10万吨年饲料级磷酸二氢钙配套项目3000kw余热发电项目可行性研究报告.docx
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10万吨年饲料级磷酸二氢钙配套项目3000kw余热发电项目可行性研究报告
1总论
1.1概述
1.1.1概述项目名称：
主办单位名称、企业性质及法人
项目名称：
10万吨/年饲料级磷酸二氢钙配套项目—3000KW余热发电项目
主办单位：
********化工有限公司
企业性质：
有限责任公司
法人：
**
1.2可行性研究报告编制的依据和原则
1.2.1编制依据
（1）《****市****区人民政府关于同意设立********化工有限公司的批复》****市****区人民政府（东政复[2005]66号）；
（2）《****省****再就业特区管理委员会关于同意********化工有限公司入驻****再就业特区的批复》云东特[2005]52号；
（3）********化工有限公司提供的相关资料；
1.2.2编制原则
1）全面、客观地进行项目研究。
本报告在编制过程中严格按照国家产业政策的要求，严格执行国家、地方和部门的各种标准和规范，对项目的工程建设条件、生产技术路线、技术经济指标以及对环境的影响等多方面进行分析对比，力求全面地、客观地反映项目的实际情况，合理确定产品方案及装置规模，
2）采用先进适用的技术，在立足国产化的同时，既注重技术的先进性，也充分注意技术的适用性。
即在本项目的可行性研究过程中，根据我国目前的技术开发能力、装置配套能力和管理水平等实际情况，选取适用的先进技术。
这些先进适用的技术不仅体现在工艺流程、技术装备和控制水平上，而且同样体现在环境保护和工业卫生等方面。
尤其重点考虑工艺的技术可行性和项目的经济可行性，以提高产品的市场竞争能力。
3）以经济效益为中心。
充分依托现有企业的有利条件，充分利用社会资源。
在本报告编制过程中特别注意装置的合理布局，节约用地，项目所用设备和材料立足国内采购，实现国产化，降低技改建设费用，选用先进适用可靠的技术，优化工艺指标，合理定员，减少运转费用，降低消耗，降低成本，减少非生产性投资，控制项目总投资，提高产品在市场中的竞争能力，从而提高企业的整体经济效益和社会效益。
4）遵循可持续发展的战略观念，严格执行环境保护、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善“三废”处理设施，控制对环境的污染，做到环保措施与工程建设“三同时”。
5）充分回收和有效利用生产过程中的余热发电，加强高位余热的利用，最大限度的节能降耗
1.2.3项目的主持单位概况
********化工有限公司位于****市****区绿茂乡四方地工业园区，距铜都镇十公里处。
********化工有限公司隶属于四川省什邡市****金属有限公司，总公司现有固定资产1.5亿（人民币），下辖5个全资分公司，分部于****、四川、贵州等三省区，员工总数1000余人，主要生产硫酸、磷酸盐等磷化工产品、有色金属冶炼等产品。
****公司现有6万吨/年的硫精砂制酸装置，该装置2005年8月开工建设，2006年1月投料试生产，经过一年多的运行，各项指标均达到设计要求。
根据公司目前经营情况及国家对硫酸装置产业政策的要求，计划建设10万吨/年饲料级磷酸二氢钙作为配套项目，并计划将6万吨/年扩能，改成10万吨/年，新建一套12万吨硫酸项目。
1.3项目提出的背景和投资的必要性
（1）近年来，随着农业对含磷肥料的需求，湿法磷酸有了较大的发展。
磷酸是生产高浓度磷复肥的重要原料，磷铵、重钙等主要依赖于磷酸工业的发展。
