年产30万吨优质镍合金项目可行性研究报告.docx
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年产30万吨优质镍合金项目可行性研究报告
山东鑫海科技股份有限公司
年产30万吨优质镍合金项目
可行性研究报告
中冶东方工程技术有限公司
二○一一年七月
1总论……………………………………………………………………………1
2市场分析……………………………………………………………………18
3原料储运、供配料及上料系统………………………………………………26
4烧结设施……………………………………………………………………29
5矿热炉设施…………………………………………………………………36
6机修设施……………………………………………………………………46
7检化验设施…………………………………………………………………47
8.除尘净化及暖通设施………………………………………………………49
9.燃气输配及氮气设施………………………………………………………58
10热力设施……………………………………………………………………61
11给排水设施…………………………………………………………………64
12供电设施……………………………………………………………………69
13电气传动和计算机控制系统………………………………………………74
14自动化仪表…………………………………………………………………75
15电信设施……………………………………………………………………77
16总图运输……………………………………………………………………80
17土建工程……………………………………………………………………84
18能源…………………………………………………………………………93
19环境保护及综合利用………………………………………………………95
20循环经济……………………………………………………………………99
21劳动安全卫生………………………………………………………………104
22消防…………………………………………………………………………109
23.组织机构及人员配置………………………………………………………112
24.项目实施进度………………………………………………………………115
25投资估算……………………………………………………………………116
26经济效益评价………………………………………………………………119
27附图
附图1.山东鑫海科技股份有限公司年产30万吨优质合金项目总平面布置图
附图2.30000KVA镍铁电炉工艺布置图
附图3.30000KVA镍铁电炉立面图
附图4.原料、供料、上料输送系统及烧结系统工艺平面布置图
附图5.35/10KV变电所电气主结线
1总论
1.1项目概况
项目名称:
山东鑫海科技股份有限公司年产30万吨优质镍合金项目
拟建地点:
山东省临沂市莒南县经济开发区西五路中段
承办单位：
山东鑫海科技股份有限公司
法人代表:
王文龙
承办单位简介:
山东鑫海科技股份有限公司位于山东省临沂市莒南县经济开发区，注册资本6000万，在册职工897人。
公司经营范围：
优质镍合金的生产销售及相关技术的开发、利用、转让；自产固体废物销售。
公司积极响应国家鼓励中国企业开发海外镍资源的号召，利用莒南经济开发区电力资源充沛、近海临港的优势，进口国外丰富的红土镍矿资源，采用矿热电炉冶炼生产优质镍合金，发展新型工艺不锈钢产业链。
计划在今后两年内分期投资10亿元再建成30万吨的镍合金生产能力，把公司打造成全国一流的优质镍合金生产基地；同时做好资本运营工作，通过融资、重组、并购，造就国际品牌“鑫海科技”，力争7年内进入中国工业500强。
