年产300万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计说明书.docx
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年产300万吨高强瓦楞原纸制浆造纸综合工厂设计说明书
第一章工程设计背景与发展状况
1.1工程设计的背景
2005年我国造纸行业延续了近年来的快速增长势头，根据国家统计局数据，全年全部国有及规模以上非国有造纸企业累计完成产品销售收入2546.10亿元，同比增长27.90％，增速比04年提高6.96个百分点；行业实现利润总额123.21亿元，比上年增加23.58亿元。
不过，随着产能扩张的加快，行业竞争也日趋激烈，导致造纸行业销售毛利率比上年下降1.53个百分点，为13.08％，由于2005年全球平均浆价仅较上年上涨1.3％，因此，2005年行业盈利能力的下滑主要是由竞争造成的，而非由成本造成的。
展望2007，造纸行业的产能仍将保持较快的扩张速度，但需求的增长以及全球纸浆价格的平稳乃至回落将对行业经济效益产生一定的支撑，因此，2007年我国造纸行业的销售收入和利润仍将保持较快的增长速度。
就长期发展来看，需求毫无疑问是推动国内造纸行业持续增长的关键动力。
虽然节能节水以及环保要求将加大国内造纸企业的成本压力，但与国外企业相比，国内企业的成本优势将长期存在，成本的提高反而有利于国内造纸行业产业组织结构的改善。
国内造纸行业经过近年来产能的迅速扩张，市场供需形势以及行业竞争格局都面临着新的转变，企业必须变革竞争战略才能适应新的行业环境，建立起市场竞争优势。
1.2工程设计的必要性
近10年来,我国纸和纸板消费量年平均增长率达8%,是世界年平均增长的34倍,去年消费量达到了5400万吨左右。
据有关专家预测,到2007年全国纸及纸板消费量将达到7000万吨,到2010年将达到9000万吨。
而现在每年的缺口都在700万吨左右。
在我国的造纸工业中,还有一半属于环保达不到要求需要被淘汰的。
造纸工业是一个大量消耗自然资源的产业,造纸工业未来的道路如何走,关系到我国和谐社会的构建。
预计在未来几年,我国造纸业增长速度仍将高于GDP的增长速度,其增幅在10%-12%之间。
造纸工业是发达国家国民经济十大支柱性产业之一，而目前我国造纸行业发展步入快速增长期，纸业也已成为我国经济发展的一个热门行业。
1.3需求预测与设计规模
据全国造纸工业信息中心提供的世界纸和纸板产量预测，自1997年到2007年，世界纸和纸板平均年增长2.9%，1997年产量2.99亿吨，到2007年将达到3.97亿吨，平均每年增长近900万吨。
虽然东南亚金融危机对亚洲纸业，特别是东南亚国家的纸业产生了深刻的影响。
但对整个亚洲来说，这种影响是暂时的。
特别是中国的经济比较稳定，1998年中国经济有7.8%的增长率，2001年在全球经济增长滑坡的情况下，我国的经济增长率仍达到7.3%。
因此，预计亚洲将是发展速度最快的区域（不包括日本），增长率约为4～7%，高于北美、西欧和日本1.6～2.5%的增长速度。
据海关统计,1999年我国进口纸及纸板652.25万吨，如果考虑海关统计与实际进口量的误差等因素，我国进口纸张规模已经达到700万吨以上，进口的依赖程度达到20%。
在大批新生产线陆续投产的情况下，2000年纸及纸板进口量有597.14万吨，2001年纸及纸板进口量仍有558.67万吨。
预计到2006～2010年将达到30%左右。
在国内，根据有关部门组织专家对市场的预测结论是：
2005年中国纸品市场需求总量为5100～5300万吨，2010年为6000～8000万吨。
2005年我国瓦楞原纸消费量约为1000万吨，国内产了900万吨，进口了90万吨。