磷酸的生产方法分为热法与湿法，热法磷酸由于其能耗高、价格贵而主要用于磷酸盐的生产，而湿法磷酸目前主要用于生产高浓度复合肥料，随着湿法磷酸净化技术的不断发展，经净化后的湿法磷酸也可用于生产磷酸盐。
湿法磷酸的生产广泛采用二水物流程，它具有操作控制容易、对设备材质要求较低和对磷矿适应性强等特点，因而得到广泛采用．但二水物法制得的产品酸浓度较低，通常为22%—28%P2O5，需将其浓缩到40％—50%P2O5后才能用于磷按和重钙等高浓度复合肥料的生产，因此需增加一套浓缩装置，能耗高；另外P2O5的收率较低，即使在最好条件下也很少超过96%，因为要维持水平衡，要想洗涤石膏滤饼达到完全回收可溶性P2O5是不可能的。
为提高P2O5回收率和磷酸浓度，近年来开发出了半水－任二水流程法，其产品酸浓度可达45%P2O5以上，这种产品酸可以不经浓缩而直接用于生产磷铵及重钙生平磷肥产品及精细磷酸盐，并且P2O5的回收率可达99%，比二水物流程节能10％左右，得到的磷石膏质量较好，易于综合利用。
（2）我国饲料工业及畜牧业的发展需要饲料级磷酸盐
我国目前饲料工业中，钙磷比失调（饲料中含磷酸盐严重不足）与发达国家和世界饲钙发展的总趋势相比，我国的饲钙工业尚处于起步阶段，在产品品种，规模和效益上存在较大差距，为了改变我国饲钙长期落后的状况，国家对饲料工业基础的发展十分重视，抓住我国西部大发展的机遇，研究和适应市场需求，生产饲钙以满足我国现代化农牧业对饲钙的要求己成为大势所趋。
（3）发展饲料级磷酸钙盐生产是符合我国饲料工业发展的战略目标
饲钙的生产和使用可以提高饲料的效率，以较少的投入达到最佳的经济产出，它的发展标志着一个国家农、畜、牧业生产水平。
近年我国饲料工业已跃居为世界第二大饲料生产国，但与发达国家相比仍有很大差距，我国畜牧业产值仅占农业总产值的37％左右，而发达国家所占比重己在60％以上。
“十五”期间，国家将增加对饲料工业的投入，要使饲料工业发展跟上养殖业发展的需要，基本达到我国饲料工业发展战略目标要求。
（4）本项目依托本地优质磷矿资源，利用半水—二水法工艺制取高浓度用于商品酸及制取饲料级钙盐，具有广阔的国内外市场，并具有相当的规模效益和市场竞争能力。
（5）本项目主要生产原料磷矿石、硫酸等都可以本着就地、就近的原则加以解决，并有较为合理的电力供应。
（6）本项目厂址选择在****区绿茂乡四方地工业区，距铜都镇十公里，铁路公路交通均较为便利。
本项目得到市、区政府的高度重视和支持，厂外道路己由工业区修建至厂区，变电站紧靠厂区建设，供水管网就在厂区边外，建厂条件较为优越。
（7）本项目采用的工艺技术是综合国内外半水—二水法磷酸工艺的先进技术和可靠的生产设备，项目建成短期内即可实现正常运转。
（8）本项目遵循国家对环境保护和劳动安全的各项法规和标准，生产用水采用封闭式循环，废气经处理达标后排空，对周围环境基本不造成破坏。
车间生产有安全设施和劳动保障。
****矿产资源丰富，不仅种类多而且分布广，遍及全区14个乡（镇）。
矿业经济是****区的支柱产业，具有比较优势的矿种主要有铜、磷、铁、黄金、铅锌、河沙、汉白玉、墨玉和石灰石。
其中磷矿有近4亿吨的资源量，主要分布在：
东部罗家村、活龙——观音岩各有近1亿吨资源量的磷矿带，南部阿旺白龙潭有近1亿吨资源的磷矿带，西部新桥——九龙有近1亿吨资源量的磷矿带。
****区政府己经把发展当地磷化工产业作为****特区的一个支柱产业来发展，并于2005年6月有成都化工和福建泉州投资商两个项目签约落户****再就业特区，****磷化工产业的前景己经清晰：
到2008年成为产值近30亿元的大产业。