公司正在运行的优质镍合金项目采用国际一流的成熟的生产工艺；环保设备投资已达14000多万元，运行良好，各种污染物达标排放，对周围环境没有负面影响；解决了当地近千人的就业，完全符合国家提出的发展循环经济、节能减排、清洁生产的要求，具有很好的经济效益和社会效益。
1.2编制依据
（1）国家发展和改革委员会《投资项目可行性研究指南（试用版）》计办投资[2001]1153号。
（2）国家发展改革委员会和建设部发布的《建设项目经济评价方法参数》（2006年第三版）。
（3）《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动法》等相关法律、法规。
（4）承办单位提供的相关资料及基础数据。
（5）山东鑫海科技股份有限公司与中冶东方工程技术有限公司签定的《山东鑫海科技股份有限公司年产30万吨优质镍合金项目可行性研究编制合同》。
1.3编制原则
（1）设计采用成熟、可靠、实用、经济、自动化配置合理的工艺流程和技术装备。
以节能减排和打造循环经济为中心，技术经济指标达到国内先进水平。
（2）本项目精心设计、精心施工、精心组织，争创管理一流、产品一流、质量一流，使本项目建设成为优质、低耗、低碳、低成本高效益的创优项目，实现可持续发展。
（3）采取有效措施节约能源，生产过程中产生的余热、烟气等将进行综合治理和回收再利用，打造循环经济，降低能耗，改善环境，强化劳动安全与卫生。
（4）给排水设施的设置采用多种复合节水技术，如一水多用、串级使用、软水密闭循环、重复利用技术等使本设计水的重复利用率达到约98%，
（5）各系统配置科学、合理，充分发挥设备能力，工艺和物料流程顺畅。
（6）设计严格遵循国家或行业现行的标准、规程、规范，完善劳动安全、卫生、消防设施，确保职工身心健康和生命安全。
（7）设计中根据当地的地震烈度和抗震设防标准考虑相应的抗震措施，确保本工程抗地震灾害的能力及安全；
（8）废气、废水、废渣、噪声按有关环保法规要求严格治理，做到达标排放；同时做好厂区的绿化和美化工作，尽力做到清洁生产和尾部治理相结合，采用的三废治理措施先进、适用、有效，并与工程建设实现“三同时”，将环境污染降低到最低程度，以保护项目所在地区的生态环境。
（9）区域总平面布置尽可能集中紧凑、合理，做到工艺流程短，操作方便，物流运输顺畅。
（10）坚持实事求是原则，在调查研究基础上，客观、公正地对项目的经济效益做出科学评价。
1.4项目建设方案确定
1.4.1电炉选型
本项目电炉选用30000kVA矿热炉，电炉结构型式为全封闭、全液压、固定式电炉。
采用三台单相变压器供电。
1.4.1.1国家行业准入条件允许
为遏制铁合金行业低水平重复建设和盲目发展，促进产业结构升级，促进产业的集约化、大型化。
根据国家有关法律法规和产业政策，按照调整结构、有效竞争、降低消耗、保护环境和安全生产的原则，镍铁电炉容量准入条件为25000kVA及以上.
1.4.1.2产品质量的稳定可控
30000KVA镍铁矿热炉采用封闭炉型，全自动配料系统，可以实现环保、节能、低耗、高效益。
在冶炼过程中，通过全自动配料系统平衡料面、维护料面，可以使炉料均匀分布，炉况稳定，保证冶炼过程中产品质量的稳定性。
1.4.1.3技术成熟度
30000KVA镍铁矿热电炉在国内已经成熟，自动化水平高。
设备完全国产化，因此在操作、培训、维护和技术人才的储备上已经没有问题。
1.4.1.4还原剂易采购
30000KVA镍铁矿热电炉的还原剂是采用易采购的焦碳.
1.4.1.5选择结论
根据以上分析，我们确定在本次工程中选用30000kVA镍铁矿热炉。
1.4.2产品品种及生产规模
1.4.2.1产品品种
本车间的产品为镍铁合金。
商品镍铁的牌号和化学成分见表1-1。
表1-1
牌号
化学成分（%）
Ni
C
Si
P
S
Fe
FeNi14
15.0～25.0
≤
余量
2
5
0.04
0.3
