供热系统技改工程建设项目可行性研究报告Word格式.docx
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（7）该项目在原有生产设施的基础上，为石墨圆盘模具的开发提供产品纯度高、灰分含量低、使用次数多的细颗粒高体密石墨制品进行生产供热系统技改工程项目。
（8）总图布置做到流程顺畅、输送方便、布置合理。
在满足生产工艺的要求下，做到紧凑布置，少占土地，减少土方量。
（9）严格执行国家和地方的环境保护、劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关法规、标准和规范，做到安全生产、文明生产。
1.5企业现状
xx市xx炭素有限责任公司成立于2001年8月，位于xx市南郊区水泊寺乡古城村北，至今已建成了制气、供热、煅烧、成型、焙烧、高压浸渍、机加工等七个车间及变电站，形成了3000吨/年特种异型石墨块生产能力。
拥有固定资产总值2711万元，流动资产总值5019万元，资产总值6179万元，企业信用等级为AAA级。
公司现有职工131人，其中大专以上学历42人，占职工总数32%，工程技术人员21人，其中具有高级技术职称4人，中级技术职称17人，从事高新技术研究开发人员13人，占职工总数的9.9%。
工程技术人员数占职工总数的20%。
公司主导产品是细颗粒高体密石墨制品，通过公司多年来在科研、生产中的不断探索与开发，使这一产品在结构、电阻率、高体密等所有技术指标上已与国际上先进产品的指标相当，产品倍受国内外市场的青睐，客户争相订购，产品供不应求，其中石墨圆盘模具的开发不仅填补了国内空白，而且替代了进口。
公司的产品远销欧、美、日、韩等十多个国家和地区，我公司自2006年以来已连续三年成为xx市出口创汇的骨干企业。
1.6项目提出的背景
1.6.1市场因素
该公司生产的细颗粒高体密石墨制品因其密度、硬度、抗压、抗折强度都非常好，具有结构均匀、耐高温、耐高压、耐腐蚀、抗氧化性强、抗渗透性强、气孔率低等优点，可广泛应用于冶金、机械、耐火、化工、电子、太阳能等领域。
从建厂至今，我公司一直致力于炭素制品颗粒小、体密高、结构均匀，纯度高的方向发展。
目前，公司产品在体积密度、颗粒大小、电阻率等指标上已与美国、日本等炭素技术发达国家的同类产品指标相当，但经自行检验和客户反映，公司产品在重复使用次数上与国外同类差产品还存在差距。
这几年，公司产品虽也销往国外，占领一定市场，但产品价格不高。
因此，提高产品纯度，降低灰分含量，增加产品使用次数，已成为公司技术攻关的首要课题。
此外，受国际金融危机的影响及近几年国内高档石墨制品的快速发展，在国际市场不景气和国内市场竞争激烈的大环境下，提高公司产品质量，增加产品各项技术指标，开发附加值高的产品，也成为公司生存及发展的必经之路。
1.6.2工艺要求因素
经市场调研和公司试验，要提高产品纯度，降低灰分含量，增加产品使用次数，使用灰分较低的原料就可很大程度上改善产品质量。
且伴随国内沥青市场的成熟，改质沥青质量稳定性已得到保障。
因此，经技术论证和试验公司决定在原料方面把中温沥青改换为改质沥青。
中温沥青和改质沥青理化指标对比见下表：
沥青理化指标
项目
名称
软化点
甲苯不溶物
挥发份
水分
灰份
中温沥青
75-95℃
≤25%
55-75
≤5.0%
≤0.5%
改质沥青
100-120℃,
≤28%
≤0.3%
由于沥青原料的改变，沥青软化点的提高，沥青融化部温度要求也必须由原来的110℃提高到130℃；
相应地压型工序成型机及模具、混捏锅温度、浸渍罐温度也必须提高，加之公司产品颗粒度越来越小，混捏温度应大幅提高，降低糊料挥发分，以提高产品纯度。
因此，混捏锅工艺温度必须由原来的160-170℃提高到180-195℃。
1.6.3设备局限性和安全性因素
技改前，压型工序成型机温度、混捏锅温度、沥青融化部温度和浸渍罐温度均由动力车间5吨蒸汽锅炉供热。
蒸汽锅炉运行压力在0.8MPa，用气单位压力在0.5MPa，饱和蒸汽温度在150℃，基本上可满足沥青融化温度和成型机温度，但混捏锅温度、浸渍罐温度要达到原来的160-170℃，必须要延长加热时间到4小时，才可满足工艺要求。