********化工有限公司顺应****特区发展的需要，在特区设立硫酸及磷酸和精细磷酸盐生产项目，促进****下岗失业人员的就业以及循环经济的发展，跟着****经济的发展脚步发展壮大企业。
综上所述，目前我国农、畜、牧业发展急需大量的磷酸钙盐，本项目工程原料可靠，水、电落实。
充分发挥公司的技术优势和建设地区丰富的磷资源优势，发挥大集团优势，向专业化、社会化协作、规模化经济过渡，把握时机，满足我国农、畜、牧业对饲钙的需求，本项目符合国家产业政策，项目具备较好的建设条件。
本项目采用新技术后，由于含硫尾砂矿纯度提高，沸腾炉的烟气能供余热发电，余热发电能力为3000kwh／h，除满足全部生产用电外多余电力可并网，含硫尾砂矿中的化学能得到充分利用。
综上所述，本项目的建设是有意义的，投资是必要的。
1.4研究范围及主要过程
1.4.1研究范围
本可行性研究报告研究范围包括本项目市场预测、技术方案的比选、原料路线与公用工程和辅助工程方案的可靠性、合理性、环保、消防、安全卫生等措施的可靠性以及投资估算、技术经济分析，项目使用的含硫尾砂矿是经选矿后的含硫尾砂矿，针对含硫尾砂矿焙烧制硫酸、并且要求含硫尾砂矿渣达到炼铁指标的生产工艺进行了认真的重点研究。
为业主项目决策提供公平、公正、独立、可信的依据。
1.4.2研究的主要过程
2008年3--5月，********化工有限公司主要负责人多次到****各硫酸厂参观考察，确定硫酸生产规模，研究含硫尾砂矿制硫酸主要生产方案含配套余热发电方案。
2008年5月，我院有关设计技术人员会到****区业主公司，现场考察，初步确定厂址，收集有关资料，商定有关原则。
然后，我院开始进行本项目可行性研究报告的编制工作。
2008年5月，我们又组织有关专业人员到现场进一步了解情况，研究布置、收集资料，与有关方面的负责人就本可行性研究报告初稿及其有关方案问题进行了进一步的讨论，于2008年6月最终完成了本可行性研究报告的编制工作。
1.5研究结论
1.5.1研究的简要结论
本项目符合我国产业政策，是实现循环经济的需要。
本项目拟建的10万吨/年饲料级磷酸二氢钙装置配套3000kwh／h发电设施，规模合理，工艺技术先进可靠，所选厂址地理位置优越，水、电、汽、交通等建设条件好，生产原料供应可靠，投资规模适宜，对环境污染小。
项目建成投产后，市场前景好，企业经济效益和社会效益较好。
满足“以最小的投资，追求最大化的效益”的基本建设投资发展方针。
1.5.2主要技术经济指标
主要技术经济指标详见表1.5－1
表1.5-1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模及产品方案
余热发电
万Kwh／a
1600
2000kwh／h
二
年操作日
天
330
8000h/a
三
主要原辅材料及燃料用量
1
蒸汽
t/h
11.5
3.82MP、450℃
四
公用动力消耗量
1
一次水
m3/h
20
2
循环水
m3/h
1000
3
电
Kw
五
三废排放量
正常生产时
1
废水
m3/h
5
六
运输量
万t／a
七
项目定员
人
32
其中：
生产工人
人
29
管理人员
人
3
八
厂区规划用地面积
m2
10000
折合16.7亩
九
本项目建筑面积
m2
2000
生产用
十
项目总资金
万元
1250（含6改10万吨/年硫酸发电）
1
固定资产投资
万元
1200
a
建设投资
万元
1200
b
固定资产投资方向调节税
万元
c
建设期利息
万元
2
流动资金
万元
50
其中铺底流动资金
万元
十一
