年产200万吨球团矿工程项目节能评估分析报告.docx
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年产200万吨球团矿工程项目节能评估分析报告
年产200万吨球团矿工程项目节能评估分析报告
1项目概况
1.1建设单位基本情况
建设单位名称：
企业性质：
股份制企业
企业所在地：
行业类别：
黑色金属
法人代表：
项目联系人：
电话及传真：
邮政编码：
1.2项目基本情况
1.2.1项目名称
*******年产200万吨球团矿工程
1.2.2建设地点
*******位于内蒙古高原中部，锡林郭勒盟西北部，北与蒙古国扎门乌德市相邻，两市相距9公里，东邻锡林郭勒盟苏尼特左旗，西、南与苏尼特右旗毗邻。
距自治区首府呼和浩特市380公里、锡林郭勒盟首府锡林浩特360公里、首都北京680公里。
辖区面积4015.1平方公里。
市区拥有110Kv变电站一座，供电能力达16000Kv.A，电力资源充足，是全国唯一向国外输电创汇地区。
工业园区位于*******区东部，集二线铁路东侧。
项目厂址距东环路约3公里。
1.2.3项目性质类型
项目性质类型：
新建
1.2.4建设规模及产品方案
产品为酸性氧化球团矿，根据矿山选矿规模，确定年产球团矿200万吨。
1、主要内容：
1）球团车间主要工段：
精矿接受及储存仓库、煤粉制备、精矿干燥系统、润磨系统、配料系统（该系统设在精矿库内避免二次倒运，节省占地面积）、混料系统、造球系统、布料系统、链篦机生球干燥和预热系统、）回转窑球团焙烧系统、环冷机成品冷却系统、废气处理系统包括热废气循环利用及烟气除尘净化系统、粉尘及返料处理系统。
2）公用附属设施建设：
供配电系统、中水处理站及冷却水给排水循环系统、空压站、锅炉房、机修、检化验、通信、铁路、公路、运输设备、办公及生活设施。
2、产品方案
产品为酸性氧化球团矿，粒度9-16mm。
其主要性能指标见下表。
球团矿综合质量指标
项目
标准
粒度组成（mm）
9-16
含粉率－5㎜（％）
<3.0
物理性能：
转鼓强度（＋6.3㎜）（％）
>90
耐磨强度（－0.5㎜）（％）
<1
抗压强度（daN/P）
≥250
化学成分：
TFe（％）
≥65
FeO（％）
<1
冶金性能：
还原度（RI）（％）
≥68
还原膨胀指数（％）
≤15
1.2.5项目产业背景
高炉炼铁的主要原料——铁矿石，一般分为三类，一是天然富矿，不需加工，经破碎筛分成合格块度后可直接入炉冶炼，因此价格较低，另二类是粉矿需造块后才能入炉冶炼，按造块方式不同，分为球团矿和烧结矿。
与烧结矿比较起来，球团矿有下述优点：
1）粒度均匀，高炉透气性好。
2）冷态强度高，在运输和装卸储存时产生粉末少，有利于长途运输和长期贮存。
3）铁份高，堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产量降低焦比。
4）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。
5）由于球团生产废气利用率高，因此能耗比烧结要低。
6）由于球团料层透气性好，强度高，粉末少，故烟气含尘量少，球团烟气中原始含尘量为0.6～0.7g/m，而烧结则达2～5g/m。
但与烧结相比球团也有其缺点：
1）在相同产量下投资要比烧结高。
2）要求原料粒度比烧结的细，一般要求—325目粒级必须大于70%，比表面积1500～2000cm/g，而烧结要求—150目粒级在20%以下。
3）烧结机可以充分利用冶金厂内各类含铁废料，如轧钢皮、瓦斯灰，各类污泥，碱性钢渣等。
4）球团在高炉加热还原过程中容易产生体积膨胀，造成高温还原粉化，影响高炉下部透气性，因此一般高炉球团矿在炉料中配比控料在30%左右，一般不超过65%。
总之选用球团或烧结主要根据矿粉粒度而定，细的矿粉以选用球团为宜，而粒度粗的矿粉则以烧结为宜。
