变频感应加热设备生产线建设项目可行性研究报告.docx

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变频感应加热设备生产线建设项目可行性研究报告

变频感应加热设备建设项目

可行性研究报告

第一章总论………………………………………………………1

（一）项目概况……………………………………………………1

（二）编制依据……………………………………………………2

（三）主要经济技术指标…………………………………………2

第二章项目的背景和必要性……………………………………4

（一）国内外现状和技术发展趋势………………………………4

（二）项目对产业发展的作用与影响……………………………7

（三）产业关联度分析……………………………………………9

（四）市场分析……………………………………………………9

第三章技术研发………………………………………………14

（一）已完成的研究开发工作…………………………………14

（二）中试情况…………………………………………………14

（三）技术特点…………………………………………………15

（四）技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用………15

第四章场址选择与建设条件…………………………………17

（一）场址选择…………………………………………………17

（二）自然条件…………………………………………………17

第五章工程方案………………………………………………20

（一）项目建设的主要内容……………………………………20

（二）厂区平面布局图…………………………………………20

（三）建设标准与设计原则……………………………………20

（四）主要建、构筑物的建筑特征及结构方案…………………21

（五）公用辅助工程………………………………………………21

第六章技术方案………………………………………………23

（一）采用的工艺路线与技术特点………………………………23

（二）采用的工艺流程……………………………………………23

（三）技术特点……………………………………………………25

（四）设备选型及主要技术经济指标……………………………26

（五）机构设置……………………………………………………32

第七章产品方案………………………………………………33

（一）产品…………………………………………………………33

（二）产品市场……………………………………………………34

第八章项目进度安排…………………………………………37

（一）建设工期……………………………………………………37

（二）建设进度安排………………………………………………37

（三）建设期管理…………………………………………………37

第九章环境保护………………………………………………38

（一）厂址环境现状………………………………………………38

（二）主要污染源和污染物分析…………………………………38

第十章节能与资源综合利用…………………………………40

（一）节能…………………………………………………………40

（二）资源综合利用………………………………………………42

第十一章投资估算及资金筹措………………………………44

（一）项目投资规模………………………………………………44

（二）资金筹措方案………………………………………………45

第十二章财务分析及评价……………………………………46

（一）财务分析及主要指标………………………………………46

（二）财务分析主要指标数据……………………………………46

（三）财务分析……………………………………………………47

（四）不确定性分析………………………………………………47

（五）财务评价结论………………………………………………47

（六）项目风险分析………………………………………………48

（七）项目社会效益分析…………………………………………50

第一章总论

（一）项目概况

1、项目名称：

变频感应加热设备生产线建设项目

2、项目单位：

单位名称：

工业变频设备有限公司

法人代表：

3、项目单位简介

**市**工业变频设备有限公司是依托西安科技大学、北京理工大学、浙江大学电工厂等国内知名院校的雄厚技术而组建起来的高新技术企业，是集研发、生产、销售于一体的实业公司；经营范围：

（1）工业自动化控制研发、生产、服务。

工控设备控制研发、生产、服务。

数字式集成电路控制板研发、生产、服务。

（2）高、中、低频感应加热成套设备生产。

（3）变频调速成套设备生产，软起动成套设备生产。

（4）电网谐波抑制品电源成套设备生产等。

公司现有员工55人，其中专业技术人员36人，占员工总数的65%。

公司是集科工贸为一体的新型高新技术企业，主要致力于工业自动化控制系统和相关成套产品的研制、开发、生产销售及技术服务。

公司在该行业多年的拼搏磨炼，在产品研发、经营销售、在拓展市场、公司管理等方面具有高超的知识和丰富的经验，公司凭借和国内知名院校合作的雄厚技术，依托公司领导层多年来扩展的市场确保了公司的长远发展，先进优质的产品一经推出便得以迅速销国内外，并作为整机厂的核心配件销往东南亚、欧美等国。