又由于沥青原料的变更，各相关用热工序温度的工艺调整，对蒸汽锅炉的现有设备和输气管道提出了更高要求，温度要提高，必须提高工作压力。
而该5吨蒸汽锅炉是无论怎样挖潜改造也不可能达到使用要求。
另外，该5吨蒸汽锅炉属于我公司租赁原xx市农房建筑有限责任公司原有设备，锅炉使用寿命较长（到2010年12月将满核定使用年限），这样从技术要求角度和安全生产角度出发，该5吨蒸汽锅炉系统及输汽管道必须更换为导热油锅炉系统及输油管道，为此公司提出了生产供热系统技改的本项目。
1.7研究范围及工程内容
1.7.1研究范围
本可研对xx市xx炭素有限责任公司在原有生产设施的基础上，为石墨圆盘模具的开发提供产品纯度高、灰分含量低、使用次数多的细颗粒高体密石墨制品进行生产供热系统技改工程项目从工艺方案、公辅配套、环境保护、劳动安全、社会效益等各方面进行分析研究。
1.7.2工程内容
工程主要内容有拆除原有5吨蒸汽锅炉、软化设备、公司各用热单位输汽管道及附属设备；
新建两台导热油锅炉、一台振动成型机、两台凉料机及公司输油管道；
改造沥青融化部、浸渍罐混捏锅及模具供热系统等
1.8主要技术经济指标
生产供热系统技改工程项目的主要技术经济指标见表1-1。
主要技术经济指标表1-1
序号
指标名称
单位
指标
备注
一
设计规模
低灰分细颗粒高体密石墨制品
t/a
1000
二
节能减排量
节约标煤
1661.37
2
减少SO2排放量
t/a
18.25
3
减少煤渣
438
三
原、燃料消耗
天然气
104m3/a
70.08
四
动力消耗
1
年耗电量
104kWh
48.18
五
劳动定员
人
7
六
总投资
406
其中：
固定资产投资
万元
七
财务指标
年销售收入
200
无税
年总成本
69
达产年
营业税金及附加
4
增值税
24
5
利润总额
129
6
所得税
32
财务净现值（Ic＝12%）
所得税后
8
全部投资财务内部收益率
%
37.92
9
投资回收期
a
4.49
10
投资利润率
31.61
总平均
11
盈亏平衡点
28.23
达产年份
1.9技术经济分析
本项目计划建设12个月。
评价计算期20年。
生产规模：
2000吨/年特种异型石墨块。
投产后前四个月达到生产能力的90%，以后各年均为100%。
本工程投资利润率为31.61%（税后），全部投资财务内部收益率为37.92%（税后），投资回收期4.49（税后）年，财务净现值406万元（税后）。
建成后财务评价认为项目可行。
1.10研究结论
（1）本项目着力转变经济增长方式，把提高石墨圆盘模具的产品纯度、降低灰分含量和增加产品使用寿命放在首位，为装备制造业提供高质量的配套产品作为重点，其技术含量较高，技术创新性较强；
同时项目产品有较大的市场容量、较强的市场竞争力。
（2）所选定的工程技术方案可行，采用二台导热油锅炉替代一台5吨蒸汽锅炉，其工艺技术可靠，运行稳定，具有明显的产品质量效益。
（3）本项目工程是在原来生产设施的基础上进行改造，并利用原有的部分设施。
（4）环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。
做到文明生产，清洁生产。
（5）本项目总投资估算为406万元，年节约标煤1661吨。
实现利润总额129万元。
项目具有显著的质量效益、良好的社会效益和明显的经济效益。
通过上述研究结论可以看出，本项目符合国家产业政策的要求，是为装备制造业提供配套产品的典型项目。
其技术成熟可靠，经济合理，效益显著。
项目是可行的。
第二章建设条件
2.1自然环境
2.1.1地理位置
xx市位于山西省东北部，xx盆地北边缘，地理坐标东经113°
15′，北纬40°
08′。
三面环山，御河纵贯南北、十里河横穿东西，中部、南部为广阔地平川，整个地势西北高东南低，海拔一般在100m以上。
xx盆地北以云门山为界，南与朔州盆地相邻，西以xx煤田边山断裂带为界，东以恒山断裂带为天然界限，故名断裂盆地，面积约6634km2，呈NE—SW长条状半封闭盆地，四周群山环绕，桑干河穿越盆地中心至东北口阳高大辛庄流出省外，盆地地形较为平坦，平行桑干河谷地形坡度为1～8‰，垂直河谷地形坡度为0.5～1.2‰。