我国铁矿资源的特点是贫矿较多，能直接入炉的富矿占总储量不到5%，因此绝大部分铁矿均需经过选矿，而且随着矿石需求的增加，矿产资源的不足，开采品位日益下降，而为了达到允许的精矿品位和提高回收率，磨矿的细度也愈来愈细，因此采用球团的优越性也愈来愈高。
我国在原料结构上长期偏重于烧结，而忽视球团，因此球团矿的比例严重偏低。
我国球团的发展是从竖炉开始的，由于竖炉投资较低，因此一大批中小型钢铁厂均建设了8m²和10m²的球团竖炉，这种工艺成为球团生产的主流，但球团竖炉的主要缺点是能耗较高，球团的质量较差，单炉生产能力较小，更主要的是竖炉球团只适用于磁铁精矿，不适用于赤铁精矿。
1.2.6矿产资源情况
秦龙公司在蒙古国拥有伊罗河和图木尔太二个矿区的开采权。
伊罗河矿为接触交代变质铁矿床，分为东、中、西三个矿区。
全区总储量33397万吨（工业储量2.3亿吨），其中东矿区储量20488万吨（工业储量1.5亿吨）西矿区储量8528万吨（工业储量0.55亿吨）中矿区储量4381万吨（工业储量0.25亿吨）。
矿石类型大部分是原生磁铁矿，原生磁铁矿石品位含铁36～69%，平均52.30%，含铁品位较高，但含硫较高，达2.4～4.7%。
平均含S3.56%。
磷平均含量0.27%（0.22～0.96）
矿体位于山顶及山丘或山谷中缓坡地带，矿体露头良好，浮土厚度4～60m，开采条件良好。
该矿目前已开始投产，主要开采低硫富矿，部分贫矿采用干磁选使含铁达到62%以上，正规的选矿厂正在建设中。
图木尔太铁矿位于伊罗河矿东约50公里，矿石探明储量为2.29亿吨，其中工业储量1.58吨，分为东西二个矿区，东矿储量1.4亿吨其中工业储量1亿吨，西矿区储量0.89亿吨，其中工业储量0.55亿吨。
东矿区平均品位含铁54.18%。
西矿区平均含铁品位49.18%。
以上二个矿山合计储量5.63亿吨，其中工业储量3.88亿吨，平均品位在50%左右，而且大部分是磁铁矿，易采、易选，矿石资源是十分理想的。
缺点是含硫较高，但通过选矿试验已证明选后精矿可将含S降低到<0.4以下。
1.2.7气候条件
区域属中温带大陆性季风气候和干旱荒漠草原气候，处于西风带，受强大的蒙古高压控制时间长。
气候主要特征是：
冬季寒冷漫长风雪少，春季干燥少雨风沙多，夏季干热降雨少，秋季天高气爽霜来早。
年平均气温5.1℃，一月平均气温-16.2℃，极端最低气温-29.7℃，七月平均气温25.7℃，极端最高气温39.0℃。
结冰期8个月，境内烤火期7个月。
年日照时数3356.8小时，日照率76%。
霜冻出现早，最早9月末出现，最晚5月末结束，无霜期仅221天左右。
雨水分布不均，自南向北、自东向西递减。
年降雨量变化大，平均降水量139.5mm（1996年降水量最多256.9mm，2001年降水量最少39.7mm）。
常年盛行偏西风，年平均风速4.1m/s。
1.2.8主要经济指标
主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数值
备注
1
主要产品球团矿产量
万t/年
200
2
主要原燃料消耗量
铁精矿
万t/年
210
干量
膨润土
万t/年
3
燃料煤
万t/年
6.75
干量
动力煤
万t/年
0.17
柴油
t/年
30
3
主要动力消耗
电
万kWh/年
6513
水
万m3/年
59.4
4
厂区建筑面积
m2
16820
5
外部运输量
万t/年
430
其中：
运入
万t/年
230
运出
万t/年
200
6
劳动定员
人
210
工作制度
年
330
三班8小时
7
能源指标
项目综合能耗（等价值）
tce/年
85667.55
项目综合能耗（当量值）
tce/年
67359.51
吨球团产品综合能耗（当量值）
kgce/t
33.68
吨球团产品综合能耗（等价值）
kgce/t
42.83
吨球团产品综合电耗
kwh/t
32.57
吨球团产品焙烧热耗
万KJ/t
59.4
项目单位工业产值能耗（当量值）
