2×450m3高爐及2×25000kVA礦熱爐項目節(jié)能專篇（節(jié)能報告甲級資質優(yōu)秀報告）

某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 節(jié) 能 專 篇 某某 工業(yè)建筑設計研究院 二 九年 十二 月 某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 節(jié) 能 專 篇 院 長 ： 副院長、總工程師 ： 項 目 負 責人 ： 某某 工業(yè)建筑設計研究院 二 九年 十二 月 主 要 編 制 人 員 目 錄 引言 . - 1 - 第一章 用能標準和節(jié)能規(guī)范 . - 9 - 1.1 國家節(jié)能政策法規(guī) . - 9 - 1.2 工業(yè)類相關標準和規(guī)范 . - 9 - 1.3 建筑類相關標準和規(guī)范 . - 11 - 1.4 其他設計資料 . - 11 - 第二章 能源供應狀況 . - 12 - 第三章 能源消耗狀況 . - 14 - 3.1 工藝簡述 . - 14 - 3.2 能源消耗 . - 28 - 3.3 高能耗單元能耗分析 . - 30 - 3.4 爐氣利用 . - 32 - 3.5 能源平衡分析 . - 32 - 第四章 能源消耗指標分析 . - 34 - 4.1 能源消耗指標比較 . - 34 - 4.2 能源投入產出效率 . - 35 - 第五章 節(jié)能措施和效果分析 . - 37 - 5.1 工藝技術節(jié)能措施和效果分析 . - 37 - 5.2 建筑、結構節(jié)能措施和效果分析 . - 40 - 5.3 電氣儀表節(jié)能措施和效果分析 . - 41 - 5.4 給水排水節(jié)能措施和效果分析 . - 45 - 第六章 結論和建議 . - 46 - 6.1 結論 . - 46 - 6.2 建議 . - 46 - 附圖： 1、 高爐錳鐵能源平衡圖 (全年） 2、 鎳 鉻鐵合金能源平衡圖 (全年） - 1 - 引言 根據國務院關于加強節(jié)能工作的決定（國發(fā) 200628 號）、國家發(fā)展改革委員會關于加強固定資產投資項目節(jié)能評估和審查工作的通知的要求，特編制 某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 節(jié)能專篇。 我國人口眾多，能源資源相對不足，人均擁有量遠低于世界平均水平。由于我國正處在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加快發(fā)展階段，能源消耗強度較高，消費規(guī)模不斷擴大，特別是高投入、高消耗、高污染的粗放型經濟增長方式，加劇了能源供求矛盾和環(huán)境污染狀況。能源問題已經成為制約經濟和 社會發(fā)展的重要因素，要從戰(zhàn)略和全局的高度，充分認識做好能源工作的重要性，高度重視能源安全，實現能源的可持續(xù)發(fā)展。解決我國能源問題，根本出路是堅持開發(fā)與節(jié)約并舉、節(jié)約優(yōu)先的方針，大力推進節(jié)能降耗，提高能源利用效率。節(jié)能是緩解能源約束，減輕環(huán)境壓力，保障經濟安全，實現全面建設小康社會目標和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，體現了科學發(fā)展觀的本質要求，是一項長期的戰(zhàn)略任務，必須擺在更加突出的戰(zhàn)略位置。 我國節(jié)能 主要目標：到“十一五”期末，萬元國內生產總值（按 2005年價格計算）能耗下降到 0.98 噸標準煤，比“十五”期末降低 20%左右，平均年節(jié)能率為 4.4%。重點行業(yè)主要產品單位能耗總體達到或接近本世紀初國際先進水平。初步建立起與社會主義市場經濟體制相適應的比較完善的節(jié)能法規(guī)和標準體系、政策保障體系、技術支撐體系、監(jiān)督管理體系，形成市場主體自覺節(jié)能的機制。 中華人民共和國清潔生產促進法 指出： 國家鼓勵和促進清潔生產 。即 不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕 - 2 - 或者消除對人類健康和環(huán) 境的危害。 某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 能源購入總量： 409545817 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 氣發(fā)電 )，實際購入能源總量為 403705609 kgce/a。其中 高爐錳鐵 項目 能源購入總量：323529809 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 氣發(fā)電 )，實際購入能源總量為 317689601 kgce/a；總有效能： 178440573 kgce/a；項目能源利用率： 55.15 ； 鎳鉻鐵合金項目能源購入總量： 86016008 kgce/a；總有效能： 36525976 kgce/a；項目能源利用率： 42.46。 