报批项目总投资
万元
1250
十二
正常年销售收入
万元
720
十三
成本和费用
1
年均总成本费用
万元
242.24
2
年均经营成本
万元
187.41
十四
年均利润总额
万元
447.75
2市场预测分析
2.1国内电力行业现状
随着我国国民经济的迅猛发展，我国电力能源出现了紧张局面，虽然国家供电局也在大力发展电力工业，全国电网新增不少发电装机容量，但与我国建设的增幅相比，仍满足不了市场要求。
另加上国际上的油价、国内煤炭和天然气价格的涨落，不可避免地影响国内电力成本。
据2007年三季度全国电力现状及趋势数据分析报告和****省电力供应2007年1~8月现状及趋势分析报告，****省今年统调火电机组净增电量和受水流量影响水电站累计发电量下降，新增装机不等于新增发电量，****省下半年有可能出现电力供应缺口。
2.2市场预测
本项目利用余热发电，满足本工程的需要，是国家大力扶持鼓励的产业，不存在市场问题。
2.3产品价格分析
目前****地区电力售价为0.5元/kwh，本项目售价按0.45元/kwh。
2.4硫酸的竞争力分析
本项目符合国家国家产业发展政策，所以，本装置的市场竞争优势是明显的。
3产品方案及生产规模
本项目硫酸焙烧炉余热可产生3.82MP、450℃中温中压过热蒸汽约11.5t/h，发电量为2000kwh／h。
4余热利用方案
4.1研究范围和原则
4.3.1研究范围
本章节主要研究如何合理利用硫酸焙烧炉烟气余热，具体包括余热利用系统形式、介质、参数、能力、主要设备确定以及相关配套设施、环境保护措施确定。
4.3.2余热利用方案选择原则
本项目余热利用方案选择遵循以下原则：
利用余热锅炉产生蒸汽，实行热电联产，技术先进、节能降耗、安全环保、经济合理。
4.2余热热量，潜在热负荷情况
4.2.1余热规格
根据工艺所提条件，本项目硫酸焙烧炉余热可产生3.82MP、450℃中温中压过热蒸汽约11.5t/h，两台共产蒸汽23t。
4.2.2潜在负荷
根据工程厂址方案，本项目周边目前无潜在热负荷。
工程全厂热负荷小于1t/h。
基本可以忽略。
4.3余热利用方案比选及确定
根据本项目余热可产蒸汽量、以及工程热负荷情况，本报告为确定出优选的余热利用热方案，提高企业经济效益和能源综合利用效率。
建设2台11.5t/h中温中压硫酸余热锅炉，一台3MW凝汽抽汽式汽轮发电机组，发电量为2000KW/h，抽出汽20t/h。
4.4装机方案及选型
4.4.1硫酸余热锅炉
型号QCF24/900～11.5－3.82/450
额定蒸发量11.5t/h
额定蒸汽压力3.82MPa
额定蒸汽温度450℃
给水温度104℃
进口烟温950℃
出口烟温320~360℃
汽包工作压力4.5MPa
循环方式自然循环
进口烟气含尘量350g/Nm3
进口烟气压力-50~100Pa
数量2台
4.4.2轮发电机组选型
●汽轮机
型号C3-35/5
额定进汽量18.75t/h
额定进汽压力3.43MPa
额定进汽温度435℃
额定排汽压力7.2kPa
抽气量5t/h
抽气压力0.49MPa
额定转速3000rpm
保证汽耗5.0kg/kW.h（全凝状态下）
数量一台
●汽轮发电机
型号QF-3-2
额定功率3000kW
额定电压10500V
额定电流410A
额定转速3000rpm
功率因素0.8
冷却方式空气冷却
数量一台
4.5热力系统
本项目主蒸汽系统采用单元制，即锅炉主蒸汽直接送至汽轮机发电。
给水加热系统采用二级加热，即通过除氧器将给水温度加热到104℃，然后通过锅炉给水泵打入高压加热器，将给水加热至150℃后进入锅炉，最终给水温度为150℃。
