中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目可行性研究报告 66页

'中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目可行性研究工程编号：中国某铝业公司设计院二00七年五月-52- 目录1.总论11.1.项目背景11.2.项目概况121.3.问题与建议162.市场预测及分析173.工艺改造方案183.1.6#煅烧炉现状183.2.碳素厂生产工艺流程简述203.3.碳素厂物料平衡核算213.4.6#煅烧炉工艺主要改造内容243.5.6#煅烧炉改造方案244.总图运输与公用辅助工程改造方案324.1.总图运输324.2.建筑结构324.3.电力344.4.计控354.5.给排水364.6.采暖通风375.节能措施及效益385.1.采用无外加燃料煅烧工艺充分利用了原料中的挥发份385.2.有效利用高温烟气余热减少排放385.3.采用节能灯具节约用电386.消防397.环境影响评价397.1.社会与自然环境概况397.2.编制依据及执行的标准407.3.主要污染源和主要污染物417.4.污染治理措施417.5.环境管理及监测环境管理及监测机构427.6.环境影响初步分析438.劳动安全卫生438.1.设计依据及采用标准438.2.劳动卫生措施448.3.工业安全措施458.4.劳动安全卫生机构设置468.5.安全卫生措施评价46-52- 9.工程估算469.1.概述469.2.项目建设投资479.3.编制依据479.4.投资分析489.5.概算表4910.技术经济评价5710.1.生产组织及定员5710.2.项目实施计划5710.3.资金筹措5710.4.成本与费用5810.5.效益分析5910.6.盈利能力分析5910.7.综合评价6011.主要设备及材料表60附件：中国铝业股份有限公司发展部委托编制“中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目可行性研究报告”的委托书。附图：1、区域平面图KY2007.37A-ZY-12、6#煅烧炉配置图（一）KY2007.37A-GY-13、6#煅烧炉配置图（二）KY2007.37A-GY-24、A-A、B-B立面配置图KY2007.37A-GY-3-52- 1.总论1.1.项目背景1.1.1项目名称项目名称：中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目。1.1.2编制依据1、中国铝业股份有限公司委托中国某铝业公司设计院编制本项目可行性研究报告的委托书。2、中国铝业某分公司计划经营部转某分公司碳素厂关于本项目的项目建议书。3、某分公司碳素厂提供关于本项目的技术改造方案。1.1.3编制原则1、深入调研分析现状，详细论证实施更新改造的必要性，提出改造方案，并进行方案比较和论证，推荐最优方案。2、严格控制投资，降低投资成本，提高投资回报率。3、严格按照技术经济评价规范进行经济分析，采用有无项目对比法。4、提出需拆除的资产及处理意见，以及安全、环保方面的投资情况。1.1.4企业概况1、中国铝业某分公司概况中国铝业股份有限公司某分公司（以下简称某分公司）位于中原腹地郑州市上街区。陇海铁路贯穿东西，连霍高速公路紧邻而过，交通十分便利。公司前身是始建于1958年的郑州铝厂，1992年6月，经国务院批准，原郑州铝厂、中州铝厂、郑州轻金属研究院和郑铝矿山公司合并组建为中国某铝业公司。2002年1月，根据中铝公司部署，中国某铝业公司在上街地区的氧化铝、电解铝板块的优良资产，组成中国铝业某分公司，作为中国铝业股份有限公司的骨干企业在纽约和香港上市。-52- 某分公司集冶炼、发电、运输、建筑、机械制造、科研、设计于一体。主要产品有“雪山”牌砂状氧化铝、氢氧化铝、化学品氧化铝、铝锭及铝合金系列产品、碳阳极、金属镓及其深加工、机械制品等。公司“雪山牌”铝锭在伦敦金属交易所注册，产品畅销全国。碳阳极远销到欧、亚、美、澳四大洲的18个国家和地区，在国际上享有较高声誉。经过近半个世纪的发展，某分公司已经形成年产氧化铝230万t以上，铝锭5.8万t，碳阳极12万t，自发电3亿kW·h规模。截至2006年底，某分公司下属14个部室，14个生产单位，在职员工达到10023名。拥有各类专业人员4000余人（其中中高级人员1500人）。经过公司广大科技工作者的不断探索和改进，创造出了适合我国铝土矿资源特点、在世界上独树一帜的拜耳——烧结混联法生产氧化铝新工艺，率先研发成功具有自主知识产权并达到国际领先水平的一水硬铝石管道化溶出、选矿——拜耳法生产氧化铝新工艺、间接加热连续脱硅、高分子絮凝剂沉降分离、烧结法生料浆自动配制、树脂法提取金属镓等新工艺、技术和装备；开发的常压脱硅、高效沉降槽等技术和装备在国内同行业推广应用；采用的降膜蒸发、气态悬浮焙烧等装备和技术达到世界先进水平；首创的电解铝预焙槽改造技术为国内自焙槽的升级换代提供了典范。2002年以来，某分公司落实科学发展观，推进内涵挖潜和超常规发展相结合的可持续发展战略，资产总值和销售收入历史性地突破“双百亿”，氧化铝产量跃居亚洲第一。公司经济总量、氧化铝产量、利润总额、碳阳极创汇总额、镓系列产品产能连续多年居全国同行业第一，经济效益和纳税总额连续四年蝉联全国有色企业首位，名列某纳税百强企业第二名（所得税总额名列第一位）、郑州市利税百强第一名，形成了低投入、低消耗、低排放和高速度、高效益的节约型增长方式。