鐵合金單位產品能源消耗限額規(guī)定新建鐵合金生產企業(yè)單位高爐錳鐵能耗 準入 值為：焦炭 1320kg/t，綜合能耗 1220kgce/t；先進值為：焦炭 1280kg/t，綜合能耗 1180kgce/t。 本項目高爐錳鐵焦炭消耗量為1030kg/t，綜合能耗為 1126kgce/t，達到 行業(yè) 先進水平 ， 錳回收率為 83%。給水復用率為 95.6%； 鎳鉻鐵合金的 焦炭消耗量為 484kg/t，綜合能耗為 782 kgce/t， 給 水復用率為 98.6%。 一、 項目背景 1、 項目名稱、建設性質 項目名稱： 某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 建設性質：新建 建設規(guī)模：年產高爐錳鐵 28.215 萬噸，鎳鉻鐵合金 11 萬噸 建設地點： 某某 市江州區(qū)新和鎮(zhèn) 某某 市華僑經濟管理區(qū)錳鋁集中加工區(qū) 承辦單位： 某某 礦業(yè)有限公司 企業(yè)性質：有限公司 法人代表： 陳躍飛 - 3 - 二 、企業(yè)概況 某某某某 礦業(yè)有限公司，公司總部注冊地位于 某某 南寧市，是一 家 專門經營礦產開發(fā)和冶煉加工的企業(yè)。公司在貴州、云南、 某某 等地都有礦山和冶煉 企業(yè) ，公司擬在 某某 市 錳鋁集中加工區(qū) 內建設 2 450m3 高爐及 2 25000kVA礦熱爐項目 。 三 、項目概況 預期目標：采用國內先進技術設備和工藝流程，合理配套環(huán)保設施，符合國家節(jié)能減排技術要求。高爐錳鐵質量符合國家標準 GB/T3795-1996要求，鎳鉻鐵合金質量符合 供應 廠家的質量要求。 項目總投資 74760.98 萬元， 其中： 固定資產 投資 51899.13 萬元 ，流動資金 22861.85 萬元。 資金來源：企業(yè)自籌 100%。 項目建成投產后，每年可生產 高爐錳鐵 （ FeMn68） 282150t、 鎳鉻鐵合金 110000t、附產水淬渣 1284300t，同時利用高爐煤氣發(fā)電 47520k-kWh，年均 銷售收入 205188.41萬元， 年均利潤總額 14160.12 萬元，年均凈利潤10620.09 萬元，平均每年向當地稅務部門上繳價外增值稅 6380 萬元、上繳稅金附加 701.8萬元、上繳所得稅 3540.03萬元。項目總投資收益率 18.94%，投資利稅率 28.41%，全部投資回收期稅 前 為 3.75 年（含建設工期 3 年 ） 、稅后為 5.1 年（含建設工期 3 年 ）； 財務內部收益率 稅前為 41.61%、稅后為28.93%， 均 大于基準收益率 13%。項目經濟效益顯著，有 一定 的抗 風險能力。 項目經濟效益顯著，盈虧平衡點低，以生產能力利用率計為 63.83%，有較強的抗風險能力。 1、 建設項目的主要內容 項目的主要內容： 在 某某 市江州區(qū)新和鎮(zhèn) 錳鋁集中加工區(qū) 新征土地442.2 畝；新建 2臺 450m3高爐、兩臺 50m2燒結機、兩臺 25000kVA礦熱爐、6000kW 高爐煤氣發(fā)電機組，配套建設生產廠房及公用設施建筑面 積 - 4 - 80959.01 平方米；新增高爐錳 鐵、鎳鉻鐵合金生產線；形成年產高爐錳鐵28.215 萬噸、鎳鉻鐵合金 11 萬噸的生產能力。 2、 建設條件 （ 1）資源條件 某某 區(qū)內豐富的錳礦資源， 某某 地區(qū)具有鐵路和公路的優(yōu)越運輸條件，國內外供應的礦石、焦炭、螢石、生石灰等原材料均由火車站或原料產地采用汽車倒運至廠內。 某某 市 主要礦藏有錳、鐵、膨潤土、稀土礦、鉛鋅礦 、鋁土礦 等 40余種，其中錳礦儲量 1.49 億噸，居全國之首，被譽為中國的 “ 錳都 ” 。 （ 2）市場條件 錳鐵和錳硅合金是鐵合金中最主要的品種，也是用途最廣、消耗最多的品種，其需求量占鐵合金總產量的 50%以上。國外發(fā)達國家平均每噸鋼消耗鐵合金約 30 公斤，我國目前約 13 22 公斤。鐵合金市場與鋼鐵工業(yè)緊密關聯(lián)，并隨鋼鐵工業(yè)發(fā)展壯大。 鎳鉻鐵合金是冶煉不銹鋼 的較好原料，一般是以氧化鎳礦、氧化鉻礦為原料用熱爐冶煉而成。鎳鉻鐵合金表面抗氧化性好，并且在高溫下有較高的強度，有良好的加工性能及可焊性。 2008年全球不銹鋼市場呈現先揚后抑走勢，雖然年初國際不銹鋼價格繼續(xù) 2007年下半年的頹勢，但由于鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展， 2008 年上半年不銹鋼消費需求仍較 2007 年呈現穩(wěn)定增長態(tài)勢。 預測 2009 年全球不銹鋼產量將下降至 2340 萬噸，但高品質高質量不銹鋼產量將有所增長。 （ 3）供水條件 根據建設單位與 華僑經濟管理區(qū) 管委會 的 協(xié)議，外部給水由 華僑經濟管理區(qū) 統(tǒng)一規(guī)劃建設， 本頂目新 水 直接從 華僑經濟管理區(qū)供 水管網取用。 （ 4）供電條件 本項目電源擬引自新和鎮(zhèn) 110KV 變電站，距廠區(qū)距離約 5km，供電質量 - 5 - 可靠。 （ 5）交通、區(qū)位條件 該地位于 某某 市江州區(qū)新和鎮(zhèn)， 某某 市位于 某某 西南部，左江上游，地理座標是東經 107 6 23至 107 47 23，北緯 22 9 34至 2254 18之間， 地處華南經濟圈、西南經濟圈和東盟經濟圈交匯的中心地帶及 “ 南寧 某某 憑祥 -諒山 河內 海防 廣寧經濟走廊 ” 的大通道上，處在南寧 新加坡經濟走廓的關節(jié)點，泛珠三角經濟發(fā)達地區(qū)東部和東盟經濟圈的北部、海 上東盟和陸上東盟的聯(lián)結交匯點，縱貫南北，連接東西，呈現出一個 “ 十字型 ” 的經濟帶 。 2003 年成立， 現 轄江州區(qū) 、 扶綏縣、大新縣、天等縣、寧明縣、龍州縣 和 憑祥市 （ 縣級 ） 。 共 有 4個縣（市）與越南接壤，邊境線長 533公里， 擁 有國家一類口岸 3個，二類口岸 4個，邊民互市貿易點 13個。 全市土地面積 1.73萬平方公里，總人口 233 萬人，以壯族為主的少數民族人口占總人口的 88.6%。 國務院批準成立北部灣（ 某某 ）經濟區(qū)，納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。 某某 市被列為北部灣（ 某某 ）經濟區(qū) 4+2 范圍。 某某 市沿邊近海連東盟，交通便利，區(qū)位優(yōu)勢明顯 。市區(qū)距首府南寧 110 公里，距越南首都河內 250 公里，境內有湘桂鐵路、南友高速公路 （南寧至友誼關） 經過， 可 與越南鐵路、一號公路相接，可達越南、老撾、柬埔寨、泰國、緬甸、馬來西亞和新加坡等 7 個國家 。是 某某 乃至 中國通往東盟最便捷的陸路通道。隨著 某某 至欽州高速公路的 納入 建設 計劃 ，通過欽州、防城港海上可達世界各國，呈現出既可承接發(fā)達地區(qū)產業(yè)轉移，又可多方向經濟輻射的 “ 扇型 ” 經濟輻射發(fā)展狀態(tài)。 在水運方面，左江可通航 500-1000噸，上可抵越南，下可達粵港澳。在航空運輸方面，與 南寧國際機場相距僅 90 公里 。隨著 泛亞鐵路東線 、 大湄公河次區(qū)域公路東線以及寧明軍民兩用機場等項目建成 投入使 - 6 - 用 ， 某某 市將成為中國通往東盟的海、陸、空立體大通道和前沿城市。 （ 6）技術條件 公司長期 經營礦產開發(fā)和冶煉加工 。 某某 市 已形成擁有錳礦石、電解金屬錳、電解 二氧化錳、硫酸錳、錳系鐵合金、富錳渣等系列產品的錳金屬產業(yè)鏈，技術人才充足，公司可引進相關技術與人才組織生產。 （ 7）工藝技術優(yōu)勢 與同行業(yè)相比，本高爐錳鐵項目采用了噴吹煤粉技術。通過噴吹煤粉技術，可以促進中心氣流的發(fā)展，活躍爐缸，相應提高了爐缸溫度。更重要的是由于錳鐵高爐冶煉負荷輕、焦比高，噴 吹煤粉對降低焦比效果顯著。 （ 8） 環(huán)境保護及投入 遵循我國環(huán)境保護法的規(guī)定，本工程項目實施 “ 三同時 ” 的原則， 制定 了環(huán)境保護治理措施。 主要污染源、污染物 高爐錳鐵生產 主要污染源、污染物為：高爐出渣、出鐵時產生大量的煙氣和粉塵、高爐倉下供配料時各揚塵點產生大量粉塵、高爐倉下上料皮帶機往料車倒料時產生的灰塵、布袋除塵器過濾下來的灰塵、高爐產生的大量爐渣理、高爐排放大量煤氣、重力除塵器除下的灰塵 、噴煤收塵的余氣 ， 噪聲污染主要來自風機、排風閥及風機進、出口處。 燒結機主要污染源、污染物有：燒結礦配料時各揚塵點產 生的大量粉塵、燒結機頭部產生的煙氣和粉塵、燒結機尾破碎和篩分產生的大量粉塵、 燒結抽風機和除塵風機帶來的噪音。 鎳鉻鐵合金生產主要污染源、污染物為：配料站配加料、爐頂加料產生的粉塵；密閉式電爐在冶煉過程中產生的爐氣，出爐口的煙塵 、回轉窯產生的煙氣 和爐渣等；除塵風機、空壓機、各類泵及原料和成品加工過程中產生的噪聲等。 - 7 - 治理措施 高爐煤氣的煤氣產生量為 189000m3/h。在重力除塵器后采用外濾式布袋除塵器處理煤氣，除塵后的凈煤氣含塵量 10mg Nm3。凈煤氣除高爐熱風爐自用外，其余部分用于燒結、噴煤 、鍋爐 和 6000kW發(fā)電機組等。 鎳鉻鐵合金電爐的爐氣排氣量： 7500Nm3 /h.臺 ， 爐氣溫度 600-700 C，最高不超過 900 C，含塵量： 80-120g/ Nm3，主要成分為 CO。 本項目電爐爐氣 凈化采用沉降室布袋除塵器。 除塵后爐氣送回轉窯 燒結 。 高爐 、 燒結機 、礦熱爐 、回轉窯 產生的煙氣經收塵后排放，收集的粉塵燒結回用。 本裝置的廢水主要為 高爐爐體冷卻 、鼓風機冷卻、熱風爐冷卻、鑄鐵機冷卻、鑄鐵機冷卻用水、 電爐 冷卻水 、變壓器 冷卻水 、回轉窯冷卻水 等，為 凈廢水 。 凈廢水經 冷卻塔或旁慮器過濾后循環(huán)使用，為了保持水質穩(wěn) 定，有少量 凈廢水作為爐氣除塵的補充水，而不外排 。 鍋爐用水為循環(huán)用水 。生活污水則經處理后排放或用作綠化用水 。 高爐產生的渣量共 564300t/a（干渣量）， 礦熱爐產生的渣量共 720000（干渣量），均送往公司的粉末站 加工， 作為制作水泥的原料 外售 。 對噪聲污染進行有效的控制與治理，其中廠區(qū)邊界噪聲符合工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準中的 類標準。 （ 10） 衛(wèi)生、安全 衛(wèi)生 針對生產過程中可能產生的危險、危害因素，采取了相應的防范措施，符合有關標準及規(guī)范的要求，能夠保證操作人員在符合職業(yè)衛(wèi)生規(guī)定條件下工作。經采取措施后 ，本項目操作場所及崗位空氣中的含塵濃度、工作場所的室內溫度以及噪聲均可滿足有關規(guī)定和規(guī)范的要求。職業(yè)衛(wèi)生設施完善，企業(yè)組織員工定期體檢排“ Mn” ，防止 “Mn” 中毒，可達到 “ 保證 - 8 - 文明生產，保護職工身心健康 ” 的目的。 安全 針對該項目存在的不安全因素，采取了相應的防范措施，符合有關規(guī)定和規(guī)范的要求，能夠保證員工在符合職業(yè)安全規(guī)定的條件下工作。經采取措施，可以避免火災、爆炸事故等危害發(fā)生，并減少其它事故的發(fā)生，一旦出現事故，即可采取相應的備用或應急措施，將事故可能造成的損失降低到較低程度。通過企業(yè)加強管理，操作 人員嚴格遵守操作規(guī)程，杜絕違章作業(yè)，工人的人身安全及健康將得到保障，可達到預期目的。 綜上所述，項目建設及生產加工條件基本具備，為項目的順利實施，奠定了堅實的基礎。 3、 項目行業(yè)準入條件分析 該項目不屬于產業(yè)結構調整指導目錄（ 2005 年本）中鼓勵類、淘汰類及限制類項目，屬于允許類國內投資項目。 根據國家發(fā)展和改革委員會關于鐵合金行業(yè)準入條件 08 年修訂版對高爐及高爐錳鐵、礦熱電爐的準入規(guī)定： （ 1） 工藝與裝備 錳鐵高爐容積為 300 立方米及以上；礦熱電爐容量為 25000kVA 及以上，變壓器選用有載電動 多級調壓的三相或三個單相節(jié)能型設備，生產工藝操作機械化和自動化。 鐵合金行業(yè)準入條件規(guī)定主要鐵合金產品單位冶煉電耗：高爐錳鐵焦比不高于 1320kg/t。 （ 2） 資源消耗 主元素回收率：高爐錳鐵 Mn 82%。 水循環(huán)利用率 95%以上。 - 9 - 第一章 用能標準和節(jié)能規(guī)范 1.1 國家節(jié)能政策法規(guī) 1.1.1 相關法律法規(guī)和規(guī)劃 1.中華人民共和國節(jié)約能源法 2.中華人民共和國可再生能源法 3.中華人民共和國電力法 4.中華人民共和國建筑法 5.中華人民共和國清潔生產促進法 6.清潔生產審核暫行辦法（ 國家發(fā)展改革委、國家環(huán)保總局令第 16 號） 7.重點用能單位節(jié)能管理辦法（原國家經貿委令第 7號） 8.節(jié)能中長期專項規(guī)劃（發(fā)改環(huán)資【 2004】 2505 號） 1.1.2 產業(yè)政策和準入條件 1.國務院關于發(fā)布促進產業(yè)結構調整暫行規(guī)定的通知（國發(fā)【 2005】40號） 2.產業(yè)結構調整指導目錄（ 2005 年本） (國家發(fā)改委令第 40號 ) 3.中國節(jié)能技術政策大綱（計交能【 1996】 905 號） 4.國家發(fā)展與改革委員會鐵合金行業(yè)準入條件 （ 2008年修訂 ） 5.國家鼓勵發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護技術 (國家發(fā) 改委2005第 65 號 ) 1.2 工業(yè)類相關標準和規(guī)范 1.2.1管理及設計方面的標準和規(guī)范 1.工業(yè)企業(yè)能源管理導則 GB/T 15587-1995 2.機械行業(yè)節(jié)能設計規(guī)范 JBJ 14-2004 3.工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范 GB50264 1997 - 10 - 4.工業(yè)設備及管道絕熱工程質量檢驗評定標準 GB 50185-1993 5.鋼鐵企業(yè)設計節(jié)能技術規(guī)定（ YB9051-98） 1.2.2 產品能耗定（限）額方面的標準 鐵合金單位產品能源消耗限額 （ GB 21341-2008） 1.2.3 合理用能方面的標準 1.評價企業(yè)合理用電技術導則 GB/T3485-1998 2.評價企業(yè)合理用熱技術導則 GB/T3486-1993 3.蒸汽供熱系統(tǒng)凝結水回收及蒸汽疏水閥技術管理要求 GB/T 12712-1991 4.設備及管道保溫保冷技術通則 GB/T11790-1996 5.設備及管道保溫保冷設計導則 GB/T15586-1995 6.設備及 管道保冷效果的測試與評價 GB/T 16617-1996 7.設備及管道保溫效果的測試與評價 GB/T 8174-1987 8.節(jié)電措施經濟效益計算與評價 GB/T13471-1992 9.工業(yè)爐窯保溫技術通則 GB/T16618-1996 10.工業(yè)鍋爐及火焰加熱爐煙氣余熱資源量計算方法與利用導則 GB/T 17719-1999 1.2.4 工業(yè)設備能效方面的標準 1.清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值 GB 19762-2007 2.中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值 GB 18613-2002 3.