20吨电弧炉除尘改造建设项目可行性研究报告.docx

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20吨电弧炉除尘改造建设项目可行性研究报告

1×20t电弧炉除尘改造项目

可行性研究报告

附件：

委托书

附图：

1、xxxxxxx有限公司地理位置图

2、xxxxxxx有限公司厂区平面布置及项目位置图

1项目总论

1.1项目名称

1×20t电弧炉除尘改造项目

1.2承担单位

xxxxxxx有限公司

1.3承担单位负责人

项目负责人：

黄元水

项目联系人：

汝宁

1.4项目单位概况

xxxxxxx有限公司位于xxx市xxx县科技工业园，公司位置北临济聊高速公路，西靠京九铁路毗邻105国道，四通八达，交通便利。

公司是股份制民营企业成立于2003年，注册资金1200万元，现有员工210余人，其中高级技术人员15人。

厂区占地面积10万平方米，建筑面积4万平方米，生产设备主要有电弧炉、LF炉、VD炉、退火炉及完整的化验设备和先进的制氧设施，主要产品以合金结构钢为主，年生产能力22万吨。

2007年企业通过了ISO9004-2000质量认证。

1.5项目建设地点及规模

项目建设地点位于xxx县科技工业园香江路99号xxxxxxx有限公司厂区生产车间北部。

本项目建设规模：

在原有常规袋式除尘系统基础上增加建设一套脉冲袋式除尘系统，主要包括捕集部分、回转机构、保温层部分、净化部分、通风部分、电气部分、供气部分及附属材料等，占地面积共1200平方米，为厂区预留。

项目建成后，原有常规袋式除尘系统仍然使用，只用来处理加料时，炉口冒出的少量烟尘。

1.6可行性研究报告编制单位

xxx正信环保与工程咨询有限公司

1.7项目提出理由

精炼电弧炉冶炼时，炉料中碳氧化产生的CO在金属熔池中缓慢上浮，当这种内压力较大的气泡上浮到金属与渣层或金属与炉气的界面时，由于外压力突然下降，致使气泡发生爆裂，气泡产生很大的加速度，随即带来金属和炉渣的极细微粒并散发到炉外；冶炼时电弧区的温度高达3000～3500℃，这就使在2450℃就会蒸发的铁大量蒸发成褐色烟雾并排放至炉外；另外，废钢中杂质的蒸发，特别是废钢质量差时，杂质的蒸发量随之增加。

每生产1吨钢排放出的烟尘量一般大于8kg。

无论是哪一种原因，排出炉外的烟气使炼钢车间上空经常笼罩在滚滚黄烟之中，造成了对环境的污染，对人体的危害。

由此可见，炼钢车间的烟尘治理已是势在必行了。

现有常规袋式除尘系统捕捉烟尘粒径较大，对烟尘的捕集率较低，随着近年来国家对环保工作的重视和要求的提高，已逐渐无法满足环保要求，亟需新增一套除尘效率高、满足国家及地方大气污染物排放标准的除尘系统。

本项目采用脉冲袋式除尘器。

脉冲袋式除尘器的优点是：

1、脉冲除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰技术，克服了常规除尘器和分室反吹除尘器的缺点，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，漏风率小，能耗少，钢耗少，占地面积少，运行稳定可靠，经济效益好。