某分-52- 公司坚持科学发展，深化自主创新，五年内有64项科技成果通过省部级鉴定，7项达到国际领先水平，22项达到国际先进水平，56项成果获得市厅级以上科技进步奖。申请专利35项。92%的科技成果实现了产业化，科技项目回报率达30%以上，年创经济效益7200万元以上。集国际领先技术和先进装备于一体的某分公司扩建70万t氧化铝项目于2006年3月份提前达产，全年产量达到72万t，被评为有色金属工业部级优质工程，创造了建设最快、达产最快、效益最好、质量一流等新记录。五年来，某分公司走出了一条资源节约和自主创新相结合的科学发展道路，实现了企业、社会和员工和谐发展，培育了在国内外具有较强竞争力和影响力的中部铝工业产业集群，增强了铝工业在中部崛起中的凝聚力和带动力，树立了国际上市公司的新形象。某分公司被认证为高新技术企业，荣获全国自主创新十强企业、某省工业创新特等奖等荣誉称号。2、某分公司碳素厂概况中国铝业某分公司碳素厂（以下简称碳素厂）是生产电解铝用碳素制品的专业厂。碳素厂筹建于1958年，固定资产2.3亿元，现有职工894人，其中教授级高级技术人员3人、高级技术人员15人、中级技术人员29人、中专以上文化程度264人，占员工总数的29.7%。近几年来，碳素厂经过多次的技术改造和科技攻关后，使原本六十年代为基础建设的技术落后、效率低、质量差、生产成本高的设备与工艺有了很大改进和创新，产品质量有很大提高，且产量也有所增加。同时，强化管理，建立了完善的质量保证体系，1999年通过ISO9002:1994质量体系认证，2002年通过ISO9001:2000版质量管理体系认证，2004年通过健康安全环境管理体系认证。为适应国内外铝用碳素工业发展的需要，满足市场需求，1998年碳素厂进行了扩建10万t碳阳极的技术-52- 改造，包括：新建5#煅烧炉、新建3#生阳极生产线及新建4#54室环式焙烧炉。1999年碳素厂开辟了俄罗斯、美国等国家的阳极市场，开拓了我国阳极出口途径。随着出口阳极市场的扩大，2002年6月碳素厂进行了扩产2万t的技术改造，新建6#煅烧炉及配套设备改扩建。碳素厂现有生产能力12万t/a，产品主要是出口预焙阳极。生产流程中包括1#～6#共6台罐式煅烧炉，3条阳极生坯生产线（自动配料、单体混捏锅、单工位振动成型），1#～3#共3台焙烧炉。为满足外商对出口预焙阳极各项理化指标及外观的严格要求，特别是优质阳极质量稳定性的要求，碳素厂作了大量技术研究、管理创新、设备改造工作。2000～2005年连续六年碳阳极出口量占国内出口欧美市场量的80%以上，相继有多种规格的预焙碳阳极进入美国、澳大利亚、俄罗斯、印度、加拿大等国际市场，涉及美铝、法铝等国际知名公司，2006年产品出口量占总产量的84.65%。由于碳素厂碳阳极质量及各项指标全面符合国际标准，完全满足使用方的要求，并建立了良好的市场信誉及客户关系，现已发展成为我国最大的碳阳极出口企业及全国有色金属行业碳素制品出口创汇基地。1999～2006年铝用预焙阳极出口情况见表1-1。某分公司铝用预焙阳极出口情况表表1-1年份19992000200120022003200420052006总产(t)6005882410100560108500110000800007116249385出口(t)1505311212279615341070000543844874341804出口量占总产量的%25.0613.6127.8149.2363.6467.9868.5084.65通过几年的出口阳极生产实践及对外技术交流，碳素厂已积累了丰富的碳阳极生产经验，并研究和掌握了影响阳极质量的各种技术难题以及控制阳极质量的关键技术。如：出口阳极微量元素的控制技术、阳极空气渗透率的控制技术、-52- 阳极CO2反应性的生产控制技术、阳极空气反应性的生产控制技术等。目前，其碳阳极质量指标中的空气反应性、假比重、真比重、视密度、真密度、抗压强度、电阻率、微量元素等指标处于国际领先地位；CO2反应性、空气渗透率、热导率、热膨胀系数等指标达到国际先进水平。出口优质阳极的研制成功，为全面提高阳极质量水平，降低消耗提供了技术示范；同时为中铝公司在全世界相关铝行业起到了桥梁作用，树立了品牌形象，并为中铝公司创造了显著的经济效益。1.1.5碳素厂6#煅烧炉存在问题及原因分析碳素厂6#煅烧炉为八层火道顺流式罐式煅烧炉，由东西两台组成，每台20个料罐，采用硅砖砌筑主体火道及料罐。该煅烧炉于2002年6月建成，10月10日点火烘炉，同年12月初烘炉结束，正式带料运行，到现在已运行近5年的时间。从2005年10月起发现6#煅烧炉料罐烧穿现象。正常情况下，6#煅烧炉在运行8～10年后，由于冷却水套部位的破损而停运大修，而主体火道及料罐不会出现料罐与火道烧穿现象。罐式煅烧炉的使用期限，多数是依据炉体的技术状况及操作维护决定的。国内罐式煅烧炉的使用期限一般为6～8年，有的使用寿命长达十几年。但是，硅砖理化指标不合格，砌筑质量差，使用维护不当，寿命短的只有3～4年就将被迫停炉大修，使投资效益降低，成本增高。1、6#煅烧炉存在问题：从2005年10月起陆续发现6#煅烧炉料罐烧穿现象，到目前为止料罐及火道出现问题情况统计见表1-2。