特种锻件与机械加工项目节能方案Word文档下载推荐.docx
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产量(万吨/年)
比例%
1
冷轧辊钢段件
9Cr2Mo
2.0
15.39
2
合金钢锻件
42CrMo
4.0
30.77
3
优碳钢锻件
45
5.0
38.46
4
热模模具钢锻件
H13
(4Cr5MoSiV1)
5CrNiMo
1.0
7.69
5
塑料模具钢锻件
P20(3Cr2Mo)
6
合计
13.0
100
表1-2深加工的机加工产品
产品名称
成品冷轧辊
0.5
电站用转子
34CrNi3Mo
管模
21CrMo10
0.9
模具
0.1
2.5
1.2.2项目设计的主要内容
按照项目可行性研究报告的要求,本项目工程设计的主要内容为16MN、31.5MN快锻机组的车间和机械加工车间及其辅助公用设施。
1.2.2.1快锻车间
快锻设备的选取
根据生产钢种、生产规模锻件的重量、产品系列特点等,尤其是市场对大件的需求,需选用16MN快锻机、31.5MN快锻机各一台。
建成后,公司将拥有2t、5t锻锤和8MN快锻、16MN快锻、31.5MN快锻,形成年产近16万吨锻件的生产综合能力。
锻造工艺流程如下:
冷送钢锭工艺:
钢锭→表面检查→加热→开坯(或直接出成品)→冷却(按要求:
坑冷或退火):
钢坯表面修磨→加热→出成品→坑冷或退火→
→取样→检验→发货。
热送钢锭工艺:
钢锭→加热→锻造成材→退火→超声波探伤→取样→检验→
→发货。
锻造生产能力
表1—3锻造设备作业制度锻造设备作业制度
项目
单位
数量
年日历天数
d
365
锻造有效作业率
300
锻造作业率
%
82
锻(材)件平均成材率
75
锻造每班时间
h
8
锻造班有效作业时间
锻造班作业率
表1—4锻造设备年生产锻件量
设备类别
规格范围(mm)
单机生产能力(t/h)
产量(t)
净产量(t)
16MN快锻
台
200~1150
11.5
65000
50000
31.5MN
~2000
23
120000
80000
再加上原来3万吨/年的锻造能力,全厂具备16万吨/年的能力。
工业燃气加热炉:
快锻车间辅助设施为加热炉和退火炉,根据同行业的生产经验和对应生产规模的实际情况,共选用8座加热炉,选取退火炉12座,共计20座。
车间组成
快锻车间由锻造跨和炉子跨组成,分别为21m和18m,长度195m,面积为7605m2,轨面标高为12m,在锻造跨的中间布置16MN和31.5MN快锻机,在副跨顺次排列布置加热炉和退火炉。
以达到工艺顺畅。
锻造跨50/10t和16/3.2t起重机各一台,炉子跨设5t单梁悬挂起重机一台。
1.2.2.2机加工车间
生产任务
机加工车间任务有两部分组成
承担企业部分锻件粗加工(扒皮和锯切),即可提高锻坯的附加值又可回收车切下脚料降低成本。
生产机加工终端产品。
主要代表产品有:
冶金用冷轧工作辊(成品辊),电站用转子,管模及成品模具,具备年生产能力2.5万吨,其中,冷轧成品辊0.5万吨,电站用转子1万吨,管模0.9万吨,成品模具0.1万吨。
这样,锻造与机加工形成一条加工链。
车间组成
由粗加工车间、产品机加工车间、模具加工车间以及露天成品库组成,其中:
粗加工车间:
1080m2
产品机加工车间:
2160m2
模具加工车间:
成品库:
1584m2
总计:
6984m2
车间与原料成品库间的运输采用50吨电平车。
车间工作制度
车间年工作天数306天,年时基数6300小时,机床为2班工作制。
车间人员组成
车间总人数112人。
车间工艺布置详见下表1-3:
表1-5车间工艺布置
车间名称
轨面标高
长度
跨度
吊车配置
粗加工车间
60
18
50/10t×
16/3t×
成品机加工车间
120
32/5t×
模具加工车间
48
84
12
10t×
5t×
成品库
88
32/5×
1.2.3供配电设施
本公司现有35KVA变电站一座,有两台150MW和500MW发电机与电网并网运行,可为本工程提供35KV电力。
本工程的16MN、31.5MN快锻机车间和机加工车间增加装机容量约5000KW,电压为10KV和380V,拟建一座变电所,将35KV电压变为10KV和380V分别送10KV和380V到快锻机组。
1.2.4给排水
用水为冷却循环水,均为闭路循环,对环境无任何危害,平均用水量约150m3/h。
循环率95%,補充新水3m3/h,水泵站供给。
机加工车间,快锻车间的生活水由厂区现供水管网供给。
1.2.5燃气及热力设施
燃气:
采用天然气为加热炉和退火炉的燃料,按四座加热炉按同时使用三座,八座退火炉同时使用六座估算,天然气用量约~3000m3/h。
压缩空气:
压缩空气用量很少,由现有空压站供给,不需新建。
1.2.6总图布置
快锻车间布置在现有生产厂区的南部,机加工车间布置在快锻车间南部,快锻车间产品亦可通过平车运来,满足工艺生产流程顺畅的前提下,尽可能适应内外部运输要求,生产所需原料由汽车运输解决,布置紧凑合理,物料运输短捷。
建筑面积8164m2。
(见附图二)
1.2.7经济评价
1.2.7.1评价方法