如此大的进口量，表明存在着巨大供求缺口。
本项目建成投产后，在市场竞争中具有如下优势：
a）本工程投产后，其产品凭借自身的优良品质和综合价格优势，在国内完全可以占据主导地位。
b）本工程投产后，利用相对廉价的进口纤维原料和国内廉价的人工费用，生产高强瓦楞原纸，大部分产品立足国内市场，运输距离短，损耗少；所需化工原料大部分自给或由国内供应，因此本工程在生产成本上将占有很大的优势。
同时，项目在生产、营销以及人事等各方面的运作，均与世界先进模式接轨，实行高效管理，将明显降低企业运作和管理费用，所以本工程在生产成本和销售价格上均具有很强的竞争力。
c）本工程的生产设备拟引进世界上先进的工艺技术和装备，对生产高强瓦楞原纸有可靠的质量担保，同时综合能耗将大大低于国内同类型厂，因此在产品质量和生产成本上都有相当优势。
d）本项目技术起点高、规模大、装备先进，面对国内现有和潜在的高强瓦楞原纸市场，具备技术装备及经济规模的优势，在技术装备与生产规模上具有很强的市场竞争能力。
e）本工程的建成投产，有政府的优惠政策和主管部门的大力支持，各项优惠政策的实施无疑会大大提高本项目的市场竞争力。
本设计采用废纸作为高强瓦楞原纸的抄造原料。
废纸是重要的可再生资源，废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。
废纸回收的意义，可概括为：
a）废纸的回收利用可大大节约植物纤维资源
b）节省投资，降低成本，用废纸制浆工艺流程简单
c）减少制浆污染
d）节约能源
随着我国经济的不断发展，人民生活水平及生活品味的不断提高，环境保护不断加强，市场对高强瓦楞原纸的需求必将越来越旺盛。
因此，本设计题目具有很强的现实意义，亦有很大的发展前景。
第二章工程设计条件与总平面布置
2.1工程设计条件
2.1.1原材料资源条件
废纸原料的供应
我国2000年进口废纸371.36万吨，2001年进口废纸快速增长，达到641.91万吨，主要来自美国。
2000年美国出口废纸958.2万吨，主要销往亚洲，同时香港年出口废纸80万吨也大部分进入国内。
据《PPI》JULY2002统计，2000年和2001年全球废纸回收量分别为14678.5万吨和14591.5万吨，全球范围废纸回收率达到45%。
2000年世界各国废纸贸易进出口平衡后，废纸净出口的总量约1500万吨，主要净出口国有美国、德国和比利时，这三国的净出口量为1264.2万吨，占国际市场废纸供应量的84%，另外香港的废纸净出口量也有80万吨。
国际市场的废纸主要流向亚太地区，约有25%的废纸供应中国。
因此国际上废纸资源比较丰富，货源有保证。
美国废纸一般由海运进关，再通过水路、铁路或公路运往全国各地。
可以直接在国外采购，也可通过国内的废纸经销商购买。
化工原料
本工程使用的化工原料主要分为三部分：
一是配浆需要的辅料，如施胶剂、明矾、滑石粉等；二是表面施胶需要的变性淀粉；三是毛布清洁剂。
根据国内各厂的经验，以上各类化工原料主要靠国产，有少量进口，国内外供应渠道都很畅通，货源有保证。
目前，世界上各大化工品制造公司在国内纷纷建立销售网点以及合资企业，可为本工程提供足够的化工原料。
2.1.2燃料资源条件
厂区道路宽阔，陆路交通运输十分便利，同时水路与铁路运输也很方便，造纸原料、煤等资源和成品纸的销售都可以方便的运输。
2.1.3动力资源条件
1）给水工程
a）全厂用水部门及水质、水压要求
表2-1全厂用水情况表
序号
用水部门
用水种类
备注
1
制浆造纸联合厂房
普通生产用水
给水站处理
2
热电站
普通生产用水
给水站处理
3
热电站冷却水
一几泵房直供
4
其它用水
给水站处理
表2-2水质水压要求表
用水种类
项目
生产用水
生活用水
水质要求
浑浊度≤10PPM
色度＜5PPM
总铁0.1～0.4PPM