产品按供货粒度要求破碎、包装、发运。
1.4.2.2生产规模
拟建设8x30000kVA镍铁合金项目，经计算，8台30000kVA的镍铁合金电炉，每台产量3.75万吨/年。
共生产优质镍铁合金30万吨/年。
镍合金生产原料使用自产烧结矿。
1.5工程建设的必要性和可能性
1.5.1工程建设的必要性
1、本项目完全符合国家鼓励中国企业开发海外镍资源的政策。
2、本项目利用莒南经济开发区电力资源充沛、近海临港的优势，进口国外丰富的红土镍矿资源，采用矿热电炉冶炼生产优质镍合金，发展新型工艺不锈钢产业链。
3、本项目采用国际一流的成熟的生产工艺，符合国家提出的发展循环经济、节能减排、清洁生产的要求，具有很好的经济效益和社会效益。
1.5.2工程建设的可能性
（1）丰富的矿产资源
使用矿石－红土矿主要分布在具有丰富红土矿资源的印尼，菲律宾等赤道地区。
由项目承办单位负责进口供应。
（2）日益增长的镍铁消耗
随着不锈钢行业的快速发展，对镍铁的需求也在快速增加，各大不锈钢生产企业为了降低成本，也纷纷扩大镍铁用量和使用比例，整个行业对镍铁的需求也大增。
目前，镍铁已经超过电解镍的用量，占据不锈钢行业获取镍金属用量的半壁江山。
（3）国家产业政策导向的影响
我国为全球最大的不锈钢生产国，不锈钢冶炼对镍的需求相当高，在众多不锈钢厂中镍需求约占全部需求的70%左右，因此我国对镍的需求和消费非常高。
本项目开发利用海外镍资源满足中国日益增长的镍需求，符合我国《有色金属工业长期发展规划（2006-2020年）》的文件精神。
（4）良好的投资环境
本项目厂址位于山东省临沂市莒南县经济开发区。
莒南经济开发区是2006年3月经山东省人民政府以鲁政字[2006]72号文件批复的省级开发区。
规划控制面积26.7平方公里，辖16个行政村，2.1万人口，内设一办五局，党政办公室、招商局、经济发展局、规划建设局、社会事务局、财政局。
国土、公安、工商、环保、地税、国税等单位在开发区设置派出机构。
开发区由上海同济大学和山东城乡规划设计院规划了机械、化工、生物工程、轻工、农副产品加工、居住6个功能分区。
2008年10月，开发区区域环境影响评价报告书通过山东省环保局批复。
按照“高起点规划，高标准建设”的原则，近年来共完成基础设施投入12.7亿元，中心区达到“九通一平”。
现有规模以上企业72家，初步形成了机械制造、生物工程、有色金属冶炼、精细化工、食品制造五大特色产业。
2008－2010年在全市县区省级开发区综合考核中名列第一，实现了“三连冠”。
2009年在山东省145家省级经济开发区综合评价考核中列第38位，入选“2009年度山东省十佳最具投资潜力开发区”，2010年被省商务厅评为“山东省科学发展园区”，被山东省环保产业协会专家委员会评为“山东省低碳经济示范园区”，被中国开发区促进会等六家单位联合授予“中国最具发展潜力园区”，2010年12月全面通过ISO9000/14000质量、环境管理体系认证。
1.6厂址位置及建设条件
1.6.1开发区区域位置
莒南经济开发区位于莒南县城西部，区位优越，交通便捷。
莒南县东与日照市接壤，南与连云港市毗邻，西靠临沂市，北与日照市莒县相接，兖石铁路、岚济公路横穿东西，莒新、莒阿公路纵贯南北，206国道在境内西北部穿过，日东、同三、枣岚、长深等高速公路环绕四周，县城淮海路贯穿经济开发区连接长深高速。
紧靠沿海四大港口，距青岛港170公里，日照港80公里，岚山港45公里，连云港90公里。
空中运输极为方便，距临沂机场40公里，青岛机场200公里。
1.6.2建设条件
1.6.2.1基础设施配套完善
开发区内拥有“五纵十横”（纵向：
西一、西二、西三、西五、大西环，横向：
G1、淮海二、淮海路、G3、G4、十泉、十刘、南环）道路交通网络，沿路敷设有供水、供气、排水、排污、天然气、电力、电信、有线、通讯等管线。