适用于冶金、建材、水泥、机械、化工、电力、轻工行业的含尘气体的净化与物料的回收。

2、由于采用分室停风脉冲喷吹清灰，喷吹一次就可达到彻底清灰的目的，所以清灰周期延长，降低了清灰能耗，压气耗量可大为降低。

同时，滤袋与脉冲阀的疲劳程度也相应减低，从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命。

3、检修换袋可在不停系统风机，系统正常运行条件下分室进行。

滤袋袋口采用弹性涨圈，密封性能好，牢固可靠。

滤袋龙骨采用多角形，减少了袋与龙骨的摩擦，延长了袋的寿命，又便于卸袋。

4、采用上部抽袋方式，换袋时抽出骨架后，脏袋投入箱体下部灰斗，由人孔处取出，改善了换袋操作条件。

5、箱体采用气密性设计，密封性好，检查门用优良的密封材料，制作过程中以煤油检漏，漏风率很低。

6、进、出口风道布置紧凑，气流阻力小。

1.8总投资及资金来源

项目总投资529.55万元，企业自筹380万元，争取政府补助资金149.55万元。

1.9经济效益指标及财务汇总

本项目主要经济技术指标详见表1-1。

表1-1主要经济技术指标表

序号

名称

单位/规格

数量

备注

1

收益

回收烟尘收入

万元

130.68

2

项目总投资

万元

529.55

2.1

建筑工程费

万元

96

2.2

设备购置及工器具购置费

万元

339.83

2.3

安装工程费

万元

17

2.4

工程建设其他费用

万元

37.49

2.5

基本预备费

万元

39.23

3

建设用地面积

m2

1200

2项目建设的背景

2.1项目建设的背景

2.1.1企业概况

公司是股份制民营企业成立于2003年，注册资金1200万元，现有员工210余人，其中高级技术人员15人。

厂区占地面积10万平方米，建筑面积4万平方米，生产设备主要有电弧炉、LF炉、VD炉、退火炉及完整的化验设备和先进的制氧设施，主要产品以合金结构钢为主，年生产能力22万吨。

2007年企业通过了ISO9004-2000质量认证。

产品主要销售北京首钢特钢锻造厂、无锡重工机械厂、济南重工机械厂及四川民盛铸造和东北的沈阳、鞍山及我省烟台、莱芜等大型锻造厂家。

本公司是经xxx市计划委员会批准兴建，xxx市环保局监测污染、排放审核、验收达标合格批准并取得生产许可证书的合金钢生产企业，公司是我县重点民营企业和税源重点保护企业之一，是全国同行业同等规模企业中设备最完善，产品质量最稳定的知名厂家之一。

近几年来公司为了满足市场需求，不断开发新产品，确保产品质量稳定、完善和改造原有设备累计投资1488万元，其中新增配套设备：

精炼炉投资298万元，VD炉投资580万元，退火炉投资150万元，除尘设备一套投资300万元，对原有设备改造投资160万元，年产量达到22万吨以上，几年来累积实现利税3138万元，其中：

实现利润1500万元，上交税金1638万元。

2.1.2项目提出的背景及建设意义

近几年，随着我国经济持续迅速发展，大气环境受到了严重污染，其中以SO2和烟尘污染最为严重，中国已成为世界上大气环境污染严重的国家之一。

钢铁生产过程中，电弧炉产生大量的烟气，如处理不当，就会对大气产生污染，也会造成资源和能源的浪费。

由于冶炼钢种、原料及工艺的不同，电弧炉所产生的烟气组成及烟气组成及烟气成分均不相同，颗粒组成亦不同。

电弧炉烟尘的特点是：

形成原因多、粒度细、含沙土浓度较大、烟气量大、温度高。

影响它们的主要因素是炉料组成和质量、供电制度、冶炼工艺和氧气消耗量等。

本项目的实施可以增加就业，有一定的社会效益。

项目实施后有利于减少流域或地区污染负荷，改善和提高生态环境质量，保护区域生态安全，具有较好的环境效益。

2.2项目建设的必要性

2.2.1节能减排形势的需要

为继续深入推进能源节约，中国政府进一步提出把节约资源作为基本国策，发布了《国务院关于加强节能工作的决定》。

在推进节能减排工作中，做到“六个依靠”：

依靠结构调整，这是节能减排的根本途径；依靠科技进步，这是节能减排的关键所在；依靠加强管理，这是节能减排的重要措施；依靠强化法制，这是节能减排的重要保障；依靠深化改革，这是节能减排的内在动力；依靠全民参与，这是节能减排的社会基础。

实施工业节能，工业是中国能源消费的重点领域。

中国坚持走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的新型工业化道路，加快发展高技术产业，运用高新技术和先进适用技术改造传统产业，提升工业整体水平。