本项目厂址位于xx市南郊区水泊寺乡古城村北，西侧紧邻208国道，南离京包线约为800m，西偏南距xx市区约4km。
交通便利，地理位置优越。
2.1.2地形、地貌及地质构造
●自然物理环境
xx市整个地势西北高、东南低,一般海拔在千米以上,地貌形态
多样。
地形地貌主要为:
基岩山地,分布于西部、北部和东北部、西部（包括西南部）主要由七峰山（其中主峰海拔1714m）、雷公山构成（其主峰海拔1516m）,山势险峻、坡陡沟深,基石裸露形成xx西部屏障。
北部由寺儿梁、狐山组成，群山交错、地形复杂。
东部为采凉山余脉马铺山，属于低山丘陵区。
xx煤田主要分布在西南部。
七峰山与雷公山之间是“云岗沟”，沟内有举世闻名的“云岗石窟”。
●地质构造
xx盆地周围地层出露较全，东、西、北三面均有不同时代老地层出露，依次有太古、远古、古生和中生代地层，主要分布在山区或盆地边缘，新生代地层主要分布在山沟、山麓和盆地。
由于老地层出露距灰场很远，影响不大，在此从略。
新生代第三地层主要出露在盆地周围和边缘地带，愈往盆地中心埋藏愈深，由于侵蚀保留不全，上部岩性主要为深红或棕红色粘土，下部为灰色沙砾石，厚度一般为20～30m。
山西属于华北洼区的西缘，地质构造比较复杂，经历了多期地质构造运动。
历经太古代前地槽阶段、早远古代地槽阶段、晚远古代地台阶段、晚三迭世一早侏罗世燕山运动开始转入地洼阶段、早第三世纪末喜山运动产生强烈升降，形成新的地洼裂谷系，在山西出现xx、忻州、太原、临汾、运城五大断陷盆地和山间盆地;
第三纪末至第四纪更新世中期曾有三次火山喷发和新构造运动，在本区亦可见到。
xx盆地位于地洼区的北部，属于汾渭低洼裂谷系的北端，北临阴山纬向构造带，云门山前断裂，东南部为马头山-六棱山前断裂和恒山断裂带，西部为洪涛山山前断裂带。
属典型断陷盆地，盆地走向NE，面积6634km2。
2.1.3气候及气象概括
该区属典型的温带大陆性气候，一年四季分明，春早多风；
夏季温和，雨量集中，多雷雨山洪；
秋季晴朗、凉爽、霜早；
冬季少雪寒冷。
本区年平均气温6.5℃，一月份气温最低，月平均气温-11.7℃，极端最低气温-29.1℃，七月份最高，平均气温21.6℃，极端最高气温37.7℃。
无霜期短，约151天左右。
年均降水量384mm，降水多集中于七、八、九三个月。
年均蒸发量1940.3mm，年均相对湿度53％。
平均日照数为2821.6小时。
最大冻土深度1.7m。
该区静风频率较高，达21％，盛行风为北风，频率为15％，年均风速2.9m/s,平均最大风速5.5m/s，最大风速29.0m/s。
2.1.4水文
2.1.4.1地质水
建厂地区的主要河流是御河，属海河流域水定河水洗。
另外，厂址南偏东约4km处有石家寨水库。
御河属桑干河一级之流。
该河属季节性河流，发源于内蒙古风镇县西北部，由北向南流经丰镇后进入xx市，于xx市吉家庄村汇入桑干河，其干流长度155km，流域面积2947.5km2，比降为2.6‰。
由于御河接纳了丰镇河xx市部分污水，其水质较差。
2.1.4.2地下水
xx市多年平均地下水资源量为1.33亿m3,其中山区1.48亿m3,平原区0.43亿m3。
xx盆地含水层特征，根据其水文地质条件、岩性特征、沉积环境、埋藏条件和分布范围，xx市地下水可分为5个区，I区为坡积裙含水区，II区为冲积洪积扇含水区，III区为洪积平原含水区，IV区为洪积一冲积平原含水区，V区为河床阶地含水区。
本项目厂址附近地下水主要为洪积平原含水区（III区），据勘察资料表明，该区域地下资源较为丰富，地下水的变化幅度不大。
2.1.4.3自然生态环境
●土壤
评价区的土壤主要为黄土壤，属冲洪栗钙性土。
本区由于水
热分布差异大，土壤发育较差，土壤中有机质含量不高，种植主要依靠施肥，潮土表层土壤含盐量小于0.02％，酸碱度为弱碱性，PH超过8.4，土壤中的水分含量较高，抗旱能力强，适种性广。
●动植物
主要陆生植物有玉米、谷子、小麦、筱麦、胡麻、薯类、豆角、
茄子、南瓜、黄瓜等农作物及蔬菜，树种主要有杨树、柳树等树种。