容積式空氣壓縮機能效限定值及節(jié)能評價值 GB 19153-2003 4.三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值 GB 20052-2006 5.通風機能效限定值及節(jié)能評價值 GB 19761-2005 6.工業(yè)燃料加熱裝置能耗限值 JC 569-1994 - 11 - 1.3 建筑類相關標準和規(guī)范 1.公共建筑節(jié)能設計標準 GB50189-2005 2.綠色建筑評價標準 GB/T50378-2006 3.綠色建筑技術導則 (建科【 2005】 199 號 ) 4.夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準 JCJ75-2003 5.采 暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 GB50019-2003 6.通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范 GB50243-2002 7.民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范 GB50364-2005 8.民用建筑熱工設計規(guī)范 GB50176-93 9.建筑照明設計標準 GB50034-2004 10.建筑采光設計標準 GB/T 50033-2001 11.空調通風系統(tǒng)運行管理規(guī)范 GB50365-2005 1.4 其他設計資料 1.某某 礦業(yè)有限公司 與 某某 工業(yè)建筑設計研究院簽訂的協(xié)議書； 2.某某 礦業(yè)有限公司 提供的各種設計原始資料。 - 12 - 第二章 能源供應狀況 廠區(qū) 位于 某某 市 江州區(qū)錳鋁 集中 加工區(qū) 。 錳鋁 集中 加工區(qū)位于 某某 市區(qū)西北 18km， 某某 市江州區(qū)新和鎮(zhèn)區(qū)東南 5km。 廠區(qū)附近有 某某 市經新和鎮(zhèn)至大新的二級公路 ， 從規(guī)劃工業(yè)區(qū)的西面經過 ， 一條從公路接進的工業(yè)區(qū)道路正在建設中。 某某 地處通往東盟各國的大陸橋上，具有沿邊、沿高速、沿鐵路、鄰首府的 區(qū)位 優(yōu)勢 ， 交通條件十分便利。 本項目建設 2 臺 450m3高爐、 2 臺 25000kVA礦熱電爐 ， 設計規(guī)模為 年產高爐錳鐵 28.215 萬噸，鎳鉻鐵合金 11 萬噸 。項目在生產過程中消耗的能源品種有：焦炭、 煤、 電力、 壓縮空 氣、 氮氣、 生產用水。 高爐錳鐵年耗電量為 101009700 kWh，鎳鉻鐵合金年耗電量為320100000 kWh， 由新和鎮(zhèn) 110kV 變電站，距廠區(qū)距離約 5km，供電質量可靠 。 焦炭來自貴州 。 目前，我國焦炭市場處于供大于求的狀況，業(yè)主已到貴州進行行情調查，初步達成了從貴州六盤水購買焦炭的意向。 高爐錳鐵生產消耗焦炭 290614.5t/a， 鎳鉻鐵合金生產消耗焦炭 53241 t/a。焦炭用汽車運至廠內。 高爐噴煤用量為 59251.5 t/a，可從貴州購入，用火車運至欽州火車站，再用汽車運至廠內。 總用水量為 270342m3/d，其中新水 8650 m3/d，循環(huán)用水 261692 m3/d。本項目位于 某某 市華僑經濟管理區(qū)錳鋁集中加工區(qū)內， 根據建設單位與 華僑經濟管理區(qū) 管委會 的 協(xié)議，外部給水由 華僑經濟管理區(qū) 統(tǒng)一規(guī)劃建設，本頂目新 水直接從 華僑經濟管理區(qū)供 水管網取用 。 本項目設有制氮機，氮氣可自給。 壓縮空氣由空壓機供給。 由于氮氣、壓縮空氣均為自制，消耗的能源已計入電耗及水耗，故不作為購入能源計 - 13 - 算。 本項目高爐生產使用了蒸汽，耗的能源已計入電耗及水耗，故不作為購入能源計算。 - 14 - 第三章 能源消耗狀況 3.1 工藝簡述 3.1.1 高爐錳鐵生產工藝簡述 3.1.1.1 工藝過程 高爐錳鐵的冶煉是以碳作發(fā)熱劑和還原劑，在高爐中將錳和鐵的氧化物還原，生成錳鐵、爐渣和煤氣的一系列復雜物理化學過程。其生產工藝見圖 3-1。 錳鐵高爐 （ 以下稱高爐）冶煉 用的焦炭、錳礦、熔劑在原料場和燒結廠加工處理合格后，用皮帶機運至料倉貯存使用。 各種爐料在倉下經二次篩分、計量后，按程序由倉下皮帶機送到高爐料坑，由料車將爐料送至爐頂加入爐內進行冶煉。 高爐冶煉的熱源主要來源于焦炭和煤粉的燃燒。各種原料在爐內進行復雜的理化反應。 高爐冶煉用風由鼓風機站供給， 冷風經熱風爐加熱后送入高爐。 高爐冶煉主要產品是錳鐵，副產品為煤氣、爐渣、爐塵等。 高爐生產的鐵水用鐵水罐拉至鑄鐵機進行鑄塊。 高爐煤氣經除塵、凈化后一部分供熱風爐燒爐，余下部分供燒結機、噴煤 、鍋爐 和 6000kW 發(fā)電機組作燃料 。 高爐爐渣在爐前進行沖制水渣，水渣送至本廠的粉末站制作水泥的原料。 高爐產生的各種粉料、重力除塵灰、煤氣除塵灰拉到燒結廠進行配料燒結。 3.1.1.2 技術裝備特點 1、高爐內型擬定尺寸 依據原料、燃料的特點，其它廠家高爐生產實踐，本次設計高爐的內 - 15 - 型尺寸擬定參數見表 3 1。 