PH6.5～8
符合生活饮用水标准
水压（进车间处）
0.25～0.30MPa
0.25～0.30MPa
b）水源、取水工程及净化设施
水源和取水工程：
本工程北临长江，水量长年丰富，工程用水以长江水为水源,拟在江边建一级泵房1座，水泵直接抽取长江水至给水处理站。
给水处理：
给水处理站采用混凝沉淀、过滤工艺。
给水处理站内设二级加压泵房保证厂区内生产、消防用水水压。
厂区生活用水采用城市自来水。
给水系统可以满足工程用水的需要。
给水处理流程如下：
一级泵房→机械加速澄清池→无阀过滤器→清水池→二级加压泵房→厂区供水管网
给水系统可以满足工程用水的需要。
c）全厂生产污水情况
本工程以废纸及部分漂白商品木浆为原料生产涂布白纸板，其中外排的污水主要为造纸车间产生的多余造纸废水及制浆中段废水的混合废水。
混合废水的主要水质特征为：
含纤维填料等悬浮物及有机耗氧物质。
根据工艺提供资料其水质指标为：
CODcr=1000～1500mg/LBOD5=300～800mg/LSS=800～1500mg/L。
本工程排水情况见表2-3
表2-3本工程排水情况表
序
号
排水
部门
排水
种类
处理方式
1
制浆造纸联合厂房
生产废水
送废水处理站
2
热电站
生产废水
电站处理后外排
3
热电站
冷却水
直接外排
4
车间卫生
生活污水
化粪池处理后外排
d）生产、生活污水排水方式及排出口
本工程排水按清污分流原则进行排放。
制浆造纸车间外排综合废水经车间内排水沟收集后由室外排水管网送至新建污水处理站进行二级好氧生化处理，达标后最终排入东江.
热电站排水主要为锅炉房排水、冲灰除尘水、循环水系统排污及化学水处理系统排水，废水经电站处理后可直接外排。
其他生活污水经化粪池处理后直接外排。
e）全厂雨水排放
本工程全厂雨水由道路两边雨水口收集，采用管道系统排放至东江。
2）供电
①负荷等级
造纸厂每天24小时连续生产，每年生产340天，如供电中断将使浆料流失、产品报废、连续生产过程被中断，恢复正常生产秩序需要较长时间，每次停电都将使工厂蒙受较大经济损失，根据《制浆造纸厂设计规范》，本工程大部分用电设备属于二级负荷，要求供电可靠。
②电压参数
根据本工程负荷容量及外部电源供电条件的限制，确定工程供电电源电压为10kV。
厂区配电电压为10kV，高压电动机电压为10kV，车间低压配用电电压为380/220V。
③供电方案
本工程配套新建自备热电站一座,发电机额定功率为1x25000kW（最大发电功率为30000kW），发电电压为10.5kV。
发电机正常发电时，扣除自用电计算负荷约3000kW（站用率10%），实际最大可外供电约27000kW，可满足全厂用电负荷要求。
为保证热电站启动用电及发电机停运时能满足全厂供电要求，热电站应与电力系统联网。
考虑到尽量简化系统接线，限制短路电流和今后运行管理的便利，拟定以2回10kV线路直接与附近潢涌村110kV变电站联网。
本工程采用单母线分段接线，由10kV母线向各车间内10kV高压配电室放射式供电，再由各车间高压配电室以放射式向车间变电所或高压电动机供电。
考虑到热电站今后的扩建，在总平面布置中，预留出110kV降压站的位置。
3）防雷措施
本工程各主要建筑属于第三类防雷建筑物，设计设置防直击雷和防雷电波侵入的措施。
为防直击雷，在建筑物上装设避雷网（带）；为防雷电波侵入建筑物，对电缆进出线进口处将其金属外皮、保护钢管等与电气设备接地装置相连；热电站电气室外部分、废纸堆场等采用独立式避雷针保护。
防雷接地装置与电气设备接地装置共用，接地电阻不大于1欧。
4）供汽
本工程热负荷主要由生产用汽组成。
本期工程拟新建热电站一座，以满足纸厂生产的用汽要求。
本期工程对热力、电力的需求量较大，且热力、电力负荷常年较连续稳定，年运行时间达7000小时以上。