公司任借过硬的质量和雄厚技术对变频控制板售后承诺终身保修，实现一对一服务，这为公司赢得了客户的信任，同时也为公司的未来凝聚了巨大的发展潜力。

公司现有环境制约了公司的发展，公司已完成了初步的资本积累，开发区项目将满足公司发展的需要。

（二）编制依据

1、《*县国民经济和社会发展十二五规划纲要》

2、*县工业发展规划

3、国家十大产业振兴规划

4、节能减排发展规划

（三）主要经济技术指标

1、项目占地面积约100亩

2、安置劳动就业200人

3、项目总投资13139万元

4、销售收入11500万元

5、成本费用9200万元

6、利税总额2300万元

其中：

利润1700万元、税金600万元

7、投资利润率16.8%

8、财务内部收益率12.1%

9、投资回收期6.9年（税后，含建设期）

第二章项目的背景和必要性

（一）国内外现状和技术发展趋势

1、国外高压变频技术现状

高压变频器国外主流供应厂商主要有西门子、罗宾康、罗克韦尔（AB）及ABB等。

在国外，以西门子为代表的国外品牌占据大容量和为大型工程配套的高端市场。

国外各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。

几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。

目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。

归纳欧美日等国外发达国家的高压变频技术现状，主要如下：

（1）技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。

（2）能够提供特大功率的变频器，目前已超过20000KW。

（3）变频调速产品的技术标准比较完备。

（4）与变频器相关的配套产业及行业已基本发展成熟。

（5）本国具备成熟的变频器用功率器件生产技术，如IGBT、IGCT、SGCT等。

（6）高压变频器在各个行业中被广泛应用，并取得了显著的经济效益。

（7）产品国际化、本土化加剧。

（8）创新技术、新工艺层出不穷，并被大量和快速地应用于产品中。

（9）采用输入多脉波整流，输出H桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用通用模块，无需输入、输出滤波器即可以控制高压异步电机与同步高压电机，该类型以美国罗宾康公司为代表。

（10）采用输入多脉波整流，输出E桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用高压模块，需输入、输出滤波器即可以控制高压异步电机与同步高压电机，该类型高压变频器以ABB公司和富士公司的产品为代表。

2、我国高压变频器的发展现状

目前，我国约有20家左右的高压大功率变频器生产厂家，如利德华福、东方凯奇（现东方日立）、上海科达、山东风光、合康益盛、九洲电气等。

由于美国罗宾康公司没有在中国申请专利保护，因此绝大多数厂家都采用他的技术即单元串联多重化结构。

深圳市英威腾电气股份有限公司则采用拥有自主知识产权的技术，开发出CHH系列矢量控制的高压变频器，2009年已试生产了40台，2010年已经批量生产了107台。

随着技术研究的进一步深入，在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩，但是受工艺技术的限制，与进口产品的差距还比较大，这些状况主要表现在如下几个方面：

（1）国外各大品牌的产品正加紧占领国内市场，并加快了本地化的步伐。

（2）具有研发能力和产业化规模的企业逐年增加。

（3）国产高压变频器的功率也越做越大，目前国内最大能做到8000KW。

（4）国内高压变频器的技术标准还有待规范。

（5）与高压变频器相配套的产业还很不发达。

（6）生产工艺落后，勉强满足变频器产品的技术要求，但是价格低廉。

（7）变频器中使用的功率半导体、驱动电路、电解电容等关键器件完全依赖进口，而且在未来相当长时间内还要依赖进口。

（8）与发达国家的技术差距在缩小，具有自主知识产权的产品正应用在国民经济中。

（9）已经研制出具有瞬时掉电再恢复、故障再恢复等功能的变频器。

（10）部分厂家已经开发出四象限运行的高压变频器。

（11）矢量控制的高压变频器已经在应用。

其中：

采用输入多脉波整流，输出H桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用通用模块，无需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机与同步高压电机的高压变频器。

该类型产品以北京利德华福公司为代表，技术与美国罗宾康公司的产品处在同一水平。

采用输入多脉波整流，输出E桥逆变叠加多电平输出，逆变单元使用高压模块，需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机与同步高压电机的高压变频器。

该类型高压变频器以中山明阳龙源公司产品为代表，就产品的可靠性而言与国外产品有一定距离。

采用输入6脉波整流，输出双电平6脉波逆变，逆变桥的上下桥臂使用通用模块串连接，需输入、输出滤波器既可以控制高压异步电机的高压变频器，该技术实际上是低压通用变频器控制技术的延伸发展，国外无类同的产品。

综上所述，国内的高压变频器技术与国外高压变频器技术有差距，但基本处在同一代技术层面，就高压变频器的性能价格比而言，国内的高压变频器比国外的更具有优势。

3、国内外高压变频器的技术发展趋势

高压交流变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变），又要处理信息的收集、变换和传输，因此它必定会分为功率和控制两大部分。