tce/万元
0.18
项目单位工业产值能耗（等价值）
tce/万元
0.23
项目单位工业增加值能耗（当量值）
tce/万元
0.67
项目单位工业增加值能耗（等价值）
tce/万元
0.87
单位建筑面积能耗
Kgce/m2
66.02
水复用率
%
91.6
吨球团单位产品用水量
m3/t
0.3
8
财务指标
项目总投资
万元
94598
年销售收入
万元
362000
年均增值税
万元
12857
1.2.9项目进度计划
总工期为一年半，其中前期工作包括设计、场地准备约需半年，建设周期约需一年，建设进度表如下：
1.2.10建（构）筑物
根据确定的建设场地现状，将球团厂布置在场地北端西侧。
按照生产工艺要求，布置有精矿仓和配料室、混合室、造球室、链篦机室、回转窑、环冷机等设施。
在环冷机的南面布置有燃料储存加工设施以及成品球团矿外运火车受矿仓和落地料场。
在受矿仓和落地料场的南面布置有空压站、联合水泵站和中水处理站。
在中水处理站的南面布置有检化验室、机修间和开关站。
在水泵站的南面布置有浴室、锅炉房、食堂、换班楼和办公楼。
在球团厂的东侧布置原料场。
在球团厂的南面留有进一步发展的场地。
球团部分占地面积为26公顷。
建筑物一览表
建筑物
面积m2
精矿库
3600
链篦机室
1440
干燥室
350
造球室
1050
磨煤室
300
混合室
508
皮带通廊
2200
水处理站
3000
配电室
620
锅炉房
450
空压站
252
机修间
90
办公楼
1000
食堂
2000
合计
16820
1.2.11物流运输
二连浩特地理位置优越，位于208国道起点和集二线铁路的终点，距俄罗斯首都莫斯科7623公里，距蒙古国首都乌兰巴托720公里，距北京680公里，距呼和浩特380公里，是中国距首都北京最近的陆路口岸。
以北京为起点经二连到莫斯科比走滨州线近1140公里，是连接欧亚大陆最捷近的大陆桥。
以二连为终点的集二线铁路与集通、京包及包兰铁路相接，可连接东北、华北、西北。
公路运输四通八达，经208国道通往集宁、呼和浩特、北京，交通十分便利。
精矿粉进厂拟采用宽轨铁路直接送至精矿仓库或原料场，货运量为230万t/a。
燃料煤和膨润土等货物进厂采用道路运输方式。
成品球团矿外运采用中国标准轨铁路运输方式，货运量200万t/a。
2节能评估的主要依据及项目设计的主要原则
2.1节能评估的主要依据
2.1.1国家现行的法律、法规、规章和产业政策、准入条件
1.《中华人民共和国节约能源法》
2.《中华人民共和国可再生能源法》
3.《中华人民共和国电力法》
4.《中华人民共和国建筑法》
5.《中华人民共和国清洁生产促进法》
6.《清洁生产审核暂行办法》（国家发展改革委、国家环保总局令第16号）
7.《重点用能单位节能管理办法》（原国家经贸委令第7号）
8.《节能用电管理办法》（国家经贸委（2000年）
9.《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发[2005]40号
10.《中国节能技术政策大纲》（2006）
11.《国务院关于印发节能减排综合性工作的方案的通知》（国发[2007]15号）
12.《国家发展改革委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知（发改环资[2007]21号）》
13.《民用建筑节能管理规定》（建设部部长令第76号）
14.《“十一五”十大重点节能工程实施意见[国家发改委发改环资》[2006]1457号]
2.1.2自治区有关规定
1.《内蒙古自治区固定资产投资项目节能评估报告内容深度的要求》（试行）
2.《内蒙古自治区人民政府关于大力开展节能工作的意见》（内政发[2006]71号）
3.《内蒙古自治区经济委员会关于进一步加强节能监督管理体系建设通知》（内经资环字[2006]211号）