莒南县新区污水处理厂位于三方工业园西侧，规划面积5.61公顷，由北京国环清华大学环境工程设计院设计，采用流动床生物处理工艺，可日处理污水6万吨，回用中水2万吨。
1.6.2.2生产要素可充分满足生产生活需要
1、水
（1）莒南县水资源概况
全县多年平均水资源总量5.94亿立方米。
全县平水年水利设施可供水量2.48亿立方米。
县城水源为石泉湖水库和陡山水库。
主要供水水源地为石泉湖水库，位于县城北偏东7公里处，鸡龙河上游，总库容6105万m3，兴利库容2820万m3，该水库距县城较近，水能够自流到县城水厂，供水成本较低，是县城的主要供水水源地，若遇枯水年，石泉湖水库供水不足时，则“引陡济石”，从陡山水库调水至石泉湖水库（通过泵站提水后由渠道和涵洞流至石泉湖水库），解决县城及开发区生活及工业用水。
陡山水库作为县城供水的第二水源地，位于县城北17km处，沭河支流浔河上游，总库容2.9亿m3，兴利库容1.7亿m3。
（2）供水能力及价格
莒南县自来水公司目前年供水能力为2000万m3，价格为生活用水2.42元/m3，工业用水2.985元/m3，行政事业用水3.26元/m3，经营服务用水3.65元/m3，特种行业用水4.01元/m3。
莒南县石泉湖水库管理所可以供给工业用原水，水源来自石泉湖水库和陡山水库，可根据用户需求调节供水量。
2、供电
（1）莒南县电网现状
目前，莒南县境内拥有220千伏变电站2座，35千伏及以上变电站14座，主变总容量405.95兆伏安，输电线路23条，配电线路67条。
实现了14座变电站双电源、双主变供电。
总装机容量51万千瓦。
（2）供电价格
表1-2
用电类别
电压等级
基本电价
电度电价
（元/千瓦时）
最大需量
（元/千瓦/月）
变压器容量（元/千伏安/月）
中小化肥生产用电
1-10千伏
38.00
28.00
0.3584
35-110千伏以下
38.00
28.00
0.3434
110-220千伏及以上
38.00
28.00
0.3284
一般工商业用电
不满1千伏
0.7753
1-10千伏
0.7603
35-110千伏
0.7453
居民生活用电
不满1千伏
0.5469
1千伏及以上
0.4929
农业生产用电
不满1千伏
0.5539
1-10千伏
0.5389
35-110千伏
0.5239
3、供汽
莒南力源热电有限公司位于经济开发区内，拥有2台75吨锅炉、1台130吨锅炉和15MW汽轮机组、25MW汽轮机组，工业供热能力130吨/小时，出口压力0.8MPa，温度300℃。
4、燃气
经济开发区内有临沂中油一达燃气有限公司和莒南奥德燃气有限公司两家燃气供应企业，奥德燃气实行管输供气，可日供天然气30万m3。
5、劳动力
全县总人口80多万，劳动力资源丰富，农村剩余劳动力近20万人，境内有各类职业技术学校5家，年培训各类初、中、高级职业技术人才2万人。
工人工资根据国家政策和企业情况自行确定，最低工资不能低于800元/月。
社保：
养老保险（企业19％，个人8％）、失业保险（企业2％，个人1％）、医疗保险（企业6％，个人2％）、工伤保险（按一、二、三档企业缴纳，分别为0.5％、1％、2％）、生育保险（企业1％）。
2010年养老、失业、工伤、生育保险最低缴费基数1383元，最高缴费基数6029元；医疗保险最低缴费基数1383元，最高缴费基数6029元。
1.7建设内容及主要设施
1.7.1建设内容
项目的建设内容为8×30000kVA矿热炉及其相关设施，其主要内容如下：
（1）总图布置；
（2）主要生产设施：
原料的配料、料场、电炉设备、供配电等；
（3）辅助生产设施：
机修、化验室、计量、道路、围墙、供排水等设施。
（4）8×30000kVA矿热炉烟气除尘及余热利用设施。
1.7.2主要设施
1.7.2.1矿热炉工艺设施