重点加强钢铁、有色金属、煤炭、电力、石油石化、化工、建材等高耗能行业节能降耗。

调整产品结构，加快技术改造，提高管理水平，降低能源消耗。

支持一批节能降耗的重大及示范项目，带动工业提高能效水平。

进一步完善工业行业能效标准和规范，强制淘汰落后的高耗能产品，完善能效市场准入制度。

本项目的实施，可回收电弧炉烟气中的热量，减少含有可利用资源的烟尘的排放，实现节能减排。

烟尘的颗粒化学组成见表2-1。

表2-1烟尘颗粒化学组成

序号

成分

含量（%）

1

水份

4.38

2

挥发物

6.96

3

CaO

13.20

4

MgO

6.25

5

Fe2O3

42.80

6

FeO

0.60

7

Fe

15.55

8

Al2O3

5.87

9

SiO2

4.39

2.2.2实现环保达标的需要

目前所采用的常规袋式除尘系统已不能满足环保要求，影响了企业发展，亟需对现有20t电弧炉除尘系统进行改造。

2.3符合我国相关产业政策

本项目符合《产业结构调整指导目录》（2005年本）第一类（鼓励类）中第二十六项“环境保护与资源节约综合利用”中第18条“‘三废’综合利用及治理工程”，本项目为国家鼓励发展的项目。

综上所述，从企业自身发展、环境效益、提高效率及国家产业政策角度看，本项目的建设实施是十分必要的。

3编制依据、原则和范围

3.1编制依据

1本项目可行性研究报告编制委托书、企业提供的基础资料和数据；

2《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）；

3《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001版）；

4《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（2000年版）；

5《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号；

6国家发改委、建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；

7国家、省、市关于建设项目的有关规定。

3.2主要设计原则

在本工程项目设计中，遵循创新、先进、可靠、实用、效益的指导方针。

保证本工程技术先进、质量优良、保证进度、节省投资、提高效益，充分利用实践经验，实现降低成本、提高经济效益的目标。

（1）严格遵守国家标准及业主的要求，审慎合理地确定设计标准。

（2）在确保功能可靠，经济合理和操作管理方便的前提下，尽量做到技术先进。

（3）在保证处理效果的前提下，减少投资及运行成本。

（4）平面布置力求紧凑合理，节省占地。

即在确保达到有关污染物排放标准的前提下，将“运行可靠不影响工艺及操作”作为重要的设计目标考虑，同时尽量降低除尘电耗，节省工程投资，确保消防安全，力求综合效益的先进性。

3.3可行性研究报告研究的范围

根据相关法律法规和建设单位的委托，本项目报告编制的主要内容和范围如下：

项目建设背景；

工艺技术方案设计；

动力及能源供应；

公用工程与辅助设施；

环境保护及综合治理；

节能；

消防和绿化；

劳动、安全、卫生；

企业组织与劳动定员；

项目实施规划；

投资估算与资金筹措；

经济效益分析；

环境及社会效益评价。

3.4编制目的

对本项目有关的社会、经济、技术等各方面进行调查研究，对各种能采用的技术方案和建设方案进行技术经济分析和比较论证，对项目建成后的经济效益进行科学的预测和评价。

在此基础上，对本项目的技术先进性和适应性、经济合理性和有效性，以及建设必要性和可行性进行分析、系统论证、多方案比较和综合评价，为项目投资决策和下一步工作提供依据。