前者要解决与高压大电流有关的技术问题，后者要解决软硬件控制问题。

因此，未来高压变频调速技术也将在这两方面得到发展，其主要表现为：

（1）高压变频器将朝着大功率、小型化、轻型化的方向发展。

（2）高压变频器将向着直接器件高压和多重叠加（器件串联和单元串联）两个方向发展。

（3）更高电压、更大电流的新型电力半导体器件将应用在高压变频器中。

（4）现阶段，IGBT、IGCT、SGCT仍将扮演着主要的角色，SCR、GTO将会退出变频器市场。

（5）无速度传感器的矢量控制、磁通控制和直接转矩控制等技术的应用将趋于成熟。

（6）全面实现数字化和自动化、参数自设定技术、过程自优化技术、故障自诊断技术。

（7）应用32位MCU、DSP及ASIC等器件，实现变频器的高精度、多功能。

（8）相关配套行业正朝着专业化、规模化发展，社会分工将更加明显。

（二）项目对产业发展的作用与影响

目前，我国高压变频器市场主要被众多国外品牌所占据，国内企业的整体规模都不大，需要一些专业企业的产品开发，以提升国内高压变频器企业的整体竞争力。

深圳市英威腾电气股份有限公司在输配电及新能源增效节能方面已经走在了行业的前列。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难以解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。

其应用的领域和范围也越来越为广范，这使得高效、合理地利用能源（尤其是电能）成为了可能。

电机是国民经济中主要的耗电大户，高压大功率电机更为突出，而这些设备大部分都有节能的潜力。

大力发展高压大功率变频调速技术，将是时代赋予的一项神圣使命，而这一使命也将具有深远的意义。

以前的高压变频器，由可控硅整流、可控硅逆变等器件构成，缺点很多，谐波大，对电网和电机都有影响。

近年发展起来的一些新型器件改变了这一现状，如IGBT、IGCT、SGCT等等。

由它们构成的高压变频器，性能优异，可以实现PWM逆变，甚至是PWM整流。

不仅谐波小，功率因数也有很大程度的提高。

高压大功率变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。

电机系统节能是国家发改委启动的十大重点节能工程之一。

电机系统节能即风机、水泵、压缩机等通用机械系统，采用变频器调速实现节能。

“十二五”规划要求，电机系统运行效率将提高2%，达到年节电200亿千瓦时的目标。

有资料显示，目前，我国电机总容量约5.8亿千瓦，占全国总耗电量的60%～70%。

其中，交流电机占90%左右。

专家分析，目前各类电机的运行效率平均比国外低3%～5%，风机和泵类的效率要比发达国家低2%～3%，电机驱动系统运行效率比国外低近20%。

如果按电机总容量的10%进行调速改造，按年平均运行4000小时、节电率20%～25%计算，年节电潜力为320亿～400亿千瓦时。

加上为改善工艺流程而进行调速改造的电机可带来的节电潜力，总节电潜力约为500亿千瓦时，相当于1000万千瓦装机容量的火力发电厂的年发电量。

因此，电机系统是目前中国节能市场上最具潜力的领域。

据了解，目前活跃在我国市场上的国产品牌数量占70%左右，但是，这些品牌的市场份额仅占20%～25%；日本品牌占有40%的市场份额；欧美品牌占有30%的市场份额；另有10%的市场份额被中国台湾地区品牌占有。

本项目产品的产业化实施，不但可以提升我国在高压变频器制造业的技术水平，提高我国电力电子产品制造业的国际地位和综合竞争实力，还将通过电机节能缓解国家能源紧张形势，减少二氧化碳等温室气体排放问题，并对提高我国工业运行质量和促进技术进步起到积极的作用。

（三）产业关联度分析

高压变频器作为电机节能系统中的关键装置，其本身的发展将促进相关联的电力电子、自动化控制、软件开发、电机、风机、铸造、冶炼、机械制造业等产业的发展，同时也将带动下游应用领域包括石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等相关联产业的技术进步与控制工艺水平的提高，提高生产工艺水平，降低生产成本，促进整个工业产业链的协调发展。

（四）市场分析

高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显，已经成为节能减排的重要利器。

随着国家政策的宏观调控，以及节能减排政策的出台，高压变频器正迎来一个发展的黄金时期。

受国家节能政策的实施以及大中型工业企业降低能耗的内在需求的拉动，近几年高压变频器市场出现了爆发性增长，平均年增长率超过40%，未来前景非常广阔。

中国发电总量的66%消耗在电动机上，而中国目前电动机总装机容量已超过4亿kw，其中高压电机约占一半。

同时，高压电机中近70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机，这其中有一半适合于调速，换言之，即有约7500万kw的高压电机处在浪费运行的状态。