6#煅烧炉现状统计表表1-2罐号料罐现状火道现状排料情况备注1局部烧流或烧穿较暗在排2局部烧流或烧穿基本正常在排-52- 3局部烧流或烧穿下火严重在排4烧穿较暗在排5烧穿与料罐穿通停排6烧穿与料罐穿通停排7烧穿与料罐穿通停排8烧穿与料罐穿通停排9烧穿与料罐穿通停排10烧穿与料罐穿通停排11烧穿与料罐穿通停排12烧穿与料罐穿通停排13局部烧流或烧穿较暗在排14局部烧流或烧穿基本正常在排15局部烧流或烧穿基本正常在排16局部烧流或烧穿较暗在排17烧穿与料罐穿通停排18烧穿与料罐穿通停排19烧穿与料罐穿通停排20烧穿与料罐穿通停排21正常基本正常在排22烧穿与料罐穿通在排23烧穿与料罐穿通在排24正常基本正常在排25烧穿与料罐穿通停排26烧穿与料罐穿通在排27烧穿与料罐穿通在排28烧穿与料罐穿通在排29烧穿与料罐穿通在排30烧穿与料罐穿通停排31烧穿与料罐穿通在排32烧穿与料罐穿通在排33正常基本正常在排34烧穿与料罐穿通在排35烧穿与料罐穿通在排36烧穿与料罐穿通在排37烧穿基本正常在排38局部烧流或烧穿与料罐穿通在排39烧穿与料罐穿通在排40烧穿基本正常在排从表1-2中看出，已经确定煅烧炉的40罐40条火道中烧穿的料罐和火道达到30多条，且有的料罐（火道）不止一处的烧穿点。-52- 八层火道罐式煅烧炉结构比较复杂，从观火孔可以观察到的视野有限，所以可以肯定实际情况比观察到的更加严重。2006年8月技术人员对煅烧炉个别料罐排空观察，发现料罐内壁烧穿非常厉害，烧穿面积最大的地方达0.5m2，且整个料罐内壁斑驳。火道和料罐之间的硅砖墙被击穿，火道的负压制度被破坏，多条火道出现窜火、下火，烟道温度过高，煅烧炉后大墙被烧穿。因为火道烧穿严重，已经不能进行生产和排料的料罐累计已经达到14个；其它虽然烧穿但是仍在生产的料罐，其情况还在进一步恶化。令人担忧的是，如果烧穿的面积过大，整个煅烧炉砌体的安全性将会受到严重的威胁。碳素厂于2005年10月对6#煅烧炉炉体采取保护性的生产措施，如降低最高温度，降低炉产量，减少清炉次数，加强炉体的巡视和密封工作等。碳素厂也曾尝试采用热补法对破损处进行修补，但由于硅砖呈现大面积粉化脱落，且漏洞大，无法实施。碳素厂聘请有关耐火材料专家进行诊断，经研究讨论也确认无法采取可行的补救办法。实际上，煅烧炉中心耐高温部分由硅砖砌筑，一旦出现烧穿，不停炉时在1300℃以上的高温情况下根本不可能修补。如果不从根本上消除材质的缺陷，采取的措施即便再好，也不能彻底解决问题。目前料罐烧穿现象仍在进一步加剧，只能勉强维持生产。2、原因分析在发现煅烧炉烧穿的情况后，碳素厂针对出现的问题认真分析了原因，从耐火材料、炉子砌筑、烘炉、操作等各个环节进行了调查和研究。1）耐火材料硅砖部分的耐腐蚀性从理化指标上很难作出鉴定。当初6#煅烧炉砌筑时，采用的硅砖质量指标均合格，不应该出现如此大面积的烧损情况。-52- 从现场情况看，硅砖的烧穿是脱落性质，而非熔化性质。从西台6#料罐看，面积5m2范围内硅砖有不同程度的脱落，脱落深度最小有15mm，最大达200mm。碳素厂的1#～6#共6台煅烧炉，炉体结构、操作方法基本都相同，除6#炉外，其他炉子的使用年限都已超过了8年，即使因长时间使用引起的烧穿也仅是个别料罐，像6#煅烧炉这样的情况还是第一次出现。碳素厂建厂至今对煅烧炉十几台次的大修几乎都采用山东二耐砖（仅有一次采用洛耐砖），很少出现类似情况。一般，煅烧炉运行10年左右出现非火道主体的少量缺损，不影响炉子正常运行。而6#炉采用的是山东大桥耐火材料厂供货的硅砖，虽然硅砖指标合格，但从炉子运行仅4年多就出现料罐烧穿、火道堵塞现象来看，其实际使用效果很不理想。2）炉子砌筑、烘炉砌筑质量对煅烧炉的生产操作和炉体使用寿命有很大影响。6#煅烧炉由中国某铝业公司建设公司施工，该公司具有很强的施工能力和丰富的筑炉经验。砌筑过程由建设单位、监理公司和碳素厂煅烧车间质量检查人员全程监督，并严格按照审查后的设计图纸和筑炉要求进行，应该说砌筑质量得到了有效控制。烘炉过程对煅烧炉的正常运行及延长炉体使用寿命，同样起着关键作用。根据以往对煅烧炉大修及建设的经验，6#煅烧炉烘炉过程充分考虑了各种因素如硅砖线性膨胀率、水分含量等的影响，并严格按照制定的烘炉方案及砌体加热升温曲线进行，最大程度的减轻了对炉体的损害。3）工艺操作严格控制好煅烧温度是获得质量合格的煅后焦的关键，同时还减轻了硅砖承受的高温压力；合理的清理制度以及加排料制度，也有利于延长炉体寿命。6#煅烧炉建设时，要求硅砖的耐火度应不低于1690℃-52- ，荷重软化点应不低于1650℃，而其工艺操作温度，实际运行时首、二层火道控制在1250～1380℃，最高1400℃。从现在及过去其它炉室的运行情况看，即使长时间高温，也没有出现过硅砖大面积粉化脱落的情况。而且六、七、八层火道处于煅烧炉低温区（温度控制在1000～1100℃），也同样有料罐烧穿现象出现。显然，正常运行的工艺条件、工艺温度不该导致此类事情发生。根据以上分析、判断，最大的可能性就是硅砖实际指标未达到质量要求，导致6#煅烧炉目前状况的原因是硅砖的质量太差。1.1.6项目提出的理由及必要性6#炉的状况在继续恶化，尤其是七、八层火道耐火砖的粉化脱落情况发展下去，将存在可能导致炉整体塌陷的危险，同时煅烧炉出现的严重破损问题也必然影响煅后焦的质量和产量，因此基于以下几方面，提出6#煅烧炉更新改造项目。1、6#煅烧炉的停产将直接影响碳素厂碳阳极出口任务的完成。