1、根据国家鼓励发展高新技术和环保节能项目的基本政策，电炉结构型式为全封闭、全液压、固定式电炉。
电炉变采用三台单相变压器，每根电极一台单相电炉变，按120°全对称摆放，三台电炉变方案的突出优点：
电极做功的对称性良好、不易偏相，有利于短网的设计与制作还节约铜材，在电极上联三角无功补偿较好，电炉变的功率因数容易得到提高，电炉的生产能力也能够得到有效提高。
2、工艺流程为：
合格粒度的预还原矿经电子秤精确计量后在日料仓按比例配料，通过上料皮带将混合料送至+24.0m平台，再由布料皮带将混合料卸至炉顶料仓，炉料经料管间断加入炉内，连续冶炼，定时出炉。
出炉时合金与渣混出，镍、渣分离后，铁水经浇铸机浇铸成锭后送成品间贮存，炉渣水淬后外运。
电炉炉气作为燃料送回转窑。
1.7.2.2主要公辅设施
——原料储运设施
1、原料堆场
原料堆场占地面积为15000m2。
堆场内所放原料为红土镍矿、焦炭和生石灰等。
红土镍矿和焦炭堆放场地设置防雨棚，生石灰为仓库储存。
原料存放时间15天（其中生石灰的存储时间为3～5天），各物料分开堆放，采用装载机进行堆放、倒堆和取料，贮料场堆高2.5m～3m。
原料通过装载机或自卸汽车送至原料库。
2、原料库
合格的散状料在原料库内经抓斗桥式起重机送入半地下料仓进行配料及上料。
原料库面积18m×54m=972m2，库内同时进行储料，其中红土镍矿和生石灰采用平铺方式由抓斗桥式起重机造堆，平铺方式采用红土镍矿与生石灰10：
1分层堆积，以便吸收红土镍矿中22%的物理水分（另含有8%的结晶水）。
3、烧结前供配料系统
原料库内的散状料通过抓斗桥式起重机送入半地下料仓，通过定量给料机落入仓下胶带机，完成供料和配料；物料经大倾角胶带机，通过定量称量给料装置后，经链式输送机进入圆筒烘干机。
4、矿热炉供配料系统
经回转窑煅烧后，烧结热料从回转窑中送入高温称量装置，经链式输送机进入烧结料破碎机，物料破碎后，经振动筛筛分，粒度为10mm～80mm的烧结料进入料仓，称量后，通过槽式链条输送机将物料送入到矿热炉车间的高位料仓；不满足粒度要求的物料，送入筛下料仓，通过链式输送机，重新进入圆筒烘干机。
5、仓储系统
（1）烧结所用生石灰存于封闭仓库内
（2）镍合金所用生石灰、电极糊、耐火材料、钢材等存于封闭仓库内
电极糊库；面积：
1296（18×72=1296）m2，储存时间15天；
耐材库；面积：
648（18×36=648）m2，储存时间45天；
钢材库；面积：
360（12×30=360）m2，储存时间60天。
――烧结工艺系统
1、采用圆筒烘干机，直接利用回转窑（800℃以下）废热烟气，作为烘干热源，将红土矿原矿22%的物理水分烘干至3%以下。
2、采用回转窑，直接利用镍合金矿热炉烟气作为燃气对红土矿剩余的物理水及8%的结晶水烘干、焙烧及部分还原反应。
3、采用串联的整粒流程。
布置紧凑，烧结矿转运点少，落差低，减少烧结矿的再粉碎，节省投资。
4、小于10mm筛下物直接通过闭路循环直接送至圆筒烘干机，减少污染环节。
5、圆筒烘干机除尘灰，成品加工及输送系统除尘灰通过闭路循环直接送回圆筒烘干机，实现综合利用，避免排放造成的污染。
工艺循环流程终端所有废气被各环节直接利用，不对大气排放，终端废气采用布袋除尘器净化后由排风机排入大气，粉尘排放浓度≤50mg/Nm3，符合国家节能、降耗、清洁生产的循环经济及环保要求。
——通风除尘设施
1、密闭电炉炉气净化系统
8台30000kVA密闭电炉，每台配置一套炉气净化系统。
本净化系统是从水冷烟道后接口，炉气通过外网管道进入重力沉降塔（大约有30%左右的粉尘被收集），然后进入1#、2#旋风冷却器将炉气温度从450℃降到220℃～260℃。
这一过程的作用主要有两点，一是降低炉气温度满足后面布袋除尘器的要求，确保系统安全稳定运行；二是尽量降低进入布袋除尘器的入口粉尘浓度，减轻布袋除尘器的工作负担，延长布袋的使用寿命。