4环境概况

4.1地理位置及行政区划

本项目建设地址为xxx省xxx市xxx县。

xxx县地处鲁西平原，东依泰山，南临黄河，隶属“江北水城”——xxx市，为中国阿胶之乡、喜鹊之乡、国家级生态示范区，被誉为“万户喜鹊吉祥地，千年阿胶福寿乡”。

地处东经116.12´至116.33´、北纬36.07´至36.33´。

xxx县地理位置优越，交通便利。

县境依傍黄河百余里，引黄济津、济卫工程的渠首均在xxx。

东距济南市80公里，西距xxx市25公里。

毗邻京九、京沪、济邯、济馆等交通动脉，105国道和三条省道贯穿全境，区位优势日益明显。

xxx属温带季风大陆性气候，四季分明，年平均气温和降水量适中，无霜期较长，日照充足。

年平均气温14.4ºC，年平均相对湿度64.6，年平均降水量563.3mm，年平均日照2300小时，年平均无霜期236天。

4.2城市性质与规模

xxx县总面积787平方公里，辖9个乡镇、2个街道、1个工业园区，共有559个行政村，42万人口。

xxx县工业近年来发展迅速，形成了以医药、化工、机械、建材、食品加工、酿造等为主的工业生产体系。

有xxx阿胶、鲁西化工两家上市公司。

阿胶、钢球的产品产量、质量、效益均居全国同行业第一。

xxx县基础设施完善，投资环境良好。

交通便利，毗邻京九、济邯铁路和京沪、济青高速公路，距济南国际机场仅1个多小时路程，105国道和两条省道在此交汇，县乡公路四通八达。

城市功能齐全，2000年被命名为“省级卫生城”，“蓝天碧水阿胶城”的生态园林城市框架已初步形成，热电、天然气、污水处理、广场、公园等城市配套设施完善；金融、保险、医疗、教育、文化等机构健全。

2007年以来，xxx县相继获得“国家级生态示范区”、“全国绿化模范县”、“平安xxx建设先进县”、“xxx省适宜人居环境奖”、“xxx省投资环境十佳县市”等荣誉称号。

全年生产总值完成77.64亿元，比上年增长16.4%；地方财政收入完成2.02亿元，增长22.9%；社会消费品零售总额达到21.68亿元，增长18%；城镇居民人均可支配收入、农民人均纯收入分别达到8357元、4370.32元，分别增长18.6%、12.2%。

农村经济全面发展，优质小麦、林木、畜牧、蔬菜、桑蚕等产业不断壮大，“两区一园”现代农业开发建设项目初见成效。

实施“工业立县”战略，培植了化工、建材、机械、医药四大产业，规模以上工业企业达到124家，实现主营业务收入108.27亿元、利税14.66亿元、利润9.5亿元，分别增长35.02%、45.27%、43.95%；大力发展民营经济，阿胶系列、钢球制造、木材加工等中小企业集群快速兴起。

xxxxxx工业园区为省级开发区和省级重点循环经济园区，基础设施实现了“八通一平”。

目前，全县拥有2个驰名商标、2个中国名牌、6个xxx名牌，4家省级高新技术企业，5家企业通过ISO14000认证。

服务业发展取得新成效。

深入挖掘“一人、一山、一品、一鹊”的特色旅游资源，基本形成了以鱼山旅游开发项目建设为龙头，以智慧文化、梵呗文化、养生文化、吉祥文化“四个品牌”建设为主体的旅游格局。

4.3城市自然条件

4.3.1地形地貌

xxx县地处黄河冲积平原。

地势自西南向东北倾斜，海拔高程28-38m。

因境内有黄河故道，形成波壮起伏的高岗，缓坡及洼地，缓坡平地，河间浅平洼地，决口扇形地等五种地形为主。

地下矿产资源以煤为主。

4.3.2地质

xxx县全县地质构造属华北地台的一部分，鲁西北地区自古代燕山运动以来，地壳运动总趋势已下降为主，长期接受新生代沉积，第四纪覆盖层较厚。

地下勘查深度30m以内均为第四纪土层，自上而下为：

杂填土、粉土、粉质粘土、粘土、粉土、粉细砂、粘土，均为黄泛区冲积地层。

地质分布稳定无不良地质现象。

据xxx市地震办介绍，xxx县境内近四百年内，未发生过5级以上破坏性地震，近期未发现明显的地震前兆。

建设项目所在地的地震等级基本烈度为7度。

4.3.3水文

xxx县地处黄河下游冲积平原，第四松散沉积物厚达1000m，但深层承压水含水层富水条件不佳。

含水层的主要特点是：

（1）粘砂互层，含水层多，但单层厚度薄，均匀性差。

根据现有机井成井资料的物探解释与地层记录数据统计，在地面下300-400m间，累计含水层厚度30-43m，约5-7层；400-500m间，累计含水厚度26-44m，5-6层；500-600m间；累计含水层厚度29-44m，约4-6层。