目前碳素厂阳极出口订单达11万t以上，保证煅后焦产能是完成全年出口任务的先决条件。6#煅烧炉不能正常排料，给碳素厂生产组织带来较大困难，并且成为生产流程中新的瓶颈。6#煅烧炉40个料罐已有14个停排，等于只有26个在运转，再加上采取保护性生产措施被迫控制煅烧炉产量，每年将减少煅后焦产量1.2万t。如果不尽快对该炉进行更新改造，煅后焦的减产将制约碳阳极成品产量，影响碳素厂出口任务的完成，无法满足目前已签订的出口订单的要求。（1）碳素厂物料平衡计算按照碳素厂年产12万t碳阳极成品，进行物料平衡计算，见表1-3。-52- 物料平衡计算表表1-3序号工序加工物料配比成品率实收率加工前加工后1成品1200002焙烧94%1276601200003压型90%1418441276604混捏99%1432771418445配料143277生碎熟碎返回15%21492煅后焦85%103517沥青15%182686粉碎40%414077粘结剂制备18268沥青溶化92%19856沥青贮存99%200578中碎筛分细碎98%1056301035179煅烧75%14084010563010初碎99%142263140840（2）煅烧工序能力核算碳素厂现有5台（1#～5#炉）24罐八层火道顺流式罐式煅烧炉，1台（6#炉）40罐八层火道顺流式罐式煅烧炉。按90kg/h·罐，年工作日365天，日工作三班，班工作8小时，设备运转率按95％计算，则1）每台24罐煅烧炉年产量：0.09×24×24×365×95％=1.7975万t；2）6#40罐煅烧炉年产量：0.09×40×24×365×95%=2.9959万t。3）6台煅烧炉年产量合计：8.9875+2.9959=11.9834万t。4）5台24罐煅烧炉运行时，年产煅后焦：1.7975×5=8.9875万t。4台24罐煅烧炉与6#煅烧炉运行时，年产煅后焦：1.7975×4+2.9959=10.1859万t。从物料平衡表中可知，要确保碳素厂年产12万t预焙阳极，煅后焦年需求量为10.5630万t。显然，6#煅烧炉退出后，5台24罐煅烧炉运行，-52- 煅后焦年产量将减少2.9959万吨，将出现10.5630-8.9875=1.5755万t的缺口。另外，煅烧炉寿命为8～10年，考虑其大修改造期为1年左右，实际生产中只有5台煅烧炉运行，即便6#煅烧炉仍能正常运行和排料，加上4台24罐煅烧炉的产量，也还缺10.5630-10.1859=0.3771t。因此任何一台煅烧炉非正常改造时停产，对碳素厂的产量完成造成很大影响。2、6#煅烧炉的破损将影响碳素厂出口碳阳极质量。（1）在煅烧炉生产过程中，温度控制是获得煅烧质量合格材料的关键，各层火道温度必须控制在一定范围内，而由于6#煅烧炉部分料罐停排或火道堵塞，直接影响煅烧炉火道温度；（2）煅烧炉采用负压操作，6#煅烧炉炉体漏风严重，破坏了煅烧炉的负压控制系统。目前，6#煅烧炉料罐烧穿，工艺参数难以控制，煅烧料的温度达不到工艺要求，煅后焦质量经常出现波动，造成煅后焦真密度合格率降低，不能保证煅后焦质量合格。（3）外商对出口预焙阳极各项理化指标如阳极的抗氧化性、电阻率、微量元素等要求十分苛刻。煅后焦质量对阳极质量影响很大，因此保证煅后焦质量是生产合格阳极的前提。石油焦经煅烧后，须达到如下目的：a、排除原料中的挥发物；b、提高原料的密度和强度；c、提高原料的导电性能；d、驱除原料中的水份；e、提高原料的抗氧化性能。要达到上述质量要求，必须确保煅烧炉正常运行。3、煅烧炉稳定运行有利于碳素厂实现节能减排和清洁生产。罐式煅烧炉采用无外加燃料的煅烧方式，其-52- 主要热源是石油焦本身的挥发份，在负压作用下引入火道燃烧对原料进行间接加热。由于煅烧炉原料在料罐内进行间接加热，因此烧损小、实收率高。但是，6#煅烧炉部分火道和料罐烧穿，炉体漏风严重，而且料罐内物料与火焰直接接触，不仅增加了物料的烧损，而且浪费了本可以利用的能源。煅烧炉排出的高温烟气温度达1000℃左右，每台炉每小时排出的高温烟气热量约为2.33×107KJ。对高温烟气进行回收利用，对碳素厂节能减排具有重要意义。按回收后烟气的温度为300℃计，每台炉每小时排出的高温烟气可回收热量约为1.04×107KJ，折标煤0.355t，年可节约标煤3110t。碳素厂1#～5#5台煅烧炉正常运行，烟气余热均得到了有效利用，而且经测定该工艺最终产生的烟气清澈透明，基本不含有明显污染物，不用烟气净化，对碳素厂实现清洁生产十分有利。因此，鉴于上述理由，有必要、必须对6#煅烧炉进行更新改造。1.2.项目概况1.2.1拟建地点本项目为中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目，对6#东西两台罐式煅烧炉大修，仍在原位置进行。6#煅烧炉位于碳素厂东南位置。1.2.2建设规模与目标1、建设规模为年产煅后石油焦2万t以上。2、建设目标：更新改造6#煅烧炉，稳定碳素厂煅后焦的产量，严格控制煅后焦的质量指标，确保碳阳极出口任务的完成。1.2.3主要改造内容本项目主要对碳素厂现有6#煅烧炉进行更新改造。主要改造内容：1、6#煅烧炉东、西两台煅烧炉炉体上部全部拆除，更换支撑底板-52- ；更换或加固部分立柱；更换首层部分看火孔及炉前后测压、测温孔的铁具；更换部分砂封；更换冷却水上水套，下水套进行维修；更换烟道闸板。2、恢复厂房内照明设施。