准的客户服务而闻名于世
萨克米集团由70多间公司组成在23个国家设有生产工厂和技术支持机构拥有雇员约3500人上万台的萨克米压机正在全世界使用大约85的产品用于出口
60以上6600783t
改造后耗电量688万kWh耗水量130万m3消耗天然气量451500万m3综合折标煤5494551t
具体节能量见下表
项目改造前后耗能量一览表
序号能源名称单位全年耗量实物折标煤t一改造前能耗 1万kwh168020652水万t13000111413天然气万m35245006587578二改造前综合能耗 6600783改造后能耗 1万kwh6888462水万t13000111413天然气万m34515005482565四改造后综合能耗 54945511106232
该项目实施前是人为手工操作坯体和模具混合烘干人员费用高温湿度控制不精确造成产品质量不稳定能源浪费窑炉余热虽然已经利用但也是人为控制不能达到余热100利用该项目生产过程中主要能耗为电能与天然气项目实施前坯体和模具混合烘干日耗电180日耗气62万立方年工作天数350天计算全年耗电量为63万耗气量为2170万立方年产量11万吨瓷吨瓷成型工序单耗240Kgcet项目实施前烧成日耗电300日耗气93万立方年工作天数350天计算全年耗电量为105万耗气量为3255万立方年产量11万吨瓷吨瓷烧成工序单耗359Kgcet项目实施后集中烘干日耗电190日耗气51万立方年工作天数350天计算全年耗电量为665万耗气量为1785万立方年产量11万吨瓷吨瓷成型工序单耗197Kgcet项目实施后烧成日耗电350日耗气78万立方年工作天数350天计算全年耗电量为1225万耗气量为2730万立方年产量11万吨瓷吨瓷烧成工序单耗301Kgcet项目实施后成型工序节省天然气385万立方烧成工序节电节省天然气525万立方项目合计节电-节气910万立方节省能源量折标煤1106232吨标煤项目实施后单位产品综合能耗由实施前的6Kgcet降低为单位产品综合能耗Kgcet按全年万吨产量计算每年节省能源折标煤1106232吨标煤每年新增利税万元以上社会效益达到了节能能源热利用效率在99以上氮氧化合物排放量下降60以上的效果05222产品气耗指标单位产品综合煤耗标煤tce吨瓷06205213产品电耗指标单位产品综合电耗标煤kgce吨瓷1880774万元产值能耗指标tce万元12000999924能耗指标及分析
通过改造吨瓷能耗量由改造前的0622tce降低到0522tce降低了0100tce
93项目所在地能源供应状况分析
931供气
本项目所需燃料为天然气建设单位自1998年就已与冀东油田签订了供气协议为长期合作伙伴本项目日用气量约为1290万标立方米用气已得到冀东油田同意供应可以得到保证
932供电
本项目用电取自市政供电公司电力供应充足可满足生产和公用设施需求项目用电负荷为三级负荷项目实施后厂区现有用电线系统完全可以满足本项目需要
933供水
本项目用水由市政自来水供给该公司厂区内已建有完善的给水管网只需从厂区原有的供水主管接入即可保证项目的正常用水
94节能措施
本次节能改造主要是由高温自由烘干变为设定合理的温湿度曲线数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥模具干燥运行管理与监控系统窑炉燃烧器火焰控制窑炉余热平衡状态调整与监控系统节能效益主要体现在节约电节约用气消耗方面同时对烘干速度进行改造包括通风机排风统系统燃烧系统窑车自动化运转系统热工测控系统助燃系统燃气供给系统进行改造充分利用窑炉余热节约产品的综合能耗
在满足工艺生产的情况下充分利用自然通风和自然采光
该工程设备冷却系统所用的自来水软化水全部采用循环冷却重复使用的方式废水经处理后循环使用以节约耗能资源
企业能源计量工作是搞好企业能源科学管理节约能源的主要技术措施该工程将对生产过程中需要的煤水电蒸汽等采用分级计量即进出厂车间班组重点能源计量分级配备能源计量器具能源计量器具的准确度按国家规定标准设置
为保证该企业贯彻执行国家有关节能的方针政策法规标准以及地方部门发表的有关节能的规定制定并组织实施本企业的节能技术措施完善节能科学管理降低单位产品能耗完成节能的任务该工程改造完成后将配备技术人员负责企业的节能管理工作以利采取有效办法节约能源
低效燃煤窑炉改造工程完成后节能效果达到国际先进水平
95能源管理
951管理组织和制度
在能源管理制度建设方面设置节能管理机构制定从能源采购计量统计生产过程管理和定额考核等一系列的能源管理制度并以经济责任制的方式严格考核促进各项节能工作的有效展开做好组织和制度准备
952能源计量
建立能源计量系统实行各部门单位重要设备三级计量的管理配备相应的仪表和设备建立能源计量器具台帐计量器具档案
96节能效果分析
本项目完成后与项目建设前的能源消耗对比及节能效果见下表
改造前后能耗对比及节能效果表单位吨标煤
序号项目改造前改造后节能效果降低值降低幅度1年耗气量6587578548256511050130852年耗水量1114111141000 3年耗电量2065846121914104合计6600783549455111062321495注上表能耗量为本项目全部生产过程消耗量
对比表明本项目改造后的综合能耗比改造前降低1495节能效果十分显著
第十章消防
101编制依据
《中华人民共和国安全生产法》中华人民共和国主席令第70号
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