本项目经济评价依据国家计划委员会颁布的《建设项目经济评价方法与参数<
第二版>
》中有关内容与深度要求,结合本工程的实际情况进行编制。
1.2.7.2项目总投资及资金筹措
项目总投资16968万元;
资金来源为:
a、固定资产贷款11000万元
b、企业自有资金5968万元
1.2.7。
.3职工定员及工资
项目职工定员为202人,职工工资及福利费标准按平均18000元/人·
年计算。
职工定员
岗位
定员(人)
加热工
退火工
锻工
32
吊车工
24
机加
112
电气
维修工
管理
202
1.2.7.4财务评价
产品成本估算
项目正常生产年总成本费用为148276万元。
产品成本估算说明如下:
a、外购原材料及动力价格均按企业实际到厂平均价;
b、固定资产按平均年限法进行折旧;
年销售收入及销售税金
按产品大纲及市场价格经加权平均计算后:
特钢锻件平均售价为10000元/吨(含税价);
成品冷轧辊、电站用转子、管模、模具平均售价为32000元/吨(含税价);
项目正常生产年销售收入为175000万元。
产品缴纳增值税(税率17%),并按增值税的5%和4%分别缴纳城市维护建设税和教育费附加。
经计算项目正常生产年缴纳增值税及附加12971万元。
利润及分配
项目正常生产年销售利润为13753万元,所得税按销售利润的33%计取,税后利润9215万元,盈余公积金及公益金分别按税后利润的10%和5%提取。
财务盈利能力分析
全部投资内部收益率(FIRR)分别为49.3%(税后)及70.3%(税前),财务净现值(ic=12%)分别为59932万元(税后)及93552万元(税前),财务内部收益率均大于行业基准收益率,财务净现值均大于零,说明项目具有较好的盈利能力。
项目投资回收期分别为3.7年(税后)及3.0年(税前),均小于行业基准投资回收期,表明项目投资能及时收回。
项目在计算期内资金平衡并从投产年开始就有盈余,投资利润率50.7%,投资利税率98.6%,投资利润率和投资利税率均大于行业平均利润率和平均利税率,说明单位投资对国家积累的贡献水平达到了本行业的较好水平。
清偿能力分析
在生产期间,将未分配利润、折旧费全部用来还款,固定资产贷款偿还期为2.1年,项目具有较强偿债能力。
由资产负债计算可知,资产负债率在计算期各年均小于100%,流动比率在计算期各年均大于100%,速动比率在第7年后大于100%。
这表明项目的净资产可以抵补负债,企业具有较强的清偿能力。
盈亏平衡分析
盈亏平衡点(BEP)的生产能力利用率为:
项目生产能力利用率达到34.1%时盈亏平衡,由此可知项目抗风险能力较强。
评价结论
经上述财务评价计算,项目各项指标均较好,说明项目具有较好的经济效益及较强的清偿能力,该项目从技术经济方面是可行的。
2参照的节能法律及标准规范
2.1国家法律、法规和规划
1、《中华人民共和国节约能源法》(中华人民共和国主席令【1997】第九十号)
2、《中华人民共和国清洁生产促进法》(中华人民共和国主席令【2002】第七十二号)
3、《清洁生产审核暂行办法》(国家发展改革委、国家环保总局令第16号)
4、《中华人民共和国可再生能源法》(中华人民共和国主席令【2005】第三十三号)
5、《重点用能单位节能管理办法》(原国家经贸委令第7号)6、节能中长期专项规划(发改环资【2004】2505号)
7、《中华人民共和国建筑法》(中华人民共和国主席令【1997】第九十一号)
8、《中华人民共和国电力法》(中华人民共和国主席令第【1995】60号)
9、《##省节能监察办法》
10、《##省企业技术改造项目节能评估审查暂行办法》
11、《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》。
12、《中华人民共和国消防法》(1994年5月1日)
13、《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》国家发展改革委、国家安全生产监督管理局(2003年9月30日)
14、冶金企业产品能耗
15、GB/T冶金行业关于锻造加热炉、退火炉设计、建设的相关标准及规范。
2.2产业政策和指导性文件
1、《国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知》
2、国家发改委《关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇(章)”编制及评估的规定》
3、国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知(国发【2005】40号)
4、中国节能技术政策大纲(计交能【1996】905号)
5、国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术(国家发改委2005第65号)
6、建设项目经济评价方法与参数<
2.3管理及设计方面的标准和规范
1、工业企业能源管理导则GB/T15587-1995
2、用能单位能源计量器具配备和管理通则GB17167-2006
3、《产品单位产量能源消耗定额编制通则》GB/T17167—1997