3、更换炉体上安装的全部热电偶、补偿导线、微差压变送器、负压管、电缆桥架等。1.2.4主要建设条件1、区域概况（1）地理位置中国铝业某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目位于某分公司厂内西部。某分公司位于郑州市西部的上街区，东距郑州市区38km，西距洛阳市114km，南22km有小关铝矿区，北傍黄河7km。上街区周边均系荥阳市地域，其地理座标为东经113°20′，北纬34°50′。（2）交通运输条件横贯我国东西的连霍高速公路(郑汴洛高速)和陇海铁路由上街区北部通过；310国道(郑洛公路)由东向西，于该区折向南。陇海线上街站位于工业区北侧，工业区铁路专用线由上街站西咽喉接轨，工业站位于上街站西南；小关铝矿铁路专用线在工业站西部咽喉接轨。某分公司生产所需大宗原材料及产品均可通过陇海线及铁路专用线送达厂区和各地，便利的交通运输条件为某分公司的生产和发展提供了有利条件。2、自然条件（1）地形、地貌场地地形较平坦，地势总体上东南高西北低，地面标高介于148.55～151.60m之间。地貌单元属黄河中游右岸冲积平原。-52- 地层由人工填土、第四系上更新统冲积黄土状土、粉质粘土、圆砾及中更新统冲积粉质粘土等组成。（2）水文条件本区属黄河流域，区内地表水有黄河(工业区西北7km)，临近工业区有汜水河和某分公司纳污河(枯河)。地下水稳定水位深11.30～15.0m，标高134.8～137.8m，属潜水类。（3）气象条件本区属大陆性季风气候区，夏季受海洋季风气候影响，炎热多雨；冬季受西伯利亚寒潮侵袭而寒冷干燥。全年降水分布极为不均，降水多集中在7、8两个月，占全年降雨量的45.4%。历年平均气温：14.3℃；平均月最高气温：22.2℃；平均月最低气温：9.0℃；绝对最高气温：42.9℃；绝对最低气温：-16.5℃；历年平均降水量：635.8mm；最大年降水量：1084.5mm；最少年降水量：400.6mm；年蒸发量平均：2095mm；常年主导风向为：西南风，风频13.5%，平均风速4.6m/s；常年次主导风向为：东风，风频11%，平均风速3.0m/s；全年平均风速：2.0m/s。（4）地震所在地区地震基本烈度为7度。3、供电、供水、排水、燃料供应-52- 现有6#煅烧炉供电、供水、排水等设施齐全，能够满足6#煅烧炉改造的要求。本项目仅对6#煅烧炉本体进行更新，没有新增用电负荷、用水量、排水量，无需增加供电、供水、排水等设施。由于采用无外加燃料煅烧工艺，生产中不增加燃料用量，仅在烘炉时需要约100t冶金焦（块状）和约250t烟煤（大同块煤）等原材料，来源有保证。4、施工条件（1）本项目在现有厂区现有厂房内对原有系统进行改造，前期已作了大量的调查研究和精心安排，准备较充分，施工场地较宽敞。（2）本项目在实施过程中，分公司内部协调便捷，只要生产组织和施工交叉配合得力，不会对生产造成大的影响。（3）采用成熟工艺技术、成熟产品，定货、安装、调试有保证。（4）施工队伍力量雄厚、经验丰富。1.2.5项目投资及资金筹措本项目建设投资783.38万元。其中：建筑工程费487.47万元；设备购置费71.5万元；安装工程费72.86万元；工器具费0.43万元；其它费99.88万元；预备费51.25万元。资金来源为中国铝业股份有限公司拨款，无需借入资金。资金构成较为简单，建设期利息为零。本项目为改造项目，考虑不增加流动资金。1.2.6技术经济评价某分公司6#煅烧炉改造完成后不但能提高碳素厂的产能，保证出口任务的顺利进行，提高经济效益，而且也可避免因大修而造成的停产，同时也为其它煅烧炉的改造积累了宝贵的技术经验，-52- 可最大限度的发挥投资效益和经营效益。按照中国铝业股份有限公司发展部的委托要求，本报告效益分析采用“有无项目对比法”。根据本工程项目实际情况及特点，有无项目对比主要界定在6#煅烧炉的投入产出，项目投产后能为企业带来每年19.86%的收益率，投资利润率19.12%，利税率23.24%，投资回收期4.8年。1.2.7拆除资产及处理意见本项目对碳素厂6#煅烧炉进行更新改造，将其东、西两台煅烧炉炉体上部全部拆除，炉体重新砌筑，并更换支撑底板，更换或加固部分立柱，更换首层部分看火孔及炉前后测压、测温孔的铁具，更换部分砂封，更换冷却水上水套及部分下水套，更换烟道闸板，更换炉体上安装的全部热电偶、补偿导线、微差压变送器、负压管、电缆桥架等。6#煅烧炉拆除部分等固定资产通过折旧后，仅剩有部分残值。拆除后，将严格按照中铝总部的要求进行资产报废、回收和处理。1.3.问题与建议碳素厂6#煅烧炉采用的是山东大桥耐火材料厂供货的硅砖，从2005年10月起发现料罐烧穿现象，目前已经确定煅烧炉的40个料罐40条火道中烧穿的料罐和火道达到30多条，且有的料罐（火道）可以看到不止一处的烧穿点。从出现的问题进行仔细诊断和分析，导致6#煅烧炉目前状况的原因是硅砖的质量太差。碳素厂建厂至今先后对十几台次的煅烧炉大修，采用的几乎都是山东第二耐火材料厂硅砖（仅一次采用洛阳耐火材料厂硅砖），很少出现类似情况；即使炉子运行10年左右出现非火道主体的少量缺损，也不会影响炉子正常运行。建议本次改造仍采用山东第二耐火材料厂生产的硅砖。-52- 2.市场预测及分析2006年，我国原铝产量达到了938万t，刨除少量自焙产能外，约需预焙阳极500万t左右。预计随着国内电解铝新建、扩建产能的不断释放，碳阳极需求量还将不断增长。