（2）含水层导水性差。

由于含水层以细砂为主，极少见中砂，渗透系数小，根据裘布依渗透系数理论公式，利用现有承压井（井深>300m）抽水试验资料计算得深层地下水综合渗透系数3-4m/d，位于细砂渗透系数（3-8m/d）的下限。

xxx县水资源丰富，水质特优。

除黄河外主要河流有赵牛河，宫路河，中心河，四新河，巴公河等。

水资源总量460亿立方米，可利用水量2.8亿立方米。

地下水矿物质含量高，微量元素丰富，水比重为1.0038。

其中锶的含量达到0.5-0.8毫克/升，经国家地质矿产部鉴定，为“天然优质饮用矿泉水”。

4.3.4气候

xxx县属暖温带季风区大陆性气候。

（1）气温

历年平均气温　　　　　16.4℃

极端最高气温　　　　　41.1℃

极端最低气温　　　　-20.7℃

最热月平均气温　　　　31.9℃

最热月平均湿球温度　　27℃

夏季平均气温　　　　　25.9℃

冬季采暖温度　　　　　-2℃

采暖天数　　　　　　　120天

（2）气压

多年平均大气压　　　　1.013×105Pa

极端最高气压　　　　　1.0438×105Pa

极端最低气压　　　　0.9996×105Pa

（3）空气湿度

年平均相对湿度　　　　68.4％

最热月平均相对湿度　　76％

多年平均绝对湿度　　　72.2％

（4）风向.风速

历年平均风速　　　　　3.2-3.7m/s

春季最大风速　　　　　4.1-4.6m/s

最热月平均风速　　　　2.8-3.2m/s

最大平均风压　　　　　336Pa

最大瞬时风压　　　　　765Pa

全年主导风向　　　　　多南风和偏南风

频率　　　　　　　　　15-20％

（5）雨.雪

多年平均降雨量　　　　569.3mm

最大年降雨量　　　　　1004.7mm

最小年降雨量　　　　　309.00mm

最大一日降雨量　　　　328.7mm

降雪天数　　　　　　　平均67天

最大积雪深　　　　　　130mm

（6）冻土

最大冻土深度　　　　420mm

土壤冻结初日　　　　11月21日

土壤解冻日期　　　　　3月9日

（7）霜冻

霜冻初日平均10月24-28日

无霜期日数平均93-201天

（8）其它

设计雪压0.25kPam

地震裂度7度

（9）厂址地质

锅炉零米自然地面标高约22.8m（黄海高程）

地基承载力特征值16~23t（暂定）

厂区土质粘土

地震基本烈度7度，按7度设防

建筑场地类别Ⅲ类场地

4.4经济和社会环境概况

xxx县全县总面积787km2，72万亩耕地。

辖9个乡（镇），2个办事处，559个行政村。

总人口42万人，县城位于县境中部，面积4km2，总人口约5万人，是全县政治、经济、文化中心。

2005年全县生产总值达到52.98亿元，增长18.5%；地方财政收入达到1.33亿元，增长23.87%；全社会固定资产投资完成35.67亿元，增长87%；社会消费品零售总额达到15.8亿元，增长16.3%；城镇居民人均可支配收入6020元、农民人均纯收入3382元，同比分别增长5.6%、14%。

