建水县羊街农场水泥厂生产线综合节能技术改造项目可行性研究报告.docx
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建水县羊街农场水泥厂生产线综合节能技术改造项目可行性研究报告
建水县羊街农场水泥厂生产线综合节能技术改造项目
可行性研究报告
可行性研究报告目录
1、项目概况
1.1项目名称
本项目名称为“云南省建水县羊街农场水泥厂生产线综合节能技术改造项目”。
1.2建设地点
云南省建水县南庄镇农场水泥厂厂区内。
1.3建设规模、范围、产品方案
建设规模：
技改一条Φ3.3×11mJT窑和建设80万吨水泥粉磨系统，年产水泥80万吨。
产品方案：
复合硅酸盐水泥P.C32.5级：
40万吨/年
普通硅酸盐水泥P.O42.5级：
40万吨/年
袋装：
30%，散装：
70%。
建设范围：
从原燃料进厂起至水泥成品出厂的生产设施及配套的辅助生产设施，厂外输电线路及配套设施，以及项目建设的外部条件等。
1.4建设单位及概况
本项目为云南省建水县羊街农场水泥厂生产线综合节能技术改造项目，建设地点位于云南省建水县南庄镇农场水泥厂厂区内。
云南省羊街农场水泥厂始建于1974年，隶属于云南省监狱管理局，为改造犯人而建于建水县羊街农场的水泥企业。
为适应建筑市场不断提高的质量要求，2005年建水县百仔丰果木有限公司注入960万元进行第二次技术改造，形成年产二十万吨的水泥生产能力。
工厂拥有一批水泥生产专业技术人员，技术力量雄厚。
公司检测设备齐全先进，化验室对公司生产的产品具有自检能力，有云南省技术监督局、云南省质量监督协会颁发的《化验室合格证书》。
产品的生产检验严格按照国家标准组织生产，出厂水泥合格率、富余强度合格率、水泥袋重合格率历年均保持在100%。
1.5主要经济技术指标
表1-1主要经济技术指标汇总表
序号
项目
单位
指标或数值
备注
1
工厂建设规模
1.1
自产熟料
吨/年
119040
外购熟料
吨/年
436960
1.2
水泥
吨/年
800000
/天
普通硅酸盐水泥42.5级
吨/年
400000
复合硅酸盐水泥32.5级
吨/年
400000
2
生产方法
JT窑技术
3
主要工艺设备
3.1
原料磨
1台
Φ2.4×7.5m
球磨机
3.2
立窑
1台
Φ3.3×11m
3.3
水泥磨
1台
Φ3.8×13m
3.4
辊压机
1台
1.6×1.4m
4
用电指标
4.1
装机容量
kW
7900
4.2
计算负荷
kW
6320
4.3
年耗电量
kW.h
3.64×107
5
用水指标
5.1
厂区生产耗水
m3/d
331
5.2
循环水利用率
%
95
6
总平面图指标
6.1
厂区占地面积
ha
2.67
6.2
建、构筑物占地面积
m2
8500
6.3
道路、广场占地面积
m2
4500
7
投资
7.1
技改工程建设总投资
万元
4965.73
其中：
建设投资
万元
4060.18
建设期利息
万元
0.00
铺底流动资金
万元
873.48
7.2
技改工程建设投资构成
建筑工程
万元
1099.28
安装工程
万元
426.47
设备
万元
2188.04
其它费用
万元
378.46
8
定员及效率
8.1
生产工人
人
105
8.2
管理及技术人员
人
15
8.3
合计
人
120
9
劳动生产率
9.1
全员
吨/（人·a）
6666.7
9.2
生产工人
吨/（人·a）
7619.05
10
吨水泥指标
10.1
吨水泥建设投资
元/吨
50.75
10.2
吨水泥装机容量
kW/t
0.00988
11
能耗指标
11.1
单位熟料热耗
kJ/kg
3270
海拔1400.00m
11.2
吨水泥综合电耗
kW.h/t