热力系统主要辅助设备选型
4.5.1除氧器
额定出力15t/h
额定工作压力0.02MPa
额定出水温度104℃
数量2台
4.5.2锅炉给水泵
型号DG25－50x11
流量25m3/h
扬程560m水柱
数量二台
4.6化学水处理系统
根据GB/T12145-1999标准对中温中压蒸汽锅炉给水及炉水质量的要求，以及本项目上水水质情况，本报告拟对锅炉补给水采用一级复床脱盐处理。
处理后的水质标准如下：
电导率≤0.2μs/cm（25℃）
二氧化硅≤20μg/L
硬度0
本项目电站汽水损失按锅炉蒸发量的2%考虑，锅炉排污率按锅炉蒸发量的1%考虑，则热电站需新增补充水0.54t/h。
考虑到化学水处理系统自用水系数1.2，则化学水处理系统出力为0.54x1.2=0.65t/h，考虑一定的富裕量，本报告推荐化学水处理系统出力5t/h。
化学水处理系统主要设备选型
1无顶压逆流再生阳离子交换器
规格Φ600
出力7t/h
数量二台
2无顶压逆流再生阴离子交换器
规格Φ600
出力7t/h
数量二台
3.除二氧化碳器
规格Φ500
出力11.4t/h
数量一台
4.中间水箱
容积2m3
数量一只
5.中间水泵
流量5m3/h
扬程35mH2O
数量二台
6.除盐水箱
容积5m3
数量一只
7.除盐水泵
流量10m3/h
扬程45mH2O
数量二台
8.酸、碱储罐
容积2m3
数量各一只
4.7主厂房布置
4.7.1汽机间布置
汽轮间采用封闭式结构，汽机采用岛式布置。
汽机间跨度：
12m
汽机间柱距：
6m
汽机间总长：
24m
汽机布置方式：
纵向布置，顺排
运转层标高：
6.0m
汽机间行车轨顶高：
11.00m
4.7.2锅炉间布置
锅炉为露天布置，靠近硫酸装置的沸腾炉。
运行层高5.00m，锅炉平台下面布置出灰机等设备。
4.7.3控制室布置
锅炉热工控制就近布置在工艺装置区内，汽机热工控制布置在汽机主控楼内，汽机间运行层设现场控制室一个。
4.8主要工程量
表4-2主要工程量表
序号
工程量名称
规格
数量
材料
1
设备
32台
2
管道阀门
3MW汽轮机组
1套
3
汽机土建
二层厂房
576m2
4
主控楼土建
二层厂房
144m2
5
化学水处理间土建
单层厂房
120m2
砖混
6
余热锅炉基础
露天独立基础
1座
4.9主要设备表
表8.3-3主要设备一览表
序号
设备名称
设备规格
数量
材料
机务
1
余热锅炉
QCF-24/900-11.5-3.82/450
各1台
2
热力除氧器
15T/h,,V=10m3,工作压力:
0.02MPa温度:
104℃
各1台
3
连排扩容器
LP-650/1.5,H=3262，0.2MPa/170℃,V=0.8M3
各1台
4
定排扩容器
V=3.5M3，DP-1500/3.5
各1台
5
磷酸盐加药装置
一罐二泵式，JZC50/16-2.5KW,2.2m3
各1套
6
锅炉给水泵
DG25-80,H=5.0MPa,Q=25m3/h
各2台
7
汽轮机
C3-35/5
1台
8
发电机
QF-3-2
1台
9
冷油器
2台
10
空气冷却器
1台
11
油箱
1只
Q235-A
12
汽轮油泵
1台
13
电动高压油泵
1台
14
汽封加热器
1台
15
电动单梁起重机
Q=10tLk=11.5m
1台
16
高压加热器
1台
17
低压加热器
1台
化学水处理系统
1
无顶压逆流再生阳离子交换器
Φ600Q=7t/h
2台
2
无顶压逆流再生阴离子交换器
Φ600Q=7t/h
2台
3
除二氧化碳器
Φ500Q=11.4t/h
1台
4