2005年，我县被省委、省政府授予“县域经济发展先进单位”。

xxx县现拥有纺织、建材、食品加工、化工等骨干工业，另外还有木材加工、文教用品等小型工业企业。

近年来，随着市场经济的发展，xxx县制订了现成的经济发展总体规划，确定以阿胶系列产品开发为重点，同时发展化工、机械纺织等支农工业和农副产品加工工业。

工业主要集中布置在县城以东、以北地段，减少对城市的污染，又集中连片，便于企业间的相互协作。

xxx县是以农业为主的县，主要粮食作物为小麦、玉米、大豆、花生、谷子等，主要经济作物为棉花和蔬菜等。

4.5项目选址

本着平面布置紧凑合理的原则，本项目选址定于xxxxxxx有限公司厂区生产车间北部。

xxxxxxx有限公司厂区的地理位置见附表1：

xxxxxxx有限公司厂区地理位置图。

5工艺技术方案设计

5.1工艺技术方案

5.1.1现有电弧炉及烟气排放

xxxxxxx有限公司厂区现有HX2-20EBT电弧炉2台，一用一备，其主要技术参数见表5-1。

表5-1电弧炉技术参数

序号

项目

单位

数量

备注

1

型号规格

HX2-20EBT

2

额定容量

t

20

3

出钢量

t

20～25

4

变压器额定容量

KVA

12500

5

电极直径

mm

Ф400

6

电极分布圆直径

mm

Ф1100

7

炉壳内容

mm

Ф4000

8

平均冶炼时间

min

≤90

9

吹氧量

Nm3/吨钢

10

20°/15°

最大出钢倾角25°

电弧炉烟气的成份主要有CO2、CO、O2、N2等。

电弧炉烟尘的特点是：

形成原因多、粒度细、含沙土浓度较大、烟气量大、温度高。

影响它们的主要因素是炉料组成和质量、供电制度、冶炼工艺和氧气消耗量等。

烟尘颗粒分散度及其化学成分分别见表5-2、5-3。

表5-2烟尘颗粒分散度（重量%）

颗粒直径（μm）

<0.1

0.1-0.5

0.5-1.0

1.0-5.0

5.0-10.0

10.0-20.0

>20.0

熔化期

--

2

27

48

7

5

11

氧化期

48

28

10

6

8

--

--

还原期

烟气量很小

表5-3烟尘化学组成

序号

成分

含量（%）

1

水份

4.38

2

挥发物

6.96

3

CaO

13.20

4

MgO

6.25

5

Fe2O3

42.80

6

FeO

0.60

7

Fe

15.55

8

Al2O3

5.87

9

SiO2

4.39

5.1.2工艺技术方案选择

1、烟气捕集形式选择

从电弧炉炼钢工艺出现起，电弧炉烟尘治理就一直是较为棘手的问题，西方国家由于环保意识形成较早，在该课题的研究上也就先行一步。

不可否认国内的电弧炉除尘技术有较多受国外技术的影响，但目前的研究设计者们及用户都已逐渐认识到由于国情不同，所采用的治理技术也应更切合国内冶金企业实际情况这一概念，比如能源成本的不同自然会对采用的治理方法有影响，比如实际操作人员的素质引起的对自动化要求程度不同等等，即使是一次性在环保设备上的投资意识也均有不同，这就给电弧炉除尘设计人员提高了更高的要求，即如何走适合中国国情的电弧炉烟尘治理的路子。

国内自1975年开始对电弧炉除尘进行研究，研究的人员逐渐增多，至今形成的各具特点的电弧炉除尘系统是多年来不断努力的结果。

发展至今的电弧炉烟尘治理的各种方法虽然众多，但在净化、动力等手段上毕竟已逐步成熟，已能基本符合目前国内的要求，而对电弧炉烟尘治理采取何种方案的讨论则围绕着采用何种集烟方法进行得多一点，如果不能使集烟装置在不影响炼钢工艺布置、冶炼操作的前提下尽量多地收集电弧炉散发的烟气，那么后部的净化装置再完善也是无济于事的，而前者恰恰是难点。

现存的集烟装置首先可分为三大类，即炉内集烟、炉外集烟和综合集烟三类。

本项目采用20t电弧炉半密闭导流式集烟罩，属于综合集烟。

导流式集烟罩实际上是江苏省江都市节能环保设备总装厂研究多年并已运行成功的改良型半密闭集烟罩，该集烟罩的移动部分（移动罩）布置在电弧炉前后，其顶部设计成与气流流线相配的大弧度拱形。

顶部设计满足以下条件：

1）内部面满足电极升至最高位置的空间尺寸（包括炉盖旋转以后）；

2）内顶面空间满足出渣倾炉时电极的位置；

3）内顶面敷贴耐温纤维板，同时顶部钢结构采用抗变形结构以防止在长期高温辐射下变形；

4）顶部内部由桁架结构外部钢板的大型箱型结构保证行车在运吊工作中偶然与罩顶碰撞时不变形。

5）移动罩采用上下两根轨道来移动，轨道分别固定在上、下两根轨道梁上，该两根梁作为强度梁支撑移动罩的负荷。

上轨道梁道架设在电弧炉区出钢口一侧，下轨道梁架设在出钢口对面