88
其中：
JT窑生产线：
50
kW.h/t
水泥粉磨系统38
12
经济效益
12.1
财务内部收益率（税前）
%
23.22
12.2
财务内部收益率（税后）
%
18.61
12.3
投资回收期（税前）
年
5.22
含建设期
12.4
投资回收期（税后）
年
6.15
含建设期
12.5
银行贷款偿还期
年
0.00
12.6
投资利润率
%
18.26
计算期平均值
12.7
投资利税率
%
25.90
计算期平均值
12.8
年销售收入
万元
22400
12.9
年销售税金
万元
538
计算期平均值
12.10
年利润
万元
1277
计算期平均值
12.11
年所得税
万元
319
计算期平均值
12.12
单位产品成本
元/吨
257.43
计算期平均值
1.6工艺流程
1.6.1原燃料的预均化及生料均化
1）石灰石：
拟用石灰石矿中CaO平均含量大于54.0%，质量较为稳定，属生产水泥的优质石灰石原料，且开采条件好，矿层走向均匀、稳定，成份变化较小，暂不考虑采用预均化。
2）粘土：
拟用粘土质原料由距厂址1000米左右的矿点供给，质量较为稳定，矿层厚度大，矿石呈松散块状，开采条件极为方便，是较理想的水泥用粘土原料基地，考虑采用简易预均化。
3）无烟煤：
烧成用无烟煤由石屏牛街煤矿供给，为缩小偏差，保证烧成用煤质量的稳定性及均匀性，故设计中考虑对烟煤采取简易预均化措施。
4）生料的均化：
为保证入窑生料成分的稳定，拟对原有2座Φ7×20米生料库加装库低充气装置，实现生料预均化。
1.6.2石灰石破碎及储存
矿山开采的石灰石由用ZL40型装载机送入喂料斗，经板式给料机喂入2PF—1010型双转子反击式破碎机（产量50～70吨/时）一段破碎后，由运输至厂在24×36m石灰石堆棚储存。
再由装载机多点搭配堆取料达到简易预均化效果然后送至下料斗，由胶带运输机运送至原有2-Φ7×16m配料库中。
1.6.3粘土储存及输送
矿山开采的粘土经过CJ400×400冲击式粘土破碎机破碎后由汽车运输至厂在24×24m粘土堆棚储存。
再由装载机多点搭配堆取料达到简易预均化效果然后送至下料斗，由胶带运输机运送至原有2-Φ7×16m配料库中。
1.6.4铅渣储存及输送
铅渣由汽车运输至厂在24×12m铅渣堆棚储存。
再由装载机多点搭配堆取料达到简易预均化效果然后送至下料斗，由胶带运输机运送至原有Φ5×17m配料库中。
1.6.5无烟煤堆棚及简易预均化
煤矿运来无烟煤送入煤棚储存，棚内采用T1—100型推土机翻料。
用ZL10型装载机送入提升机，提升送入24×30m简易煤予均化棚进行予处理。
予均化方式采用皮带机卸料小车水平分层布料，然后由ZL10型装载机垂直取料送至下料斗，由胶带运输机运送至原有Φ5×16m配料库中。
1.6.6原料配料及输送
原料配料库由2座Φ7×16m碎石库、2座Φ7×16m粘土库、1座Φ5×16m铅渣库、1座Φ5×16m无烟煤库组成。
库底用电子皮带秤按要求的配比准确计量配料后，经皮带输送机送至原料磨。
生料控制采用荧光分析仪和计算机自动配料系统，以保证出磨后生料质量稳定。
1.6.7原料粉磨
生料磨为φ2.4×7.5M带烘干仓球磨机，配用旋风选粉机组成闭路粉磨系统（产量30吨/时）。
出选粉机细度为0.08mm方孔筛筛余≤12%的生料用空气斜槽送至斗式提升机提入生料库。
1.6.8生料气力均化
生料选用2座φ7×20m生料库改造为间歇式气力均化库进行均化处理。
配用1台4LA—40/2.5—G无油润滑空气压缩机作为气源，对生料进行气力搅拌均化，使生料满足煅烧要求。
1.6.9熟料烧成
均化合格的生料送到预加水成球系统成球。
预加水成球采用三级稳流系统，螺旋电子秤计量，双轴搅拌机搅拌，配用φ3.2m电动刮刀成球盘，成好的料球由皮带机送入立窑煅烧。