表 3 1 高爐內型擬定尺寸 表 序號 項 目 名 稱 單 位 數 值 備 注 1 高爐有效容積 Vu m3 450 2 高爐有效高度 Hu mm 19270 3 爐缸直徑 d mm 5400 4 爐腰直徑 D mm 6300 5 爐喉直徑 d1 mm 4400 6 爐缸高度 h1 mm 3100 7 爐腹高度 h2 mm 2800 8 爐腰高度 h3 mm 1400 9 爐身高度 h4 mm 10300 10 爐喉高度 h5 mm 1670 11 爐腹角 度 80 52 11 12 爐身角 度 84 43 49 13 風口數量 fn 個 14 14 擋料閥直徑 mm 600 15 上密封閥直徑 mm 700 16 下密封閥直徑 mm 650 17 死鐵層深度 h0 mm 750 18 高徑比 Hu D 3.058 - 16 - 2、 高爐主要冶煉指標 表 3 2 2 450m3錳鐵高爐主要冶煉指標預測 表 序號 指標名稱 單位 指標數值 備注 1 高爐有效容積 m3 2 450 2 高爐利用系數 t m3.d 0.95 3 綜合冶煉強度 t m3.d 1.52 4 入爐焦比 kg t 1030 5 入爐煤比 kg t 210 6 風溫 1100 1150 7 熟料率 % 100 8 入爐礦石品位 (Mn含量 ) % 42.9 9 年工作日 天 330 10 年錳鐵產量 萬 t 28.215 11 年渣產量 萬 t 56.43 12 錳金屬回收率 83 13 爐頂壓力 MPa 0.08 0.10 3、爐體結構 高爐采用自立式框架結構，爐缸設一個鐵口、兩個渣口、 14個 風口。 高爐內依據爐體各部位不同的冶煉狀態(tài)，選用不同材料，確保高爐安全生產。高爐爐底采用半石墨質焙燒炭塊爐底，爐缸采用陶瓷杯，其他部位采用燒成微孔鋁炭磚等優(yōu)良材料，配以高質量的高鋁磚和磷酸浸漬粘土磚。 4、 冷卻方式 爐底采用水冷爐底。 - 17 - 高爐爐體冷卻壁共設十層，三層冷卻壁材質為低鉻鑄鐵，七層冷卻壁材質為球磨鑄鐵。冷卻壁和熱風閥的冷卻方式采用軟水密閉循環(huán)技術，風、渣口和其他冷卻設備的冷卻方式為工業(yè)水冷卻。 5、 爐頂 高爐爐頂裝料設備采用 WZ C 型串罐式無料鐘爐頂裝料設備。這是我國生產的無料鐘爐頂設備，自 2000 年三明鋼鐵廠第一座 380m3高爐使用以來，目前投入生產的高爐已有 200 多座。承德鋼鐵公司和柳州鋼鐵公司分別運用在 1260m3和 1250m3高爐上，目前均已投產兩年多，運行良好。 450m3高爐采用 WZ 450 型無料鐘爐頂。 6、 爐頂采用小高壓操作技術，預測爐頂壓力為 0.08 0.10Mpa。 7、 上料、供料系統(tǒng) 高爐設 10 個容積為 195 m3高位料倉，其中 6 個倉為燒結礦、球團礦和富塊礦， 3 個倉為焦炭，一個倉為石灰石，倉頂設兩條皮帶機和配套卸料小車。 倉下各種原燃料采用電子秤，分散稱量，并設計算機自動補償 設施，各種爐料由倉下皮帶機送到料坑。 高爐上料系統(tǒng)采用雙料車上料， 450m3高爐料車有效容積為 3.8m3。 8、 除塵系統(tǒng) 倉上、倉下各揚塵點及高爐料坑、出鐵口、撇渣器、鐵水罐上方均設抽風除塵設施，擬定處理方式：分散收集、集中處理、達標排放。 9、 風口平臺 風口平臺為鋼筋砼框架結構，斜橋中間支承基礎設在風口平臺上。 10、 出鐵場 結構：出鐵場擬定為毛石砼結構，圍墻內用河沙和回填土填充。 450m3高爐出鐵場跨度為 18m，設 Q=16t 3.2t， LK=16.5m 雙鉤橋式起重機一臺， - 18 - 出鐵棚采用大角度、雙層天窗 結構。此結構不但通風良好，屋頂不易積灰。 450m3高爐出鐵場 一 側設 4 個鐵水罐位， 另一 側為爐前水力沖渣。 鐵水罐運行及鐵水處理： 鑄鐵機系統(tǒng)按 35t 鐵水罐設計，用小內燃機車牽引將鐵水罐車拉到鑄鐵機鑄塊。鑄鐵機為兩座高爐共用，選用兩臺 50m 雙帶滾輪固定式鑄鐵機，生產能力 240t/h。 11、 熱風爐系統(tǒng) 高爐采用四座頂燃式球式熱風爐，熱風爐采用懸鏈線拱頂，助燃空氣進行預熱。熱風爐各孔口不同部位采用不同材質的組合磚砌筑，建一座高60m 的砼煙囪。 熱風爐參數見表 3-3。 表 3 3 高爐熱風爐擬定工藝參數 序號 名 稱 單位 數 量 備 注 1 熱風爐座數 座 4 2 熱風爐爐殼直徑 mm 8550 7310 上下 3 熱風爐全高 m 20.64 4 高徑比 2.414 5 燃燒室有效斷面積 m2 40.6 頂燃式 6 蓄熱室有效斷面積 m2 30.68 7 球床高度 m 7.5 上部 40球 m 4.0 下部 60球 m 3.5 8 每座熱風爐裝球量 t 430 9 一座熱風爐蓄熱面積 m2 19380 10 四座熱風爐總蓄熱面積 m2 77520 11 單位爐容占有蓄熱面積 m2 m3 172 - 19 - 序號 名 稱 單位 數 量 備 注 12 廢氣溫度 350 13 助燃空氣預熱溫度 150 200 12、煤氣除塵、凈化系統(tǒng) 荒煤氣除塵采用重力除塵器，重力除塵器內徑為 9000mm，煤氣出口流速 0.68 s,下部放灰口設加濕攪拌機。 煤氣凈化采用八十年代發(fā)展起來的布袋除塵器，過濾形式為外濾式，反吹采用氮氣低壓脈沖閉路反吹 ，沒有對空排放形成的二次污染。 450m3錳鐵高爐設 12 個箱體，凈化后的煤氣含塵量 10mg Nm3。 