中间水箱
V=2m3
1只
钢衬胶
5
中间水泵
Q=5m3/hH=35mH2O
2台
6
除盐水箱
V=20m3
1只
Q235-A
7
除盐水泵
Q=10m3/hH=45mH2O
2台
8
酸储罐
V=2m3
1只
钢衬胶
9
碱储罐
V=2m3
1只
Q235-A
合计
34台套
4.10自控技术方案
4.10.1自控水平和主要控制方案
锅炉、发电装置采用先进的DCS集散控制系统。
DCS系统对工艺参数进行监控，设有流程图动态画面显示，参数显示画面，调节示画面，趋势纪录显示自动打印报表等功能，主要生产过程监控基本可以在主控室内完成。
4.10.2仪表选型
一次仪表选用可靠耐用的仪表。
二次仪表采用DCS集中显示。
4.10.2.1温度仪表
集中检测点选用热电阻、热电偶，就地检测点选用抽芯防护式万向型双金属温度计。
4.10.2.2压力仪表
集中检测点选用智能型压力变送器，就地检测点选用全不锈钢膜片压力表。
4.10.2.3物位仪表
按被测介质的性质选用报警器。
4.10.2.4自动分析仪表
自动分析仪表选用南京分析仪器厂、南化公司研究院、上海分析仪器厂产品。
液位计选用电远传磁翻板液位计。
执行器选用性能优良，易于维护的气动执行机构。
调节阀的阀体、阀芯、填料材质按照工艺介质的特性进行选择。
4.10.3仪表供电
仪表电源来自电气专业。
通过不间断电源提供仪表所需的220V交流电源，供控制系统、分析仪表及其它仪表用电设备使用。
中央控制室电源，其主要参数如下：
交流输入：
220VAC±10%；频率：
50Hz±5%
交流输出：
220VAC±2%；频率：
50Hz±0.2Hz
电源由电气专业提供，双回路供电，一路停电，另一路自动切换，直接送到中央控制室机柜间的UPS的220VAC电源输入端。
5原材料、辅助材料的供应
5.1主要原辅材料的供应及可靠性分析
5.1.1主要原辅材料需求量见表5--1。
表5-1主要原辅材料的规格、数量、来源及运输方法表
序号
原料名称
规格
单位
需求量
来源
运输方法
1
蒸汽
3.82MP、450℃
t/h
11.5
培烧工段
2
一次水
t/h
20
3
循环水
t/h
1000
5.1.2主要原辅材料的供应及可靠性分析
本项目主要原料为中压蒸汽，由培烧工段供应。
5.2主要原辅材料价格的确定
主要原材料利用含硫尾砂矿培烧产生的余热，价格的波动不大，不会影响本项目经济效益的发挥。
6建厂条件和厂址方案
6.1建厂条件
6.1.1厂址地理位置及地形、地貌概况
****区位于****省北部边缘，****市东北部，位于东经102°48′～103°19′，北纬25°57′—26°33′间，东邻会泽、南倚寻甸、西与禄劝县毗连，北隔金沙江与四川省会东县相望。
东西最大横距51.2公里，南北最大纵距84.6公里，总面积1858.79平方公里，城区面积约5平方公里，与****市直线距离为180公里。
拟建厂址位于****区绿茂乡四方地铝厂南面，属****再就业特区的工业区组团。
距离市区新村镇约11公里，海拔为1500～1550米。
厂址附近有已建并运行多年的****铝厂、****碳素厂等；有一批工业企业待建。
地理位置详见“区域位置图”。
6.1.2厂址的工程地质
（l）地形地貌
****地貌为深、中切割的高、中山峡谷类型。
山地面积占97.3%，河谷盆地占2.7％。
以河谷盆地为中心，中山纵贯南北，高山对峙东西。
由于地质侵蚀强烈而加速地貌变化，形成山高谷深、地势陡峻的显著特点，大
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