B评价区陆生动物主要以家养动物为主，包括猪、羊、狗等。
2.2社会环境
2.2.1社会概况
2.2.1.1行政区划及人口
xx市区辖四个区，即矿区、南郊区、新荣区及城区。
本项目位于xx市南郊区水泊寺乡。
2000年末，xx市区总人口为2950余万人（包括暂住人口），南郊区共辖15个乡镇（190个村），共有人口24.6万人，其中农业人口23万人，属农业区。
2.2.1.3煤炭资源
xx市是国家重要的煤炭生产基地，全市有大小煤矿586座，年产100万吨和大型矿井19座。
2000年煤炭总产量达8千万吨，其中出口300余万吨，其余供当地和全国各地生产生活使用，但由于运力不足，积压非常严重，往往需要以运定产。
xx盛产优质动力煤，发热量高，灰分、硫分低。
xx煤田是世界驰名的优质大型煤田，总面积1827平方公里，煤炭总储量718亿吨；
其中，xx市境内占有含煤面积632平方公里，累计探明储量376亿吨。
xx煤田有两个煤系：
侏罗纪煤系和石炭二迭系煤系。
两者共有可采煤层18层，其中侏罗纪煤系有可采煤层15层、石炭二迭系煤系有可采煤层3层，两者总厚度26m。
xx煤田还具有优越的开采条件。
首先是它的煤层离地表近，开凿井筒一般只要凿60～80m即可见煤，最深的部分也布超过400m；
因此建井快，投资少。
第二，煤层倾斜度小，一般斜度都在5％左右，便于机械开采。
第三，顶板坚硬，顶板多是坚硬的胶质岩石。
第四，瓦斯量少。
第五，地下水少。
2.2.1.4名胜古迹
xx市是国务院首批公布的二十四座历史文化名城之一，又是新型的工业城市，有着丰富的人文旅游资源。
xx市境内有国家重点文物保护单位云岗石窟、华严寺、善化寺；
省级文物保护单位九龙壁等。
2.2.1.5交通
xx市境内铁路、公路四通八达，纵横交错，京包大秦铁路横穿东西，同蒲铁路纵贯南北；
境内支线、专线40多条，铁路货运以煤炭为主。
铁路完成货运量10648.4万吨/粘，客运量720万人。
公路以城市为中心，向外辐射，四通八达，有大运、大塘2条二级公路及京大高速公路。
各县区之间均有柏油路联通，93％的行政村都通了汽车。
2.3供电
目前公司的供电电源来自xx市城区变电站，以10kv供电线路引进。
厂内变电所安装有400KVA和315KVA变压器各一台，能满足本项目新增用电的生产需要。
2.4供水
厂内现有生产用井一口，出水量80t/d，本项目不需新增用水。
第三章炭素制品产品分类及炭素生产工艺
3.1炭素制品产品分类
我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。
炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。
本工程的产品为低灰分细颗粒高体密石墨制品。
3.2炭素生产工艺
目前世界上在工业领域所使用的炭素石墨制品，几乎都是人造炭素石墨制品，这种炭素石墨制品是采用煅后石油焦和煤质液态沥青做为原料，经过成型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工等工序制成的。
具体工艺流程有：
首先，将进厂的石油焦经破碎、筛分后依照工艺配方要求，按颗粒比和重量比与煤沥青混捏，再将混捏好的糊料经压力机，在温度和压力作用下完成基本成型，基本成型产品也就是压型品。
将压型品放入到焙烧炉中进行焙烧，成为基本形状完全固定的炭素焙烧制品。
当炭素焙烧制品的体积密度需要进一步增加时，则需要对其进行浸渍作业，实现对产品体内空隙的强制性填充，并进行二次的焙烧处理。
为了获得最终石墨制品，还需将最后完成的焙烧品装入到专门的电炉中，经过保温和电阻料的覆盖后，对炉内制品施以强大电流，利用产品的本身电阻，产生高达2800℃的高温，在这个高温处理过程中，才最后完成炭制品向石墨制品的最终转换。
根据石墨制品的用途和需要，还要对其形状进行机械加工，直到这时才达到了出厂后的使用要求，这也是炭素石墨制品的整个完整过程。
企业改造前，原料配置使用中温沥青。
为满足市场的需求，达到提高细颗粒高体密石墨制品的纯度、降低灰分含量、增加产品使用寿命的目的，根据市场调研和公司试验结果，需要把中温沥青改换为改质沥青。