布袋除塵器采用高架式除灰、卸灰方式。卸灰系統(tǒng)由雙球閥、中間灰斗、葉輪給料機和埋刮板輸送機等構成。 3.1.1.3 新技術應用 為了獲得良好的技術經濟指標，并達到高爐連續(xù)生產 10年以上不進行中修的目標，高爐采用如下新工藝、新技術： 高爐爐缸內襯采用陶瓷杯技術，爐底采用半石墨質焙燒炭塊，風冷爐底。爐體其它部位相應選用質地優(yōu)良的耐火材料，如炭化硅磚、燒成微孔鋁炭磚、高鋁磚、噴涂等技術。 爐頂采用小高壓操 作技術。爐頂壓力 0.08 0.10MPa。 爐頂設備采用無料鐘液壓爐頂裝料設備。 高爐、熱風爐重要工藝孔道采用組合磚砌筑技術。 熱風爐采用頂燃式，熱風爐拱頂采用懸鏈線拱頂，并選用高溫低蠕變耐火磚。 高爐冷卻壁采用壁體測溫技術。 上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)采用計算機控制。 - 20 - 熱風爐所有閥門采用液壓傳動，由計算機控制自動換爐。 去掉二次儀表，冶煉中的各種工藝參數用計算機畫面顯示。 熱風爐采用預熱回收技術，利用煙道廢氣預熱助燃空氣。 煤氣凈化采用外濾式布袋除塵器，反吹采用氮氣低壓脈沖閉路 反吹技術。 爐前采用矮式改進型液壓泥炮、液壓開鐵口機和液壓堵渣機。 采用工業(yè)電視監(jiān)視技術。 采用濃相輸送噴煤技術。 - 21 - 圖 3-1 高爐錳鐵工藝流程圖 冷卻水 倉頂運焦皮帶 倉頂運礦皮帶 鼓風機 助燃風機 凈煤氣總管 壓縮空氣焦炭貯槽倉下振動篩礦石貯槽倉下振動篩上料皮帶機料坑漏斗4.0m 3料車原煤場磨煤機布袋收粉器噴吹罐煤粉分配器熱風爐 氮壓機重力除塵器布袋除塵器埋刮板機運灰車煤氣管網鐵水罐鑄鐵機鐵庫水渣堆場水渣池粉料斗 稱量漏斗 稱量漏斗 粉料斗450m3 錳鐵高爐篩下篩上篩上篩下爐頂斜橋冷卻壁、風、渣口荒煤氣風口噴槍熱風鐵口渣口小內燃機車外銷外銷去電廠去燒結機凈煤氣開閥門反吹閥門冷卻冷風去燒結機 - 22 - 圖 3-2 高爐噴煤生產工藝流程圖 熱風爐廢氣 助燃風 高爐煤氣煤 場 壓縮空氣煙氣升溫爐 配煤斗 配煤斗稱重給煤機 稱重給煤機原 煤 倉封閉式稱重給煤機中 速 磨布袋收粉器鎖 氣 器煤 粉 篩煤 粉 倉噴吹罐混合器高爐分配器各噴煤槍各 風 口450m3錳鐵高爐煙 囪排煙風機廢氣噴吹流化充壓高溫煙氣5t 抓斗 5t 抓斗流化 - 23 - 圖 3-3 燒結生產工藝流程圖 冷卻風機 焦(煤 )粉 精礦粉 生石灰水 煤氣 助燃風機預熱爐破碎機配 料 地 倉混一皮帶一混合機混二皮帶二混合機混三皮帶50燒 結機單輥破碎機熱 振 篩帶 冷 機成 品 倉篩下返礦送往燒結配料送往高爐鼓風冷卻篩上成品點火器電子秤 - 24 - 3.1.2 鎳鉻鐵合金生產工藝簡述 3.1.2.1 工藝過程 鎳鉻鐵合金是以低品位的鎳礦、鉻礦、焦炭、熔劑石灰石為原料，加于礦熱爐中，于 1500 1800 C 高溫下連續(xù)冶煉，產出鎳鉻鐵合金、爐渣和煤氣的一系列復雜物理化學過程。其生產工藝見圖 3-2。 鎳鉻鐵合金礦熱爐 （以下稱電爐）冶 煉用的焦炭、鎳礦、鉻礦、熔劑在原料場和 回轉窯 加工處理合格后，用皮帶機運至料倉貯存使用。 各種爐料在倉下經二次篩分、計量后，按程序由倉下皮帶機送到電爐料坑，由料車將爐料送至爐頂加入爐內進行冶煉。 電爐冶煉的熱源主要來源于電能及焦炭的燃燒。各種原料在爐內進行復雜的理化反應。 電爐冶煉主要產品是鎳鉻鐵合金，副產品為煤氣、爐渣、爐塵等。 電爐生產的鐵水用鐵水罐拉至鑄鐵機進行鑄塊。 電爐煤氣經除塵、凈化后供回轉窯使用。 電爐爐渣在爐前進行沖制水渣，水渣 外售作為 制作水泥的原料。 電爐產生的各種粉料、重力除塵灰、煤氣除塵灰拉到 回轉窯 進行配料燒結。 3.1.2.2 電爐 技術裝備特點 主體設備擬采用組合把持器結構的 25500kVA 密閉電爐。 1、本工程在吸收了國內外先進技術及自主研發(fā)的基礎上，設計出了國際先進、國內一流的錳硅合金電爐設備，主要有以下先進的技術： a) 采用大容量的電爐，產能大，勞動定員少； b) 精確的稱量配料技術，精度可達 3/1000； c) 組合電極柱技術，大大延長了電極的使用壽命及提高了電極的焙制效果； - 25 - d) 環(huán)行加料機技術，提高了原料輸送的自動化程度，有效地解決 了爐爐頂加料難及環(huán)保問題； e) 密封爐蓋技術，使電爐爐內高溫爐氣得到了很好的密封，提高了爐氣中 CO 的純度，以便爐氣更好地利用； f) 高溫爐氣凈化利用技術，使爐氣得以有效利用； g) 電爐全自動控制技術，減少了勞動定員，增加了電爐操作的可靠性； h) 同時，在工程組織實施中，采用研發(fā)、制造、施工、培訓、調試、開 車 指導一體化的形式，確保工程建設中各環(huán)節(jié)緊密配合，以達到生產目標。 2、本工程中組合電極柱式 電 爐有以下主要技術特點： a) 結構簡單，簡化了把持器和壓放裝置機構，使用可靠，重量輕； b) 互換性好， 接觸裝置和壓放裝置可適用于各種不同的直徑的自焙電極； c) 組合把持器接觸電阻小，電效率高，不易與電極殼間打火； d) 電極殼不會變形； e) 電極不會在壓放時失去控制，為高電耗的冶煉工藝增加了電極壓放安全性； f) 由于降低電極的冷卻，因而使電極焙燒位置升高； g) 減少了電極斷損事故； h) 壽命長，普通的銅瓦把持器一般壽命較短，塊式抱閘重且易磨損，而組合式電極柱接觸元件及壓放裝置的壽命可在傳統(tǒng)電極壽命的 5 8倍以上。 