为满足热力负荷的完全自给，尽量提高企业供电的自给率，提高企业的经济效益，按照纸厂的现状，按热电联产、减少污染、降低生产成本的原则设计。
供热方案如下：
1×C25-8.82/0.98/0.49（抽汽冷凝式汽轮机发电机组）+1×220t/h（循环硫化床锅炉）
该方案的热电比大于1，全厂热效率大于50%，符合国家关于建设热电站的条件，符合国家节能政策，提高了企业的自供电率，为企业节约了大量的购电费用，提高了企业的经济效益。
当锅炉检修时，可由附近的热电站向本工程供热，由外部电网向本工程供电。
5）压缩空气
本工程生产系统所需的压缩空气由本工程设置的空压站提供
2.1.4劳动力资源条件
本工程充分利用当地的劳动力资源，考虑到当地普遍文化水平较高，所以聘用的普通职工都具备初、高中文化水平，另外从当地聘请部分学历较高的生产管理人员，主要的技术管理人员从现有人员中调配及招聘部分相应专业的大学生。
所以，本工程所需的劳动力是有保障的，并且高素质的员工将提高企业的竞争能力，同时，给当地社会提供了很多就业机会，形成了良好的社会效益。
2.2总平面布置
2.2.1总平面布置的基本原则
①．造纸厂的总平面布置应根据车间的生产性质、建筑类别、防火、卫生、安全及施工要求，结合场地的地形、地质、气象等自然条件，进行合理的布置和安排，为生产创造良好的条件，以取得较好的技术经济效果。
②．造纸厂的总平面布置应达到生产流程顺畅，原材料的搬运线路短捷方便，避免频繁的货流交叉。
造纸厂的大宗原料进厂不得穿越主要生产区。
③．造纸厂的生产车间辅助建筑物，应尽量组合成联合厂房或多层建筑物，以节约厂区用地。
④．造纸厂内应布置绿化和美化设施，使工厂具有整洁优美的生产环境，为生产创造必要的良好条件。
⑤.造纸厂的主要生产车间的朝向，应具有良好的自然通风和采光条件，避免因建筑朝向问题影响操作条件。
⑥．散发粉尘的备料车间，以及具有火灾危险性的原料堆场等，应布置在主要生产区和厂前区全年最多风频的下风向，并使其影响范围最小。
⑦．改建、扩建造纸厂的总平面布置，应尽量减少对已有生产格局的影响，并合理的利用旧的建筑物及设施，力求改善原有不合理的布局和不良的生产条件。
⑧．造纸厂预留地的原则：
a）当设计任务书中已明确分期建设时，应将初期建设项目合理的集中布置，并给以后的工程建设和生产联系创造良好的条件。
在为后期工程预留的场地上，不得修建永久性建（构）筑物、工程管线、交通线路和种植高大乔木。
b）当设计任务书中没有明确分期建设时，应根据国家对产品的规划和市场对产品的需求发展预测情况，考虑工厂有发展的可能性，在近期不多占土地的前提下，可采用一次规划、分期征用的办法，尽可能的留出主要车间（制浆和造纸）的一侧，以便于今后发展。
规划的预留用地，应取得当地有关部门的同意。
⑨．造纸厂的总平面布置，除执行以上原则外，还应和国家有关部门颁发的现行标准、规范相适应。
在设防地震区、膨胀土区、湿陷性黄土区等特殊自然条件地区，造纸厂的总平面布置应按相应的专门规定执行。
2.2.2总平面布置概述
本工程根据以上原则，较合理的设计了总平面布置图。
根据主导风向为东南风，将全厂分为厂前区、制浆造纸厂房区、废纸堆场、动力供应区、给水处理区、废水处理区等。
a）厂前区：
因主导风向为东南风，为减少生产粉尘、烟雾等的污染，将厂前区布置在厂区南面。
主要包括综合办公楼、医务所、食堂、车库、消防车库、自行车棚以及总变电所等。
其中全厂总变电所位于厂区最东北角，方便高压线进入厂区。
车库位于靠近大门处，方便车辆出入。
总体布局错落有致、整齐、美观、大方。
b）制浆造纸厂房区：
造纸车间位于厂前区北侧。
纸机为左手纸机，所以车间为南北走向，操作向位于东侧，从而使操作侧光线充足。
制浆车间位于造纸车间北面，便于浆料输送。