4、《综合耗能计算通则》GB2589-1990
5、《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-2001
6、《动力机器基础设计规范》GB/T50040-1996
7、《低压配电设计规范》GB/T50054-1996
8、《供电系统设计规范》GB/T50052-1996
9、《通用设备配电设计规范》GB/T50055-1993
10、《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB/T50246-1997
11、《建筑给排水设计规范》GB/T50015-2003
12、工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准GB50185-1993
13、《压缩空气站设计规范》GB/T50029--2003
2.4管理用能方面的标准
1、评价企业合理用电技术导则GB/T3485-1998
2、评价企业合理用热技术导则GB/T3486-1993
3、合理润滑技术通则GB/T13608-1992
4、节电措施经济效益计算与评价GB/T13471-19926)
5、锻造加热炉能耗分等T50153-1999
6、热处理炉能耗分等T50154--1999
7、钢铁企业锻钢工序能源节约的规定冶金部
2.5设备能效方面的标准
1、通风机能效限定值及节能评价值GB19761-2005
2、中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值GB18613-2002
3、容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值GB19153-2003
4、三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052-2006
2.6建筑类相关标准和规范
1、绿色建筑评价标准GB/T50378-2006
2、绿色建筑技术导则(建科【2005】199号)
3、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001
4、民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)JCJ26-95
5、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003
6、通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002
7、外墙外保温工程技术规程JGJ144-2004
8、民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB50364-2005
9、民用建筑热工设计规范GB50176-93
10、建筑照明设计标准GB50034-2004
11、建筑采光设计标准GB/T50033-2001
12、地板辐射供暖技术规程JGJ142-200410.2执行标准
13、《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001修订版)
14、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)
15、《建筑灭火器配置设计规范》GBJ40-90(1997年修订版)
16、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
17、《供配电系统设计规范》GB50052-95
18、《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)
19、《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)
20、《工业企业照明设计标准》(GB50034-92)
21、《工业企业总平面设计规范》(GB50187-93)
22、《钢铁企业总图运输设计规范》
23、《消防安全标志设置要求》(GB15630-95)
24、《工业企业采光设计标准》GB/T50023-1992
25、民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92
26、空调通风系统运行管理规范GB50365-2005
2.7工程项目有关文件
1、***特种锻件及机械加工项目可行性研究报告。
2、与该工程项目节能方案相关联的技术参考资料
3、企业提供的有关项目设备的说明﹑数据。
3企业能耗状况和能耗指标分析
3.1能源总量分析
原料是外购的钢锭,使用的主要能源是天然气和电,也就是说企业的能耗主要集中在8台燃气加热炉、12台退火加热炉的天然气消耗和锻压设备、起重设备、机械加工设备等电消耗上。
此外,定期维修还须补充一些耐火砖、液压油,机械冷却需补充冷却水。
注:
主要生产设备见表3-1;
项目能源消耗表见表3-2。
表3-1主要生产设施一览表
车间
生产设施
规格/型号