稳料小仓的溢流生料送回气力均化库。
熟料煅烧选用φ3.3×11m塔式机立窑（产量16吨/时），配用LWD94罗茨风机。
立窑采用沉降室处量窑废气灰尘，沉降室回灰送回气力均化库。
出窑熟料由鳞板式输送机送到PEK—200/1000细颚破碎机进行破碎，经提升机、双链刮板输送机送入一座Φ10×25m熟料圆库储存。
由于出窑熟料温度较高，硬度大，对输送设备磨损较大，为稳定窑的热工制度和运转率达到设计要求，故出窑熟料输送系统设置双系统一备一用，以保证窑的正常运转。
为便于工人操作，设计有废气温度，出窑熟料温度，入窑风量风压，炉篦转速等参数的测量、显示、控制系统。
看火平台，罗茨风机房，成球平台，生料库底，熟料库底，熟料破碎输送等岗位互设联系信号。
看火平台适当位置设罗茨风机紧急停车按钮，以防紧急事故。
1.6.10熟料、混合材储存、石膏破碎储存及水泥配料
熟料（立窑生产熟料）设有1座Φ10×25m熟料库，储量为2100t。
混合材为锰渣和矿渣，汽车运输到厂后，堆放露天，晒干后，铲车铲入联合堆棚储存，再由皮带运输机分别送入2座Φ6×17m圆库作为水泥配料库。
熟料（外购熟料）汽车运输到厂后，卸入联合堆棚储存，再由皮带运输机分别送入1座Φ10×25m圆库作为水泥配料库。
石膏经颚式破碎机破碎后由斗式提升机送入1座Φ6×17m圆库作为水泥配料库。
熟料、混合材、石膏按一定的配比分别经库底皮带定量给料机计量卸出后，由胶带输送机送入水泥磨车间粉磨。
1.6.11水泥粉磨及输送
水泥粉磨采用一套辊压机规格为1.6×1.4m+Φ3.8×13m球磨机，组成开流粉磨工艺系统。
当成品的比表面积为330m2/kg时，磨机的生产能力130t/h，年产生能力达到80万吨，年利用率为70.25％。
出配料库的熟料、石膏及混合材经定量给料机计量后，经带式输送机、斗式提升机送入“V”型选粉机进行分选，选出的细粉随气流进入旋风收尘器，粗粉卸入带有荷重传感器的衡压仓，出仓物料经辊压机碾磨、挤压后与配料仓出来的配合料一同入提升机，送入“V”型选粉机进行分选往复循环，细粉进入旋风收尘器收尘后经锁风阀、空气斜槽送入水泥磨进行粉磨，出磨物料由斗室提升机、空气输送斜槽送入水泥库储存。
经旋风净化后的气体经循环风机一部分返回“V”型选粉机，另一部分经袋式收尘器收尘后排入大气中，粉尘排放浓度小于30mg/Nm3；磨内通风含尘气体经袋式收尘器收尘后排入大气中，粉尘排放浓度小于30mg/Nm3。
1.6.12水泥储存及水泥汽车散装
水泥储存采用6座Φ12×30m圆库，其中三座库库侧设汽车散装，水泥储存库总储存量为20000吨。
水泥储存库中的水泥经库底卸料器卸出，由空气斜槽、提升机等输送设备送至水泥包装系统。
1.6.13水泥包装及成品储存
进入包装系统的水泥首先经提升机入振动筛,去除杂质后存入包装仓，由两台八嘴回转式包装机进行包装作业。
袋装水泥由带式输送机送入成品库储存，再由汽车运输出厂。
1.6.14空压机站
厂内空压机站共设有2台螺杆式空压机，分别向气动阀、收尘器和窑尾吹堵系统等供气。
1.6.15化验室
厂区内设一座化验室（设在中控楼内），负责进出厂原料、燃料、半成品和成品的常规化验分析及物理检验，以保证全厂各生产环节的产品质量，对水泥产品质量进行调度、管理和监督。
1.7工艺方案选择
本技术改造项目本设计采用成熟、可靠的成套全黑料JT窑工艺技术，是一种“低投入、低能耗、低排放、高产出、高利废”的水泥生产技术，是取代传统立窑水泥生产技术，作为现阶段中小水泥企业新的技术依托。
JT窑优点：
1、低投资特性：
投入低：
其新建生产线吨熟料投资80元左右（不包括矿山、土地、生活设施）；老厂升级改造吨水泥改造费用30元～60元之间，是同规模干法旋窑的50％；