我国高压变频器市场目前仍处于起步阶段，这与欧美和日本的节能市场基本上饱和的情况不同。

我国在五十年代学苏联，工业设计留有大量余量，形成了巨大的节能市场。

所以，即便是已经具备很强实力的外资企业。

在我国高压变频器市场很难取得垄断的地位，加之其还有可能“水土不服”。

是以，我国高压变频器生产企业仍有较好的发展空间。

因此，我国高压变频器市场巨大的成长空间与目前快速增长趋势为我国本土企业带来良好的发展机遇，加之外资企业在本土化服务等理念的差异也为强化我国本土企业的优势提供了条件。

这些为我国高压变频器企业未来发展提供了良好的机遇。

但是我国的高压变频器市场具有其特殊性，包括：

（1）行业性很强，主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。

在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34%，化工占14.73%，冶金占14.18%，机械建材占10.96%，供水占10.53%。

（2）目前全国各行业中，只有少数企业的高压电机使用了调速方式，市场空白点多。

（3）高压变频器属投资类设备，主要用于节能和改善生产工艺。

用户是否购买此类设备与政府的政策导向关系很大。

如政府推广力度较大，市场启动会就快一些，反之则慢。

另一方面市场还受国际、国内经济大环境以及国内**些行业的整体经济效益好坏的影响。

因此在未来市场发展过程中仍存在着一些不确定的因素。

高压变频器作为电机节能和调速装置被广泛应用于冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等领域，其市场分析如下：

冶金业

高压变频器在冶金行业的应用主要有板材和线材的轧机、卷取机、风机、料浆泵等，主要以电机节能为目的。

电力工业

我国发电能力居世界第二，仅次于美国。

电力行业也是变频器产品的重要应用领域之一。

从我国火电厂中与变频器相关的控制过程看，风、煤、水、渣和尾气系统的传动装置都适合变频器的应用。

其中，除煤系统（排粉机、给煤机）外，其它4类系统均以风机水泵类负载为主。

变频器产品主要用来改变煤量、粉量、水量等，以适应负载的变化，最终达到节约能源、提高控制工艺水平的目的，对火电厂的节能、降耗、减排、安全、稳定运行有重要意义。

供水

公用工程中的给排水系统、污水处理系统等。

这些设施主要是风机水泵类电机负载，使用高压变频器的节能效果十分突出，一般可以实现节电30%左右。

油气钻采业

2008年以来油气钻采行业一直处在高景气周期，我国三大油企勘探费用支出保持20%以上的增长水平。

近期我国在石油天然气领域出现了一系列重大资源发现，如10亿吨原油地质储量的河北冀东南堡油田、5000亿立方米地质储量的四川龙岗气田、近2亿吨原油地质储量的新疆塔河油田12区等，将会进一步促进油气勘探的投入，预计未来几年各大油企用于石油勘探开采的支出还将有所提高。

变频器应用在石油开采业，主要用于采油机（磕头机）、注水泵、潜水泵、输油泵、气体压缩机等负载类型的电机，主要以电机节能为目的。

石化工业

石化工业是国家经济发展的动脉。

变频器主要应用于石油加工（炼油）中的各类泵、压缩机和公用工程等方面，以达到节能和控制工艺水平的目的。

煤炭业

中国是全球第一大产煤国。

煤炭行业作为我国能源基础行业一直是劳动密集型企业,欲使其向技术密集型转变，走新型工业化道路,必须大力推广高新技术,提高设备的运行效率及自动化控制水平。

变频调速技术用于煤炭行业的矿井提升机就能起到较好的节能效果。

目前发达国家已将变频器普遍用于带式输送机的调速或带式输送机的起动控制、风机调速（包括主通风机和局部通风机）以及水泵的调速。

为上述设备中的电机配备变频器除了提高传动性能外，更主要的是可以节省能源。

建材工业

建材工业是我国重要的材料工业，其产品包括建筑材料及制品、非金属矿及制品、无机非金属新材料三大门类。

变频器产品主要应用于建材工业的鼓风机、粉碎机、皮带传送机、排气风机、回转窑等设备。

据相关机构统计，我国的水泥生产能力中的70%左右是技术水平落后的立窑，能耗较高。

通过变频器改造，能够节电10%至20%，同时可提高产品质量的可控性。

据分析，未来几年高压变频器市场需求将保持40%以上的增速，预计到2012年，我国高压变频器市场容量可达88亿元左右，而保守估计未来十年变频器市场容量超过500亿元。