3、本工程中 電 爐系統(tǒng)的經濟性有以下幾點： a) 本工程設計總結了國內外電爐設計的經驗 ，并采用最先進的工藝技術，使整體技術更加實用、經濟。采用組合電極柱技術，可使 電 爐關鍵設 - 26 - 備壽命提高 5 8 倍；爐氣經凈 化 后回收利用，直接送用戶點利用，有效地利用了能源； b) 采用三臺單相變壓器，縮短了短網和母線的長度，另外所采用的防磁結構，減少了電能的損耗。 4、本工程中電爐系統(tǒng)的環(huán)保性有以下幾點： a) 原料輸送采用密閉方式，并采用環(huán)行加料機進行爐頂加料，在主要的揚料點設置除塵設備，使原料輸送整潔、干凈； b) 采用密閉的爐型，改善了操作環(huán)境； c) 爐氣凈化后作為燒結燃料使用，能源得到了綜合利用； d)電 爐冷卻采用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，沒有廢液排放； e) 除塵所得粉料 和原料經篩分后所得粉料 ，通過燒結回 爐 進行再利用。 5、本工程中 電 爐系統(tǒng)的安全性有以下幾點： a )電爐采用自動控制，除出爐外，基本無現場操作人員； b)電爐上設有防爆裝置，在爐壓過高時可自動釋放爐壓； c) 一氧化碳爐氣進行回收利用，避免了有毒氣體的排放； d) 采用多級絕緣保護； e) 設置一氧化碳檢測系統(tǒng)及氫氧分析系統(tǒng)，事故狀態(tài)可提前報警； f) 設置了冷卻水系統(tǒng)流量、溫度及壓力顯示，并設爐底熱電偶，可對設備的使用情況進行有效的監(jiān)控。 6、本工 程中電爐有以下綜合利用特點： a) 原料輸送和配料過程中產生的粉塵在排料點設罩撲集殼，配用布袋除塵器，處理后氣體含塵濃度 100mg/Nm3。分離下來的粉塵作為 燒結原料。（按國家有關規(guī)范含塵排放濃度可在 150 mg/Nm3，下同）； b) 密閉電爐爐氣經凈化除塵處理后 ,用作燒結、 回轉窯燃料，實現了 - 27 - 能源的二次利用； 圖 3-4 鎳鉻鐵合金工藝流程圖 - 28 - 3.2 能源消耗 某某 礦業(yè)有限公司 2 450m3高爐及 2 25000kVA 礦熱爐項目 能源購入總量： 409545817 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 氣發(fā)電 )，實際購入能源總量為 403705609 kgce/a。其中高爐錳鐵 項目能源購入總量：323529809 kgce/a，外供能源量： 5840208 kgce/a(煤 氣發(fā)電 )，實際購入能源總量為 317689601 kgce/a；總有效能： 178440573 kgce/a；項目能源利用率： 55.15 ； 鎳鉻鐵合金項目能源購入總量： 86016008 kgce/a；總有效能： 36525976 kgce/a；項目能源利用率： 42.46 。 本項目年消耗能源種類、數量及能源使用分布 情況如表 3-4、 3-5、 3-6。 表 3-4 能源消耗種類、數量及能源使用分布情況 序號 種 類 年耗 量 實物量 折標煤 單位 數量 單位 數量 1 外購電 kWh/a 421109700 kgce/a 51754382 2 水 m3/a 2854500 kgce/a 733891.95 3 高爐焦炭 t/a 290614500 kgce/a 268187779 4 煤 59251500 kgce/a 42323346 5 礦熱爐焦炭 53241 kgce/a 46546417 6 高爐煤氣發(fā)電 -47520000 kgce/a -5840208 合計 kgce/a 403705609 - 29 - 表 3-5 高爐錳 鐵 能源消耗種類、數量及能源使用分布情況 序號 種 類 年耗 量 使用點 實物量 折標煤 單位 數量 單位 數量 1 外購電 kWh/a 101009700 kgce/a 12414092 高爐錳鐵生 產系統(tǒng) 2 水 m3/a 2351580 kgce/a 604591.22 高爐錳鐵生產系統(tǒng) 3 焦炭 kg/a 290614500 kgce/a 268187779 高爐錳鐵生 產系統(tǒng) 4 煤 kg/a 59251500 kgce/a 42323346 高爐車間 5 高爐 煤氣發(fā)電 kWh/a -47520000 kgce/a -5840208 外供 合計 kgce/a 317689601 注：折標煤系數焦炭： 0.95 0.9714kgce/kg（ 錳鐵高 爐用焦 炭 ） ；電力： 0.1229kgce/kwh；水： 0.2571kgce/m3；煤： 0.7143kgce/kg。以上折算數據引自 國家統(tǒng)計局標準 、 鐵合金 單位產品能源消耗限額 和 鐵合金用焦折算系數表。 表 3-6 鎳鉻鐵合金 能源消耗種類、數量及能源使用分布情況 序號 種 類 年耗 量 使用點 實物量 折標煤 單位 數量 單位 數量 1 外購電 kWh/a 320100000 kgce/a 39340290 鎳鉻鐵合金生產系統(tǒng) 2 水 m3/a 502920 kgce/a 129301 鎳鉻鐵合金生產系統(tǒng) 3 焦炭 t/a 53240.93172 kgce/a 46546417 電爐車間 合計 k