有关资料显示，到2007年底，全国电解铝产能将达到约1460万t，实际产量将达到约1260万t。随着世界铝工业的发展，国际碳阳极市场非常广阔，需求前景看好。美国部分大型碳素厂已经关停，并且国外碳阳极厂每隔3～5年需要进行大修，带来周期性需求增长，由于近期国家取消了对碳阳极主要原材料石油焦和沥青的出口退税，造成国外碳阳极厂成本上升，外商改进口石油焦和沥青为从中国进口碳阳极。由于国际市场对环保的严格要求，国外许多新建电解铝厂都没有设计配套的碳素厂，而直接从发展中国家进口碳阳极。国际市场的巨大需求，引发国内民营碳阳极厂扩建浪潮，大量专业碳阳极厂迅速扩张，仅济宁碳素厂产量就已经达到20万t，产量10万t以上的专业厂还不断涌现。规模效应使民营碳素厂通过增产摊薄人工费用和折旧费用。某分公司碳素厂出口碳阳极产品在国际市场上极具竞争力，是公司的出口创汇拳头产品。碳素厂1999年开始研制出口碳阳极，并开辟了俄罗斯、美国等国家的阳极市场，出口品种达20几种，一直以来占碳阳极出口市场份额的90%以上。2000年以来，碳素厂不断提升碳阳极产品的研发能力，为不同客户提供不同规格、不同质量的个性化产品。目前已开发出20种出口阳极和9种国内阳极，单块最重达到1.28t，最轻仅有0.35t。2001年针对出口阳极严格的质量要求，碳素厂做了大量的技术研究和管理创新工作，使碳阳极质量与国际接轨。自开展碳阳极出口业务以来，产品出口俄罗斯、印度、伊朗、美国、澳大利亚、加拿大、德国等国家，成为国际采购商到中国采购碳阳极的首选品牌，订单不断，供不应求。-52- 6年中共计出口碳阳极40万t以上。碳素厂出口碳阳极产品之所以受到外商广泛青睐，主要体现在：某分公司碳阳极成品质量已全面达到了国际标准的要求，其中假比重、强度、电阻率、空气反应性等八项指标处于国际领先水平，其它指标处于国际先进水平。几年来，通过与美国艾明可、韩国正彩、瑞士RD公司的合作，以及出口欧美市场优质阳极的研制与生产，已打开市场，并赢得了良好的信誉。同时与德国金马特、美国的奥尔马特、俄罗斯铝业等用户建立了良好的伙伴关系。目前的战略伙伴有：美国艾明克公司、韩国正彩公司、瑞士RD公司、德国金马特公司等，2007年意向合同20万t，已签订合同16万t。其中，德国2.8万t（要求追加2.1万t），迪拜4.8万t（要求追加2万t），澳大利亚3.5万t，美国奥尔马特4万t，俄罗斯铝业1.2万t。与德国、迪拜、美国奥尔马特、俄罗斯铝业签订的均为长期合同。另外吉尔吉斯坦5万t，冰岛3万t的长期合同正在洽谈中。某分公司碳阳极的市场前景非常好。而作为阳极的出口基地，目前碳素厂的12万t产能远不能满足出口的要求。由于产量不能满足国际市场订单需求，2006年某分公司碳阳极出口份额下降为25%。碳素厂只有不断挖潜，并更新现有设备，提高设备产能和产品品质，维持现有生产系统稳定运行，或通过技术改造项目，扩大生产能力和碳阳极产量，才能保持现有市场，并在民营企业占领市场之前，抢占国际市场，并占有大量份额。3.工艺改造方案3.1.6#煅烧炉现状-52- 罐式煅烧炉的使用期限，多数是依据炉体的技术状况及操作维护决定的，在国内罐式煅烧炉的使用期限一般为6～8年，有的使用寿命长达十几年。但是，国内各地耐火材料理化指标差异较大，如果选用的耐火砖质量差，加上砌筑质量达不到标准要求，操作维护不当，寿命短的只有3～4年就迫停炉大修，使投资效益降低，成本增高。某分公司碳素厂6#煅烧炉于2002年6月建成，10月10日点火烘炉。同年12月初烘炉结束正式带料运行，目前已运行4年半的时间。从2005年10月起6#煅烧炉运行不足2年时间，就陆续发现开始出现料罐烧穿现象，到目前为止，40个料罐40条火道中已经确定烧穿的料罐和火道达到30多条，且有的料罐（火道）不止一处的烧穿点。八层火道罐式煅烧炉结构比较复杂，从观火孔可以看到的视野有限，所以实际情况肯定比可以看到的更加严重。料罐及火道出现问题情况详见表1-2。2006年8月技术人员对煅烧炉个别料罐排空观察，发现料罐内壁烧穿非常严重，最大的地方烧穿面积达0.5m2，且整个料罐内壁斑驳。火道和料罐之间的硅砖墙被击穿，火道的负压条件被破坏，多条火道出现窜火、下火，烟道温度过高，煅烧炉后大墙被烧穿等问题层出不穷，当前因为火道烧穿严重已经不能进行生产的料罐累计已经达到14个罐，其它虽然烧穿但是仍在生产的料罐还在进一步恶化。如果烧穿的面积过大，整个煅烧炉砌体的安全性就会受到严重的威胁。碳素厂针对煅烧炉出现的烧穿问题和现象，从耐火材料、砌筑、烘炉、操作等各个环节进行认真分析。由于硅砖部分的耐腐蚀性从理化指标上很难判断，出现如此大面积的烧损最大的可能性就是硅砖的耐腐蚀性太差。碳素厂现有6台煅烧炉，结构、操作方法基本都相同，其余煅烧炉使用年限都已超过8年，即使因长时间使用引起的烧穿也仅是个别料罐，像6#煅烧炉这样的情况还是第一次出现。碳素厂也采取了一些补救措施，如-52- 控制产量、控制温度，加强炉体的巡视和密封工作，但材质的缺陷毕竟存在，采取的措施不能从根本上解决炉体所存在的问题。煅烧炉中心耐高温部分材料由硅砖砌筑，一旦出现烧穿，在不停炉时1300℃左右的高温情况下无法实施修补。6#煅烧炉40个罐停排了14个等于只有26个在运转，再加上为保护炉体采取了控制煅烧炉产量的措施，每年将减少煅后焦产量1.2万吨；炉体漏风严重，严重破坏了煅烧炉的负压控制系统，煅后焦质量经常出现波动，导致其真密度合格率降低。