4.《内蒙古自治区经济委员会关于修改大力开展节能工作的意见内容的函（内经环资函[2006]41号）》
5.《内蒙古自治区主要工业产品能耗定额限额（第一批）》（内政办发[2007]106号）
6.《内蒙古自治区经济委员会关于下发自治区固定资产投资项目节能评估管理办法配套文件的通知》（内经资环字[2008]356号）
2.1.3行业标准、规范，技术规定和技术导则
1.《工业企业能源管理导则》GB/T15587-1995
2.《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-1993
3.《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-1998
4.《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008
5.《钢铁企业设计节能技术规定》（试行）YB_9051-1998
6.《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006
7.《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2006
8.《企业能量平衡通则》GB/T3484-1993
9.《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762-2005
10.《通风机能效限定值及节能评价值）》GB19761-2005
11.《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052-2006
12.《企业水平衡与测试通则》GB/T12452-2008
13.《企业能流图绘制方法》GB-T6421-1986
14.《变电站总布置设计技术规程》DL/T5056-2007
15.《35-110kv变电所设计技术规范》GB5059-92
16.《用电设备电能平衡通则》GB/T8222-2008
2.1.4建筑业标准及规范
1.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
2.《建筑照明设计标准》GB50034-2004
3.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
2.1.5可行性报告及其他资料
1、中钢集团工程设计研究院编制《*******年产200万吨球团矿工程可行性研究报告》
2、*******《节能评估项目委托书》
2.2项目设计主要原则及内容
2.2.1工艺、技术选择原则及主要内容
1、工艺技术选择原则
1）原料要求及原料的准备和加工工艺
铁矿球团是一项比较精细的炉料加工方法，其生产过程的理论复杂而严密。
各项工艺参数要求也十分严格，产品质量高，是一项具科学性和综合性的工程设计技术，对各种原料、燃料、辅料的性能要求也十分严格。
一旦在原料的来源、性能和加工方法上处理不当，将会影响造球和焙烧，造成产量低、质量不合格、高能耗和环境污染严重等后果，甚至造成生产无法进行。
球团矿生产是在连续的高温状态下进行，首先是要实现操作的稳定、工艺的稳定、热工制度的稳定和运转的连续性，不应出现突然中断、临时降温和随时升温的现象。
不能因原料、燃料、辅料供应的短缺和性质的变化而使生产失衡和中断，因此前提条件就是要保证原料、燃料、辅料的合格和稳定，不受外部供应因素的影响，以确保产量、质量和低能耗。
混料现象会造成原料、燃料、辅料基本性能的变化，从而影响造球和焙烧工艺，使生产失常。
严重混料时会导致生产失控和造成事故。
如煤粉中混有铁矿粉，会造成燃料系统的严重损失。
2）配料和混合工艺
配料的精确度和稳定性直接影响球团矿的质量，特别是铁品位和碱度的波动。
与铁矿粉的量相比，粘结剂和添加剂的配加量很少，尤其对规模小的球团工程，其配加量更少，故称为微量配料。