成品库位于完成工段南部便于成品入库。
考虑到长远规划，制浆和造纸在厂房区各留有空地，便于本厂的后期发展。
c）原料场：
布置在下风向的厂区西北面，和生产区用围墙隔离，位于制浆车间的北面，便于制浆输料。
场内设有办公室、休息室、消防间、厕所和了望塔，周围有绿化带。
d）动力区：
由于锅炉房生产时会产生粉尘及有害气体等污染物质，所以将其布置在下风向的东北角，并远离办公和生活区。
根据动力区实际情况，重点布置了绿化带以改善操作环境。
e）给水区：
布置在厂内，位于动力区的上风向、原料场的东侧。
周围重点设置了绿化带以保持给水区的清洁。
f）废水处理区：
废水处理采用活性污泥法，处理过程中会产生臭气，所以将其布置在厂区下风向。
根据其自身工作特点，周围布置绿化带以改善操作环境。
g）仓库区:
布置在生产过程中材料、化学药品、备品备件的入口，既便于与生产直接发生联系，又接近主要运输干线。
h）辅助生产区：
靠近其为之服务的车间，便于发生故障或需要零件时，及时进行修理或供给。
i）场区大门设计：
厂区设置三个主要出入口，西大门作为人流、成品纸的出入口；北大门主要用于原料、燃料和废水处理污泥的出入口，便于厂内保持卫生；西南大门作为生活区的出入口。
j）工厂绿化：
根据工厂的不同区域，采用重点规划、分区布置的方法。
厂前区及出入口设有花坛、绿篱草坪和可观赏的树木。
厂内主干道两旁种植高大乔木，其余区域根据情况和需要进行绿化
k）根据地质勘察报告，厂区场地地质分层特征如下：
表层：
人工填土层，平均厚度2.14m，结构松散，压密程度差。
第二层：
第四系冲积细沙，淤泥，承载力均低，一般不宜利用；中粗砂，有一定承载力，但埋藏较深，浅基不能利用。
第三层：
第四系残积粉土，分布较广，承载力较高，层厚0.4～6.5m,层顶埋深为9.10～16.20m,适宜作桩基持力层。
第四层：
强风化砂岩，承载力高，是场地内理想的桩基持力层，已揭层厚2.60～5.5m,层顶埋深11.2～16.7m。
地震
根据国家地震局编制的中国地震区划图，本工程所在地区地震基本烈度为6度。
气象和气候
①.气温
年平均气温22.0℃
极端最高气温37.9℃
极端最低气温0.4℃
②.降雨量及洪水水位
年最大降雨量367.8mm
历史最高洪水位4.60m
最大潮水位1.60m
平时潮水位0.7～1.35m
枯水水位1.10m
③.常年主导风向：
东南风
征地面积少；布置紧凑，场地利用情况更好，主生产车间相分离，便于分期实施。
2.2.3运输设计
厂区新规划部分采用城市型混凝土路面，道路宽度分为7米、9米、12米及15米四种。
2.2.4厂区绿化
绿化布置原则是采用点、线、面方式，充分利用不宜建筑的边角隙地，及不规则用地进行绿化处理，取得良好的环境美化效果，做到绿化层次分明;主要道路两侧利用乔木、灌木及草本植物组成绿化带，充分发挥绿化带对道路及道路两侧建筑的遮荫、美化等方面的作用;管线用地上绿化，种植的乔、灌木应满足有关间距要求，架空管线下，铺设草皮，种植花卉。
第三章 生产工艺设计
3.1全厂生产车间组成
主要包括制浆车间和造纸车间，产品整理车间，化工品库，涂料制备车间。
3.2车间生产综合叙述
3.2.1车间概况及特点
本设计所设计的生产车间为年产30万吨高强瓦楞原纸生产车间，成品以卷筒纸形式出售，工艺流程的特点：
废纸浆先经过分级筛分离出长短纤维，再分别处理。
这样做的好处是既可减少纤维的流失，还可很方便的改变生产的纸种。
3.2.2车间工作制度
全年工作340天,生产系统的各类人员为四班三倒制生产,每班工作8小时；管理系统和维修部门的各类人员实行五二制为常白班,每天工作8小时。
3.2.3成品或半成品主要技术规格及标准（国家标准、行业标准）
瓦楞原纸
物理指标
单位
2212
3105
3112
3127
3150
AA
A
A