中国高压变频器市场潜力巨大，我国高压变频器应用比率目前还不到30%，发达国家已达70%。

因安装变频器后能达成平均节电30%的效果，所以在低碳经济环境下，高压变频器加速应用。

2008年中国高压变频器市场销售额达34亿元，预期未来四年将保持40%以上的增速。

如果仅对30%的现存电机和新增电机进行调速节能改造，将有约0.7亿kw、7万台的市场容量，则未来十年的市场容量超过7万台，产值超过500亿元。

从上述各行各业的应用市场分析中可以看到，高压变频器作为电机节能的主要电力电子装置，市场空间大，发展前景十分广阔。

第三章技术研发

（一）已完成的研究开发工作

大功率变频器作为一个节能型的绿色环保产品，近年来受到政府各部门和行业的重视和支持，积极鼓励各类企业推进其节能技术改造。

项目单位凭借多年开发低压变频器的技术储备，以及低压变频器技术在国内处于领先地位的优势，将研制高压变频器确定为公司发展的重要支柱，并将研制高压变频器的技术水平定位于国内领先。

从2008年起，公司就着手系列变频器的研制工作。

到目前为止，公司已成功研制出系列高压变频器系列产品，不但进行了产品鉴定，而且还进行了小批量中试生产。

公司开发的高压变频器主要由旁路柜、移相变压器柜、功率单元柜、系统控制柜等组成。

（二）中试情况

旁路柜变压器柜功率柜及控制柜本项目产品系列高压变频器，是整合运用了多年成熟的低压通用变频调速技术积累，结合高压变频调速技术最新成果研发出来的产品，其中大部分技术运用已有十年以上的可靠使用记录。

同时，公司现有的产品质量管理及生产工艺管理水平可以为产品可靠性提供管理上的保证。

因此，建立在此基础上的产品，具有可以信赖的可靠性，产品质量稳定。

（三）技术特点

本项目高压变频器产品具有以下主要技术特点：

（1）在矢量控制技术上取得突破，使国产变频器的控制性能指标达到了国际先进水平，国产变频器的性价比得到极大提升。

在速度控制精度、转矩控制精度要求较高的应用领域，国产变频器将占据一席之地，打破国外品牌一统高端市场的局面。

这有利于促进国产变频器行业的技术进步，有助于占领技术制高点，提升我国电力电子器件产业的核心竞争力。

（2）系列变频器采用功率单元串联，输出电压波形完美，无谐波。

本产品无需外接电抗器就可以直接连接高压电机，输入端采用延边三角形结构的移相整流变压器，输入电流完美，无谐波。

（3）采用模块化结构。

CHH系列高压变频器，遵循模块化设计理念，功率单元采用模块化结构，各个功率单元结构、配置完全相同，可以非常方便的互换，利于标准化生产，方便维修，互换性好。

（4）系列变频器，把用户使用的端子采用IO卡的方式提供，一方面使得逻辑更加清晰，另一方面可以提供更加丰富的IO功能，同时还便于用户功能的扩充。

（四）技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用

本项目在变频器矢量控制技术方面的突破，使国产变频器在电机节能和调速控制方面的性能达到了国际先进水平，综合性价比得到极大提升，并使得民族品牌可以在速度控制精度、转矩控制精度要求较高的高端应用领域占据一席之地，打破了高端应用市场由外资品牌一统天下的局面。

另外，IGBT并联技术的成功应用，大功率矢量变频器的研制成功，也实现了国产变频器在大功率高端应用领域零的突破，打破了几个外资品牌对这一领域的长期垄断局面。

这些技术突破有助于促进我国变频器产业和变频器行业的技术创新和技术进步，推进高端变频器的国产化，提升我国电力电子器件产业的核心竞争力。

第四章场址选择与建设条件

（一）场址选择

项目场址位于**市*乾隆湖经济开发区，占地面积66667平方米（约100亩）。

（二）自然条件

1、区域优势与自然资源

*县位于安徽省北部，地处**平原（地理坐标:

东经116°25'—117°02'°，北纬33°06'—30°14'），东近连云港，西连商丘、开封，南接宿州、蚌埠，北临徐州，为**市唯一的市辖县。

全县辖11个乡镇和一个经济开发区，人口106万。

*县境内地势平坦，地形以平原为主，占全县总面积的85.6%。

东北部是连绵起伏的低山残丘，境内河渠纵横，地下水资源十分丰富。

矿产资源得天独厚。

非金属矿产资源以煤为主，已探明储量60亿吨以上，是全国煤炭储量最丰富的县份之一。

金属矿产以铁为主，已探明储量9600万吨，其次是铜、金、银、钴等。

2、经济结构与经济社会发展

*县历史悠久，历代不乏俊才名士。

著名历史人物有春秋时期政治家宋国大夫华元、秦相蹇叔、东汉哲学家桓谭，以及三国时期著名思想家、文学家、音乐理论家嵇康和东晋