本项目实施前，压型工序成型机温度、混捏锅温度、沥青融化部温度和浸渍罐温度均由动力车间5吨蒸汽锅炉供热，该锅炉到2010年12月将满核定使用年限。
由于沥青原料的变更，各相关用热工序温度的工艺调整，对蒸汽锅炉的现有设备和输气管道提出了在低压力下提高温度的要求。
显然，从技术要求角度和安全生产角度出发，该5吨蒸汽锅炉和输汽管道系统已不能满足生产条件。
第四章技术方案、技术改造目标和改造内容
4.1技术方案
4.1.1工艺路线
本项目工程技术方案的路线是采用导热油锅炉替换蒸汽锅炉来供热。
导热油锅炉是一种利用导热油来加热的锅炉。
4.1.1.1导热油锅炉的特点
①热油锅炉是基于强制循环的设计思维而开发的直流式特种锅炉。
②封闭循环供热，与大气相通，可延长锅炉的使用寿命，液相输送热能，热损失小，节能效果显著，环保效果好。
③本体采用三回路盘管设计，这种直流式结构，决定了传统锅炉所不具有的安全性。
④由于采用盘管式结构，因此受热面充足，使其具有较高的热效率。
⑤导热油锅炉，显著的特点是逆流换热，燃烧排烟温度与热导油出口温差在30℃以下。
⑥导热油锅炉其卓越的结构，主要是在较低的压力下运行，获取450℃以下的工作温度，具有低压高温的特点。
4.1.1.2导热油锅炉的优势
导热油锅炉作为中间传热介质在工业换热过程中的应用已有五十年以上的历史。
与传统的传热介质水及水蒸气相比，导热油锅炉具有以下优势：
①在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度。
即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高系统和设备的可靠性。
②省略了水处理系统和设备，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量。
即可以减少加热系统的初投资和操作费用。
③在事故原因引起系统泄漏的情况下，导热油与明火相遇时有可能发生燃烧，这是导热油系统与水蒸气系统相比所存在的问题。
但在不发生泄漏的条件下，由于导热油系统在低压条件下工作，故其操作安全性要高于水和蒸汽系统。
本项目实施后，只要将导热油加热到230℃就可满足工艺要求。
4.2技术方案的选择
本项目共有两套实施方案：
方案一、更换5吨蒸汽锅炉为一台导热油锅炉，由于在冬季导热油锅炉除给沥青熔化池和压型混捏锅供热外，还必须给其它车间取暖供热，所以其功率必须为200×
104大卡/小时才能满足生产需要。
方案二、更换5吨蒸汽锅炉为两台导热油炉，功率均为100×
104大卡/小时。
结合实际生产状况，只给沥青熔化部和压型混捏锅供热时，一台100×
104大卡/小时的导热油锅炉就能满足生产；
而在冬季用热单位增加的情况下，必须有200×
104大卡/小时的导热油锅炉才能满足生产。
采用方案一和方案二均可满足生产需要。
但若采用方案一，导热油炉在一年当中75%的时间处于半负荷运行状态，且其内部机构热油管道较多，在使用天然气相同的情况下，其升温速度较方案二的锅炉要慢，造成资源的浪费。
若采用方案二，采用两台较小导热油炉，虽然初建时耗资高些，但使用时可避免资源浪费的问题。
冬季可根据情况同时启用两台锅炉，夏季可停用一台锅炉，使用方式灵活，从长远角度来讲是较合理的。
另外，在导热油炉维修时，采用方案一时锅炉一停，公司相关车间都需停产，影响正常生产；
而采用方案二检修导热油炉时，另一台锅炉可启用，不影响公司正常生产。
综上所述，本工程建议采用方案二。
4.3工艺流程
工艺流程见下图：
注：
实线代表天然气管道
虚线代表热油管道
4.4技术改造目标及内容
4.4.1技术改造目标
本工程是xx市xx炭素有限责任公司生产供热系统技改工程项目，其主要目的是为了满足公司产品因原料变更压型工序和沥青融化部相应提高工艺温度的要求。
4.4.2技术改造内容
拆除原有5吨蒸汽锅炉、软化设备、公司各用热单位输汽管道及附属设备；
新建两台导热油锅炉、一台振动成型机、两台凉料机及公司
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