但这些物料对造球和焙烧质量的影响很大，必须通过强力混合方式，提高其在铁精矿中的分散度，才能实现稳定生产。
3）造球和生球筛分工艺
生球质量直接影响焙烧质量和能耗。
一旦生球质量不合格，进入焙烧系统后，易产生大量粉末，导致风流的不畅和紊乱，影响热交换的正常进行，并易诱发结炉、结块和结圈，使焙烧过程无法正常进行。
因而造好球是球团矿生产的一项关键性的技术。
4）生球布料和焙烧工艺
生球布料的平整是后续焙烧的又一重要的技术保证。
平整、均匀的料层使气流的分布均匀，传热效果更好。
球团焙烧工艺的选择是铁矿球团工程设计的关键技术问题，也是影响铁矿球团工程质量最为核心的问题，更决定了企业的经济效益和发展前景。
选用链篦机－回转窑－环冷机的生产工艺主要是：
（1）单机生产能力大，劳动生产率高。
（2）可适用各种类型铁精矿。
（3）可使用煤作燃料，不需要气体燃料适用于当地资源特点。
（4）球团矿质量好。
（5）热能利用好，能源消耗低。
（6）环境保护好，产生的烟尘较少。
虽然这种工艺也有缺点，如投资较大，操作上要防止结圈，难度较大，但比较起来还是优点较多，因此这种工艺生产在国内近年来发展很快。
2、工艺的主要内容
1）铁精矿及膨润土输入系统
精矿粉由蒙古国伊罗河铁矿选矿厂用蒙古轨系的火车通过铁路专用线进入精矿库，用吊车卸入库内储存，然后再用吊车装入配料室铁精矿矿槽贮存。
粒度合格的膨润土用罐车散装运输进厂，采用气力输送方式直接送至配料室膨润土矿槽。
2）煤粉制备
使用的烟煤由汽车拉到煤场贮存，然后采用胶带机运至煤粉制备车间。
烟煤粒度为10mm，采用辊盘式磨煤机将其磨至-200目>90%，磨煤机的处理能力为10t/h。
在磨煤机中的煤粉，边干燥边细磨，由干燥废气带出的成品煤粉，通过布袋除尘器收集，送到煤粉成品仓。
再由计量系统通过管道送到回转窑窑头平台的煤粉燃烧器，然后通过风机将煤粉由燃烧器喷入窑内进行燃烧。
磨煤干燥热源采用燃煤热风炉产生的热气体，燃煤热风炉以烟煤为燃料。
磨煤仓设料位计，并设高低料位报警，料位信号送中央控制室。
3）精矿干燥
一般铁精矿的合适成球水分为～8％。
当原料水分大于成球水分时需采用精矿干燥工艺，使其水分降至成球水分以下。
同时也能有利于铁精矿高压辊磨（后续）工艺的进行。
正常情况下，铁精矿水份～9％，雨季时水分略高，因此采用干燥工艺是必需的。
干燥设备采用一台Φ3.220m转筒干燥机，采用燃煤热风炉产生的热气体作为干燥热源，在风机的抽力下顺着料流方向对物料进行加热、蒸发水分。
干燥后的废气温度保持在120℃以下。
另外设计了旁路系统，当精矿水分低不需要干燥时，可由旁路系统运至下道工序。
4）精矿辊磨
高压辊磨工艺对于增加物料表面积，改善物料表面活性和提高生球强度有着显著的作用。
由于本工程所用的磁铁精矿粒度较粗，-200目仅占70%左右，难以满足造球工艺对精矿细度的要求，因此设计采用了高压辊磨工艺，辊磨后中心料比表面积按经验推算可达到2000cm2/g以上。
但两侧边料比表面积偏低，采用边料循环辊磨工艺，以使比表面积达到2000cm2/g以上。
经过干燥后的铁精矿首先给入缓冲仓，仓下设圆盘给料机排料，为了向辊磨机均匀、稳定给料，在给料口上方设置~4m高的直料柱仓，缓冲仓和直料柱仓均设置料位计，并设有高低料位报警，料位信号送中央控制室。
辊磨机处理能力600t/h。
该辊磨机为引进设备，德国制造，其规格选型通过试验后确定。
辊磨工艺对增加物料表面积，改善物料表面活性和提高生球强度有显著作用。
可增加布莱恩指数500～600，减少循环负荷，减少膨润土用量，减少产品湿度，增加生球落下次数，增加生球抗压强度等。
5）配料系统
配料室为单系列配置，设8个精矿矿槽、2个膨润土矿槽和1个除尘灰矿槽。
精矿矿槽分成两部分，其中5个矿槽为精矿贮存矿槽，为不同矿种配比留有余地。
矿槽下设定量给料装置将铁精矿给到干燥系统，干燥过程也起到预混合作用，几种参加配料的铁精矿被混匀为一种铁料。