2、高利废特性：
JT窑在利废方面有独到的灵活性，量大小不限，变换方便。
除煤炭不能替代外，其它原料均可用电石泥、石灰渣、煤矸石、金属镁渣、双氢胺渣、钢渣、铜尾矿、炉底渣、铬渣、氟石膏、建筑垃圾等全部作为生产熟料的原料。
大型干法旋窑因为其自身工艺特点，决定了熟料配料难以采用多品种高比例废渣配方。
3、低能耗特性：
JT窑采用高饱和比、高硅率、低液相、多晶种、多尾矿配料方案，吨熟料配耗标煤在105kg左右；吨熟料电耗40度左右。
当今大型干法旋窑最好水平吨熟料配耗标煤＞105kg；吨熟料电耗＞62度。
4、低碳型特性：
JT窑采用高饱和比、高硅率、低液相、多晶种、多尾矿配料方案，吨熟料排碳量为＜0.3吨，如采用以石灰石为主要原料配方烧制熟料，吨熟料排碳量为0.8吨（减0.5吨）；利废工艺减排62.5％；
5、高智控特性：
JT窑水泥生产技术，像新型干法一样采用DCS集散控制系统，主要生产设备配备了视频监控系统，具有设备开停、过载报警、报表汇总等功能。
目前已能做到借助DCS控制系统把测得的风压、温度、负荷、流速流量等参数转换成控制信号，实现按预定程序自动控制各工序点。
本项目技改一条Φ3.3×11m机立窑采用JT技术取代传统立窑水泥生产技术生产12万吨/年熟料，建设80万吨粉磨系统采用Φ3.8×13m球磨机带辊压机开流磨工艺。
1.8物料平衡
表1-2立窑线物料平衡表
物料名称
含水量（％）
每吨熟料消耗定额（吨／吨）
物料平衡量（t）
干基配比（％）
生产损失（％）
干燥（理论）
含水（实际）
干燥（理论）
含水（实际）
每小时
每天
每年
每小时
每天
每年
石灰石
4.0
1.238
1.288
19.8
475.4
147371.5
20.6
494.6
153323.5
73.7
3.0
粘土
20.0
0.265
0.322
4.2
101.8
31545.6
5.2
123.6
38330.9
15.8
3.0
铅渣
15.0
0.055
0.063
0.9
21.1
6547.2
1.0
24.2
7499.5
3.3
3.0
无烟煤
10.0
0.121
0.133
1.9
46.5
14403.84
2.1
51.1
15832.3
7.2
3.0
黑生料
1.0
1.68
1.69
26.9
645.1
199987.2
27.0
649.0
201177.6
熟料
1
1
16
384
119040
16
384
119040
说明：
立窑运转率：
310天。
表1-3水泥粉磨线物料平衡表
物料名称
水分（%）
生产损失（%）
配合比（%）
物料平衡量（吨）
干基
湿基
P.C32.5
P.O42.5
每小时
每天
每年
每小时
每天
每年
熟料
-
-
60.0
79.0
77.22
1853.33
556000
石膏
2.0
1.5
5.0
4.0
5.00
120.0
36000
5.18
124.31
37294
锰渣
15.0
1.5
25.0
17.0
23.33
560.0
168000
26.83
643.91
193172
矿渣
8.0
1.5
10.0
-
5.56
133.33
40000
6.04
144.93
43478
P.C32.5
55.56
1333.33
400000
P.O42.5
55.56
1333.33
400000
水泥合计
111.11
2666.67
800000
说明：
水泥磨运转率：
300天。
2、项目节能设计的主要依据
（1）《国发〔2010〕7号》2012年底前，淘汰窑径3.0米以下水泥机械化立窑生产线、窑径2.5米以下水泥干法中空窑（生产高铝水泥的除外）、水泥湿法窑生产线（主要用于处理污泥、电石渣等的除外）、直径3.0米以下的水泥磨机（生产特种水泥的除外）以及水泥土（蛋）窑、普通立窑等落后水泥产能。