所以应尽快对6#煅烧炉进行更新改造。3.2.碳素厂生产工艺流程简述碳素生产是以少灰碳素材料——石油焦和煤沥青为原料，生产铝电解用预焙阳极（简称碳阳极）。原料石油焦和煤沥青进厂后，分别贮存在原料仓库内。不同产地石油焦及返回焦，按照规定的配比，用抓斗天车在配料仓库内进行混合配料，经破碎机破碎后入罐式煅烧炉进行高温煅烧。煅后焦进行两次破碎及筛分，分得三种合格粒料，分别存放于配料小仓内。同时部分煅后焦还与生产平衡中多出粒料一并入磨粉料仓，供磨粉机磨粉（Ⅰ、Ⅱ系统采用球磨机，Ⅲ系统采用摆式磨粉机）。磨好的细粉存放于细粉配料小仓内。焙烧好的碳阳极废品经粗碎、中碎和筛分，分出粒子骨料和细料，分别存放于配料小仓内。振动成型后的生块废品经粗碎、中碎后贮存在配料小仓内。上述不同物料的合格粒料与粉料按照产品的工艺配方进行干料配料。固体煤沥青进厂后加入沥青熔化槽内，在一定的温度下进行熔化，熔化好的液体沥青送至高位槽计量贮存。配好的干料与一定比例沥青依次加入混捏锅混捏。混捏好的糊料，按照不同产品进入不同工序，-52- 经振动成型机成型，制成碳阳极生坯，将碳阳极生坯装入敞开式焙烧炉内，用合格的冶金焦作填充料，按照指定的升温曲线进行高温焙烧。焙烧好的碳阳极经清除填充料即成碳阳极成品。碳素生产工艺流程简图见图3-1。图3-1碳素生产工艺流程简图3.3.碳素厂物料平衡核算碳素厂目前已形成12万吨的生产能力，-52- 主要生产系统包括：6台罐式煅烧炉、3条生坯生产线（自动配料、单体混捏锅、单工位振动成型）、3台焙烧炉。按照生产12万t成品碳阳极，物料平衡计算表见表3-1。物料平衡计算表表3-1序号工序加工物料配比成品率实收率加工前加工后1成品1200002焙烧94%1276601200003压型90%1418441276604混捏99%1432771418445配料143277生碎熟碎返回15%21492煅后焦85%103517沥青15%182686粉碎40%414077粘结剂制备18268沥青溶化92%19856沥青贮存99%200578中碎筛分细碎98%1056301035179煅烧75%14084010563010初碎99%1422631408403.3.1煅烧工序能力验算碳素厂现有6组24罐八层火道顺流式罐式煅烧炉5台（1#～5#煅烧炉），10组40罐八层火道顺流式罐式煅烧炉1台（6#煅烧炉）。煅烧炉每小时每罐产量按90kg，年工作日365天，日工作三班，每班工作8小时，设备运转率95％，经计算：每台24罐煅烧炉年产量：0.09×24×24×365×0.95＝17975t。6#炉40罐煅烧炉年产量：0.09×40×24×365×0.95=29959t。当6台炉子都正常工作时，年产煅后焦：17975×5+29959=119834t。当5台24罐煅烧炉运行时，年产煅后焦：17975×5=89875t。当4台24罐煅烧炉与6#煅烧炉运行时，年产煅后焦：-52- 17975×4+29959=101859t。从物料平衡表中可知：年需煅后焦料量为105630t。一般情况下，煅烧炉寿命为8～10年，大修改造期为1年左右，就是说实际生产中只有5台炉子运行。因此任何一台煅烧炉，尤其是6#煅烧炉非正常改造，都将对碳素厂的产量完成产生很大影响。6#炉煅烧能力不足，造成整个煅烧系统能力不足，无法保证生产12万t碳阳极所需的煅后焦，碳素厂产量目标将难以实现。3.3.2混捏工序能力验算碳素厂成型车间现有三个生产系统，每个系统安装有2000立升混捏锅6台。按照现有作业情况，每系统、每班生产32锅，每锅1.8t，设备运转率0.85。三个生产系统每年可生产糊料为：1.8×32×3×365×0.85×3＝160833t。从物料平衡表中知技改后需糊量为141844t。混捏的生产能力完全可以满足年产12万吨阳极之要求。3.3.3成型工序能力验算目前碳素厂有三台单工位振动成型机，按照单台成型机年实际生产能力6万t计算，可生产预焙阳极生制品18万t。从物料平衡计算中知：碳阳极年产12万吨时，生块需要量127660t，成型工序可满足生产要求。3.3.4焙烧工序能力核算碳素厂共有三台焙烧炉。现有焙烧实际能力如表3-2。碳素厂现有焙烧能力表表3-2炉别炉燃烧系统类别实际生产能力备注2#炉二火焰系统三箱/炉1.5万t/a使用自动燃烧装置4#炉二火焰系统七箱/炉5.5万t/a使用自动燃烧装置-52- 3#炉二火焰系统八箱/炉6万t/a使用自动燃烧装置合计13万t/a目前4#焙烧炉节能改造项目正在实施，改造后其焙烧设计年产能可达到6万t。3.4.6#煅烧炉工艺主要改造内容1、6#煅烧炉体砖体部分全部重新砌筑；2、更换或加固部分立柱；3、更换全部沙封盖和部分沙封底座；4、更换全部上水套和部分下水套；5、更换烟道闸板。3.5.6#煅烧炉改造方案3.5.1工艺改造方案1、炉体砖体部分全部重新砌筑，并根据运行经验进行相应改进。（1）在总烟道上预留烟气余热利用口。（2）更换首层火道部分10个看火孔。（3）更换炉前后50个测温测压孔的铁具。（4）煅烧炉料罐罐头膨胀缝填充高铝干毡改为锆质干毡。根据以往经验，多台煅烧炉罐头严重烧穿问题，主要与罐头密封不严有关。罐头膨胀缝为5mm，过去使用高铝干毡，其耐火度为1200℃，2006年测定的罐内料温已经超过1300℃，高铝干毡不能承受如此高的温度，在运转中逐渐被消耗，易导致罐缝漏风，使料罐局部温度过高，最后烧穿料罐。