数量(套/座)
快锻
快锻机床
16MN
31.5MN
退火炉(温度900—1000)台车式单室高纯硅酸铝纤维耐火、钢架保温结构
8m×
2.5m
15m×
2m
6m×
10m×
12m×
加热炉(温度1050—1250度)
9m×
7.5m×
起重机
50/10吨
16/3.2吨
5吨
机加工
车床
41
锯床
铣床磨床
50/10t
产品库
32/5t
表3-2项目能源消耗表
名称
单耗
年耗量
天燃气
147m3/t
1911万m3
电
247KWh/t
3211万KWh
3.2锻造设备和工艺
采用的16MN和31.5MN快锻机组;
配备有先进的电控系统和液压系统,砧库和快捷换砧装置,锻件厚度尺寸精度和操作机行走及旋转控制装置可实现锻造机械化、自动化,预计减少锻造次数2-3火,提高产量1.3倍,提高成材率3%,综合能耗较普通水压机或锻锤下降15%左右。
快锻机组的主要参数:
3.2.116MN快锻主要技术参数
镦粗最大钢锭:
8t
拔长最大钢锭:
12t
最大环件尺寸:
2000/1700mm厚度400mm
常锻环件尺寸:
1800/1500mm厚度360mm
轴类锻件尺寸:
最大重量12t,最大长度12500mm
轴件直径尺寸:
最大直径1150mm,最小直径200mm
饼类锻件尺寸:
最大直径1800mm最小厚度100mm
常锻次数:
20-45次/分(回程量≥100)
快锻次数:
80-85次/分(回程量≥25)
常锻加压速度:
95mm/s
快锻加压速度:
115mm/s
空程下降速度:
350(可调)mm/s
回程速度:
350(可调)mm/s
移动工作台速度:
0-300mm/s
移砧装置速度:
0-300mm/s
整机装机容量:
245KW
整机重量:
115吨
轮廓尺寸:
(mm)8000×
3100×
3000
3.2.231.5MN快锻主要技术参数
结构型式予应力双柱上压式
最大净空4000mm
工作台5000*2000mm
最大行程2000mm
加工精度镦粗最大钢锭24t;
拔长最大钢锭45t
加工精度1mm
工作介质压强31.5Mpa
最大夹持力300KN
最大夹持力矩600KN
406KW
150吨
(mm)10000×
4300×
4200
锻后热处理时采用热送退火工艺,可节约加热锻坯能源。
经统计可节约23%的热能。
3.3燃气加热炉
3.3.1设计依据
冶金行业关于锻造加热炉、退火炉设计、建设的相关标准及规范。
设计原则
3.3.2优化炉型结构
根据用户要求,在进行多方案比较的前提下,采用最合理的炉型结构及燃烧组织方案,并充分考虑炉子的性价比和长期运行成本;
炉体材料及保温:
锻造加热炉炉墙为复合砌体结构,炉顶采用整体浇注技术,浇注料采用目前质量最好的超低水泥高铝浇注料,锚固砖采用与浇注料相同材质离心浇注成型。
炉体采用复合保温措施,加强炉体保温,炉子表面温升达到国家标准GB/T3486-93。
管道保温以内保温为主,采用轻质浇注料配合锚固钩。
小管道采用外包扎保温,采用目前最好的硅酸铝保温层包扎。
退火炉采用全高纯硅酸铝纤维结构,加强炉体保温,炉子表面温升远远低于国家标准GB/T3486-93;
采用先进的温控技术:
在生产过程中采用自动化燃烧技术,通过温度设定,把温度信号转化为电信号,自动控温,从而保证了炉温的准确性和均匀性;
机械及控制系统的改进:
最大限度地采用电动机械设备,并加强自动化控制,减轻工人劳动强度,改善工人操作环境。
3.3.3炉子规格
台车式锻造加热炉:
(9m2.5m)22.5m2台车式锻造加热炉2座
(7.5m2.5m)18.75m2台车式锻造加热炉6座
台车式退火炉:
(8m2.5m)20m2退火炉,2座
(15m2m)30m2退火炉,2座
(6m2.5m)15m2退火炉,2座
(10m2.5m)25m2退火炉,3座
(12m2.5m)30m2退火炉,3座
3.3.4加热炉技术参数
加热炉工艺技术参数
形式燃气台车式锻造加热炉;
主要钢锭规格5t-40t不等;
出钢温度1050~1250℃;
技术性能
燃料:
天燃气
燃料热值:
Qdw=8500×
4.18kJ/Nm3;
每座18.75m2炉子天燃气耗量:
510m3/h;
空气消耗量:
6550m3/h;
烟气量:
6840m3/h;
每座22.5m2炉子天燃气耗量:
580m3/h;
6900m3/h;
7850m3/h;
炉型结构
本锻造加热炉设计为台车式单室结构。
每2座炉子共用一个钢制烟囱。
台车钢架由工字钢、槽钢与重轨复合焊接而成,配合材质为含硅球墨铸铁的炉砖座(台车边框)。
内衬耐火砖、保温砖。
该种结构的整体强度高,使用寿命长。
台车与炉墙之间设有专门的密封结构,防止热量辐射,同时台车下部设有砂封,以降低炉底下部温度,保护炉底机构。
台车驱动采用自拖动方式。
3.3.5退火炉技术参数
20m2退火炉:
形式燃气台车式退火炉
有效面积8×
2.5=20m2
燃料热值:
Qdw=85004.18kJ/Nm3;
每座炉子天燃气消耗量为:
370Nm3/h;
每座炉子空气消耗量:
4000Nm3/h;
每座炉子烟气量:
4070Nm3/h;
(3)使用温度
使用温度900-1000℃
15m2退火炉:
有效面