充分发挥科技对产业升级的支撑作用，支持符合国家产业政策和规划布局的企业，运用高新技术和先进适用技术，以质量品种、节能降耗、环境保护、改善装备、安全生产等为重点，对落后产能进行改造。
（2）工信部公告《工原［2010］第127号》鼓励对现有水泥（熟料）生产线进行低温余热发电、粉磨系统节能、变频调速和以消纳城市生活垃圾、污泥、工业废弃物可替代原料、燃料等节能减排的技术改造投资项目。
（3）《工信部原［2010］564号》对暂时可以保留的机械化立窑生产线、要支持企业采用先进适用的节能、环保技术进行改造。
这对提升整个水泥工业技术水平和促进节能减排目标实现具有积极意义。
2.1法律、法规、规章、规定等
（1）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；
（2）《中华人民共和国节约能源法》；
（3）《中华人民共和国可再生能源法》；
（4）《中华人民共和国清洁生产促进法》；
（5）《国家发展和改革委员会关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资[2006]2787号）；
（6）产业结构调整指导目录（2005年本）（国家发改委令第40号）；
（7）水泥工业产业发展政策（国家发改委第50号令）；
（8）国家发改委等八家单位《印发关于加快水泥工业结构调整的若干意见的通知》（发改运行[2006]609号）；
（9）国家发改委等八家单位《关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知》（发改环资[2006]1457号）；
（10）国家发改委等五家单位《关于印发千家企业节能行动实施方案的通知》（[2006]571号）；
（11）财政部、国家发展和改革委员会关于印发《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》的通知（财建[2007]371号）；
（12）《水泥工厂节能设计规范》（GB50443-2007）；
（13）《水泥单位产品能源消耗限额》（GB16780-2007）；
（14）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）。
2.2行业规范、标准等
（1）《水泥工厂节能设计规范》（GB50443-2007）
（2）水泥单位产品能源消耗限额（GB/T16780-2007）
其他有关节能标准
本项目遵循上述国家、省级及行业相关合理用能标准及节能设计规范。
2.3产业政策、准入条件
作为单位产品能源消耗较大的水泥制造业，合理利用能源与节省消耗的意义更为重大。
为此本项目设计本着成熟可靠、先进合理的原则，积极采取各种措施、并采用节能与节电的生产工艺技术和高效低耗的装备，以期获得较好的节能效果。
为加快推进水泥工业结构调整，引导水泥工业持续健康发展，根据国务院颁布的《促进产业结构调整暂行规定》（国发【2005】40号）和《国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整的通知》（国发【2006】11号）精神，国家发展改革委、财政部、国土资源部、建议部、商务部、中国人民银行、国家质量监督局、国家环保总局等八部门联合下发了《加快水泥工业结构调整的若干意见》（发改运行【2006】609号）。
文件要求全面贯彻落实科学发展观，切实转变经济增长方式。
坚持总量控制，依靠发展促调整，通过调整促提高。
加强资源节约与综合利用，发展循环经济。
推动企业重组，提高产业集中度。