降温后的炉气通过1#煤气风机送入布袋除尘器净化，经过布袋除尘器净化后的炉气含尘浓度降至20mg/Nm3以下，再提供给回转窑做燃料使用。
为了系统的安全运行，净化系统设置CO含量，O2含量自动连续检测仪表，当煤气质量不满足回收条件（如CO含量＜30%或O2含量＞2%），直接通过烟囱点火放散；而合格煤气通过2#鼓风机加压后送至回转窑。
1#、2#鼓风机均通过变频调速来实现风量和风压的调节，以满足冶炼工艺和净化回收系统的要求。
本系统前半部分（1#鼓风机前）为负压系统，后半部分为正压系统。
尤其是布袋除尘器为防止泄漏，混入空气，引起安全事故，必须保持正压。
系统中所有易泄漏点除做好机械密封外均设氮气密封。
重力沉降塔、旋风冷却器、布袋除尘器收集的粉尘通过星型卸灰阀、埋刮板输送机送入储灰仓暂存待运。
为便于系统的控制、调节和管理，在系统与放散烟囱接口，空冷器前后、布袋除尘器前后、风机前后设温度、压力测点。
各测点均输入计算机，并将整个系统的画面显示在计算机显示器上。
计算机负责整个系统的监控、执行命令、打印记录等项使命。
2、出炉口排烟除尘系统
一台电炉配置一套负压除尘系统，共8套。
3、圆筒烘干机尾气除尘系统
采用负压除尘系统，配一台低压脉冲布袋除尘器,一台引风机,本工程共设置四套。
4、上料与配料系统除尘设施
该除尘系统针对配料站、转运站、日料仓等扬尘点设置。
每两个车间设置一套，共四套。
除尘系统由脉冲袋式除尘器和引风机组成。
5、成品筛分楼除尘系统
该系统对烧结成品的破碎、筛分扬尘点除尘，共设置四套。
――机修设施
主要承担电炉车间的设备小修及部分备件加工以及电极壳的制造任务。
该车间由电极壳制造和备件加工两部分组成。
电极壳制造由准备、加工及装配部分组成。
备件制造由加工及钳工部分组成。
车间设有休息室及成品堆放等辅助设施。
――检化验设施
1、原料、成品化验室：
承担电炉车间各种原料，如镍矿、上料干矿、焦粉等的定期成分分析任务；
承担电炉车间镍铁的炉前成分分析任务；
承担电炉车间成品镍铁和炉渣的定期成分全分析任务。
化验室由破碎筛分室、烘干灼烧室、X荧光制样室、X荧光光谱室、红外碳硫室、化学分析室、天平比色室、制剂室和库房、办公室、配电室等辅助间组成。
2、水质分析化验室
化验室承担全厂水系统各种水的水质分析任务。
化验室由化学分析室、天平比色室和库房组成。
――燃气输配及氮气设施
经净化后的烟气供烘干系统及回转窑系统作为燃料使用，燃料不足部分由天然气管网供应。
主车间及通风净化系统使用氮气由液氮储罐经汽化器汽化后经管网送入用户。
1、燃气能源介质用量
主车间内共有8台30000kVA矿热电炉，每台电炉产生的烟气经净化系统净化后，产生的煤气量为15000m3/h，8台矿热电炉产生的煤气总量为120000m3/h，净化系统采用干法除尘，净化后煤气温度约为70℃，煤气成分如下表：
表1-3
成分
CO2
H2
CO
N2
CH4
O2
%
4—7
6-10
65—75
5—7
0.5-1
0.5-1
经计算煤气热值为2380kcal/Nm³，所有矿热电炉产能总量为559776MJ/h,全部送入烘干系统及回转窑系统作为燃料使用。
8套电炉中每两套电炉共用一套烘干系统及回转窑系统，四套烘干系统及回转窑系统共需燃料总量为614040MJ/h，除使用矿热电炉煤气外还需补充天然气作为燃料供烘干系统及回转窑系统，需补充的天然气量为1520Nm³/h,另蒸汽锅炉需天然气量为510Nm³/h,故需补充的天然气总量为2020Nm³/h。
2、氮气用量
主车间矿热电炉料管密封、炉气分析仪及炉气置换使用氮气最大量位820m3/h，使用压力
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