A
A
定量
G/m²
平均
112±3
105±3
112±3
127±4
125±5
紧度
G/cm²
最小
0.53
0.5
0.53
0.55
0.55
耐破强度
Kgf/cm²
目标
2.86（2.5）
2.14（2.0）
2.30（2.0）
2.70（2.1）
3.20（2.1）
（kpa.m²/g）
最小
2.40（2.1）
1.93（1.8）
2.00（1.8）
2.45（1.9）
2.85（1.9）
横向环压
Kgf/152mm
目标
13.20（7.6）
10.25（6.3）
11.00（6.3）
15.00（7.6）
20.00（8.6）
（n.m/g）
最小
12.00（6.9）
9.44（5.8）
10.00（5.8）
13.97（7.1）
18.00（7.7）
裂断长
km
目标
5.2
4.5
4.5
4.5
4.5
最小
4.8
4.0
4.0
4.0
4.0
吸水度
G/m²
最大
70
120
120
120
120
平滑度
s
最小
……
……
……
……
……
水分
%
平均
8±2
8±2
8±2
8±2
8±2
注:
测试环境:
温度23±1ºC,相对温度（50±2）%测试依据:
SO534,535,536,287,1924,5627,2758
3.2.4车间生产工艺流程叙述
工艺流程的特点：
废纸经过人工的分选，将较大的杂质选出，将合格的废纸投放到链板输送机上，送碎浆机碎解，这样避免了金属杂物对碎浆机的损伤，以及卸料的不通畅；碎浆机将废纸最大限度的碎解，打散成纤维状，浆料被送入纤维分离机；纤维分离机利用一个筛板将良浆与杂质分离，杂质中因含有较多的纤维，为避免浪费原料降低成本，杂质送鼓形筛筛选，良浆回碎浆机重新碎解；良浆从纤维分离机下来是卸料塔，然后回到高浓除渣器，高浓除渣器的工作浓度一般在3%左右，其原理是离心力除砂；良浆送一级两段孔筛，一段孔筛渣浆送二段孔筛，二段孔筛出来的浆渣去杂质分选机，这样就减少了纤维的损失，也提高了良浆的质量，一段和二段孔筛出来的良浆送到中浓除砂器，然后进入分级筛。
分级筛出来的短纤维经过一级三段短纤低浓除砂器，短纤低浓除砂器出来的良浆去短纤浓缩机，浓缩机出来的浆去短纤贮浆池，然后再送到混合浆池。
分级筛出来的长纤维去一级四段长纤低浓除砂器，第四级低浓除砂器的尾浆直接排放掉，低浓除砂器出来的良浆去一级两段精筛，精筛的尾浆直接排放，精筛出来的良浆经过两段轻质除砂器，再经过长纤浓缩机到长纤贮浆池，再经过精浆机去长纤叩后浆池，最后送到混合浆池。
3.2.5车间技术经济指标和工艺参数
生产工艺条件的制定，关系到企业生产成本的高低，能否生产出合格、优质、高档的产品，因此它在设计的时候是非常重要的。
它的选定可以计算浆水平衡，而后可以为设备的选型和车间的设置及布置提供重要的依据。
只有通过计算才能得出车间、仓库、堆厂的最佳面积和空间。
只有通过分析才能得出工艺流程是否合理。
废纸制浆车间工艺技术参数
名称
单位
定额
备注
水力碎浆机进浆含量
%
15
水力碎浆机良浆含量
%
5
纤维分离机进浆含量
%
2.5-3.5
纤维分离机良浆含量
%
2.5-3.5
纤维分离机轻渣含量
%
2.5
纤维分离机纤维损失
%
1.5
以进入浆量为基准
圆筒筛进浆含量
%
2
圆筒筛良浆含量
%
1.5-2.0
圆筒筛排渣率
%
20
以进入浆量为基准
高浓除渣器进浆含量
%
3.5
高浓除渣器良浆含量
%
2.9
高浓除渣器纤维损失
%
0.5-0.7
以进入浆量为基准
一段孔筛进浆含量
%
2.6
一段孔筛良浆含量
%
2.5
一段孔筛排渣率
%
10
二段孔筛进浆含量
%
2.0
二段孔筛良浆含量
%
1.
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