《国发〔2010〕7号》2012年底前，淘汰窑径3.0米以下水泥机械化立窑生产线，本项目立窑规格为Φ3.3×11m不在“十二五”淘汰范围内，为了响应国家《工信部原［2010］564号文，支持采用JT窑技术对未列入“十二五”淘汰计划的立窑企业，通过节能减排技术改造淘汰落后产能。
云南省建水县羊街农场水泥厂对现有的Φ3.3×11m机立窑在窑体不变的情况下采用JT窑技术对整个熟料生产线进行系统全面改造实现节能降耗，针对水泥粉磨系统采用辊压机配球磨机进行粉磨，能耗达到较为先进水平，这对提升整个水泥工业技术水平和促进节能减排目标实现具有积极意义。
新建水泥企业水泥单位产品能耗限额准入指标（表2-1）。
表2-1新建水泥企业单位产品能耗限额准入值表
分类
可比熟料
综合煤耗
（千克标煤/吨熟料）
可比熟料
综合电耗
千瓦时/吨熟料）
可比水泥
综合电耗
（千瓦时/吨水泥）
可比熟料
综合能耗
（千克标煤/吨熟料）
可比水泥
综合能耗
（千克标煤/吨水泥）
4000t/d以上
（含4000t/d）
≦110
≦62
≦90
≦118
≦96
2000～4000t/d（含2000t/d）
≦115
≦65
≦93
≦123
≦100
水泥粉磨站
≦38
a:
只对生产熟料水泥的水泥企业
b:
只对生产水泥的水泥企业（包括水泥粉磨站企业）
3、项目节能设计的主要原则
3.1设计、工艺技术选择原则
（1）认真贯彻执行中国共产党十七大会议精神、《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一五年计划的建议》以及有关发展循环经济的一系列方针政策，坚定不移地以科学发展观统领经济社会发展全局，转变发展观念，转变经济增长方式，推动循环经济发展。
（2）选择符合国家产业政策的日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产工艺，全面、认真研究本工程基础设计条件，对本工程设计方案进行优化提高，确保本工程建设工期较短、达产达标较快、工程投资较低、节能显著、减排达标。
（3）针对本工程燃煤粉磨特性、燃烧特性、有害组分状况及国家、当地政府对节能减排的要求，有针对性地选用合理的粉磨工艺和设备、有针对性地设计熟料烧成系统。
（4）认真合理地进行设备选型，选择节能、减排效果好的设备。
（5）根据业主工程总体规划，分步实施的原则，合理规划总体设计方案，最大限度地减少无组织排放，建设清洁美丽的文明工厂。
（6）强化节能设计，强化减排设计，为业主实现最大的经济效益提供保障。
（7）强调建筑美学设计和环保设计，使本工程成为一个文明、美丽的现代化工程。
3.2厂区布局和车间工艺平面布置原则
（1）重点考虑节能、环保、水土保持要求。
（2）工艺流程简洁合理，物料流向顺畅、便捷，尽量利用自然台端高差重力转运物料，以期达到减少垂直提升减少电耗的目的，功能分区明确、合理。
（3）合理利用土地，因地制宜，节约用地，提高土地利用率。
（4）结合地形地质条件，尽可能地保持原有地形地貌、降低工程费用。
（5）合理确定运输线路，保证运输的畅通，最大限度地减少无组织排放。
（6）工厂的整体布局要美观，布置中要留出绿化用地，并预留规划水泥粉磨系统。
3.3设备选型原则
（1）在保证产量、质量的前提下，采用新工艺、新设备和新技术；在保证生产可靠的前提下，优先选用国产先进设备及部分引进技术国内生产的设备。
（2）工艺设备自动化控制水平达到或超过国内现有同规模生产线水平。
（3）对“三废”治理高标准，在设计上各扬尘点的收尘设备排
放浓度达到或低于国家规定的排放标准。
4、项目能源消耗种类、数量及能源使用分布情况
本项目能源使用主要为煤、电力、水。
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