经过干燥、辊磨处理后的铁精矿由胶带机运至配料室上部，经移动可逆胶带机分送至3个配料矿槽内参加配料。
膨润土采用气力输送方式由汽车罐车送至矿槽。
膨润土配加量为15kg/t球，根据生产要求可调节其配加量。
球团生产过程中产生的除尘灰经集中后气力输送至配料室除尘灰矿槽。
为保证配料准确，所有参与配料的物料均采用重量配料，各配料槽下均设有定量给料装置，整个配料过程由计算机按人工设定配比进行自动控制。
为稳定配料，各配料槽均设有料位计，以保证合适的料位范围。
配料室各种物料矿槽贮存时间见下表。
配料室矿槽贮存时间
贮存
物料
堆比重t/m3
矿槽
物料量t/h
贮存时间h
有效容积m3/个
贮量t/个
矿槽个数
总贮量t
铁精矿
2.2
230
506
8
4048
265
115
除尘灰
1.6
160
256
1
256
～10
25.6
膨润土
0.8
170
136
2
272
3.8
～72
6）混合系统
为保证小宗物料能与精矿充分混匀，设计采用立式强力混合机进行混匀作业。
该混合机的工作原理是靠混合工具部位相向运动使物料也相向运动而互相穿插渗透，达到混匀目的。
采用该设备可以节省电能；减少粘结剂用量；增强生球强度；减少返球量；提高物料均匀度。
按系统能力，设置1台处理能力为400t/h混合机。
混合后的物料用胶带运输机运至造球室。
7）造球系统
造球是球团工艺中一个十分重要环节，生球质量好坏直接影响球团焙烧工艺正常进行和成品球质量，设计中充分考虑了影响造球的诸多因素，如给料量、加水方式、自动控制水平等，并对造球设备进行优化设计。
采用9台Ф6.0m圆盘造球机。
经混合后的混合料用胶带机运至造球室混合料矿槽，矿槽贮存时间为4小时，矿槽均设有称重料位计，槽下设备采用调速圆盘给料机和皮带秤，造球机的给料量可按设定值自动控制。
每个造球机进料溜槽配有疏料器，将压实的混合料疏松后再布料。
造球机转速可调，倾角可调。
在造球过程中添加0.5～1.0%的水，以使混合料水分达到造球最佳值。
实践证明造球过程中加适量的水利于成球。
每台造球机对应1台辊式筛分机，筛出-9mm及+16mm不合格生球。
生球返料经胶带机给至生球粉碎机，粉碎后返回重新造球。
8）布料系统
布料系统与造球系统相对应。
造球机产出的生球经辊式筛分机筛除-9mm和+16mm粒级后，由摆动胶带机布到宽胶带机上，再由宽胶带机布到辊式筛分布料机上，筛出-5mm粒级后均匀布到链篦机篦床上。
链篦机受料端篦板上方设有自动测料位装置，通过自动调节链篦机运行速度来保证链篦机规定料厚。
生球料层厚度约200mm。
辊式筛分布料机筛出的-5mm不合格小球运到造球系统返料胶带机上，再经生球粉碎机粉碎后返回造球。
9）生球干燥与预热系统
生球干燥与预热在链篦机上完成。
干燥预热分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段、预热II段。
（1）鼓风干燥段
生球在鼓风干燥段内用～200℃的干燥气流进行干燥，除去生球附着水，同时可以避免下部生球过湿。
鼓风干燥用热气流来自环冷机第三冷却段通过风机和管路系统送往鼓风干燥段，并设冷风兑入阀，以使鼓风干燥风温度控制在200℃左右，热风流由风机入口导板控制，以保护链篦机风箱恒压。
从料层出来的热废气，通过电除尘器除尘后由风机送往主烟囱排入大气。
为防止鼓风干燥段上部炉罩结露，在预热段送往抽风干燥段的管路上接一个支管与鼓风干燥段上部炉罩连接，并用阀门控制，当鼓风干燥段上部炉罩废气温度低于露点温度时自动兑入热废气，使其保证在露点温度以上。
（2）抽风干燥段
抽风干燥段采用来自预热II段近400℃回收热废气对料层进行干燥，使生球脱水、干燥，并可以承受预热I段600℃以上温度。
（3）预热I段
预热I段主要工艺作用是加热、升温和氧化，球团内化学水及碳酸盐开始分解，主要热源为来自环冷机二
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