（5）下火口尺寸修改为150×150mm。煅烧炉下火口尺寸过小易导致下火口、挥发分大道堵塞；尺寸过大挥发分在火道内燃烧不充分，火道易挂灰。经过多次尝试，下火口-52- 尺寸改为150×150mm，既解决了下火口易堵塞的问题，也解决了挥发分在火道内燃烧不充分的问题，对生产操作非常有利。（6）修改溢出口清理孔位置。溢出口主要是连通料罐与挥发分大道的通道。一般煅烧炉溢出口清理孔的位置都在大道正上方，不能直观地看到料罐与大道相连的通道部分。本次将溢出口清理孔的位置改到大道与料罐相连的部分（料罐罐角处），可以大大减少溢出口部位的死角，大大降低清理难度，有利于煅烧炉长期运行。（7）改造预热空气外排随着煅烧炉产量不断提升，煅烧炉底部温度过高、冷却不足的问题日益突出，并引起了煅烧炉水套烧穿、支撑底板烧红等一系列损坏。本次在不增加投资的基础上，利用煅烧炉预热空气外排可以有效降低底部温度，防止水套烧穿。同时将后预热空气道由24个出口改为12个出口，即每条竖道顶端留一个外排口，取消预热空气进四层火道的入口。（8）缩短后挥发分竖道，将后挥发分竖道由四层缩短至二层。实际生产过程中，四层的后挥发分道基本不用，且在运行中易导致炉体密封性差，对炉体维持热平衡造成不利影响。2、现有10根立柱部分截断，采用20根宽250mm，长3m的槽钢，更换并加固；3、更换全部沙封盖400个和200个沙封底座；4、更换全部40个上水套，10个下水套；5、更换4块烟道闸板。3.5.26#煅烧炉的砌筑及质量要求1、6#煅烧炉结构碳素厂采用的是罐式煅烧炉。罐式煅烧炉由很多个垂直的小煅烧料罐-52- 组成，以每四个（按纵横方向二二排列）为一组，分成若干组。煅烧炉炉体从结构上可分为煅烧料罐、燃烧火道（包括燃烧口）、各种通道和外墙。6#煅烧炉由2台5组料罐共40罐、八层火道组成。6#煅烧炉结构示意图见图3-2。图3-26#煅烧炉结构示意图1火道；2总烟道；3冷却水套；4观火孔；5负压调节拉板；6测温孔；7加料斗；8煅烧料罐；9炉后挥发份道；10炉后预热空气道；11炉前预热空气道。2、耐火材料质量要求罐式煅烧炉主要砌筑材料包括硅砖、粘土砖、保温砖等，其主要部位、罐体及火道由异性硅砖砌筑。由于煅烧时火道的最高温度为1300～1380℃，燃烧口的温度达1500℃，煅烧罐和火道的砌体除受到1300℃以上的高温作用，还受到装、出碳素材料时对罐壁的磨擦和撞击、煅烧时气体对砌体的冲刷和渗透以及低熔点盐类熔渣的侵蚀等作用，硅砖质量将直接影响罐体及火道部位的使用寿命，因此，应采用热传导性好、荷重软化温度高和高温机械强度好的硅砖砌筑，且硅砖的理化指标及外形尺寸必须符合筑炉标准要求。-52- 表3-3列出了6#煅烧炉硅砖质量指标要求。6#煅烧炉用硅砖质量指标表3-3序号项目要求1SiO2含量不小于94%2耐火度不低于1690℃30.2Mp荷重软化点不低于1650℃4重烧线变化：1450℃，2小时。0～-0.2%5显气孔率不大于22%6常温耐压强度不小于29.4MPa7真密度不大于2.35g/cm38Fe2O3小于1%3、煅烧炉砌筑要求煅烧炉砌筑质量的好坏对煅烧炉的生产操作和炉体使用寿命有很大影响。为保证砌炉质量，除采购的砌筑材料必须符合质量指标外，应严格按照下述砌炉要求进行。（1）砌筑条件——存放砌筑材料的场地及砌筑时须防雨、防雪；——炉体构架和支承板安装完毕，并经复验合格；——烟道的混凝土基础或钢平台完工，并经检查合格；——煅烧罐、煅烧火道（包括燃烧口）等部位经过预砌筑，并将异形砖挑选作组合。（2）煅烧炉炉体的砌筑煅烧炉炉体从结构上分为煅烧罐、燃烧火道（包括燃烧口）、各种通道和外墙等，从高度方向或所采用的材质上分为底部粘土砖段、中部硅砖段和顶部粘土砖段。1）底部粘土砖段：包括煅烧罐下部粘土砖砌体、底部的预热空气道、相应高度的外墙砌体。-52- 砌筑前，应仔细复查支承板表面的标高、平整度和支承底板上各下料口的中心线、尺寸。砌筑时，从煅烧罐的下料口开始砌砖，接着砌其他部位。下料口砌体形成后，仔细检查各组煅烧罐中心线的间距是否符合要求。砌筑有预热空气道的砖层时，应随砌随清扫。外墙的各种砌体均随着煅烧罐的相应砖层依次砌筑。内、外墙的砌筑都要拉线，以保持墙面的平整和垂直。2）中部硅砖段：是煅烧炉最重要的部位，包括煅烧罐的硅砖段、各层燃烧火道、隔墙及四周墙，均由硅砖砌成。硅砖砌体外面还有粘土砖、粘土质隔热耐火砖、红砖组成的外墙。在粘土砖外墙中还有各种通道口。硅砖砌体一般采用掺有水玻璃的硅质耐火泥浆砌筑。砌体砖缝的允许厚度为：煅烧罐和火道盖板1～3mm；火道隔墙及四周墙2～4mm。a.煅烧罐的砌筑：煅烧罐是一个中空长方形的柱形体，罐体各砖层均由异形砖组成。煅烧罐砌砖时，应先干排验缝，然后从两端向中心砌筑。保持罐体正确的内形是施工中的一个重要关键。砌筑过程中，应于炉子生产时炉料由上往下降落，所以砌体的内表面严禁有与排料方向逆向的错牙，而且顺向错牙也不应大于2mm。煅烧硅砖段砌完后，要检查垂直度，其误差不得大于4mm。此外，还应随时用靠尺检查砌体上表面的平整度，并使各罐体相应砖层的标高一致。煅烧罐罐壁较薄，有的仅80mm厚。为了防止气体串漏，在砌筑每层火道的盖板前，罐壁砌体的内、外砖缝应用泥浆勾严。b.各层燃烧火道的砌筑：煅烧炉的燃烧火道位于煅烧罐的两侧，由异形砖组成。砌筑前，先干排验缝。砌筑时，要经常检查断面尺寸，确保砖缝泥浆饱满，并保持砌体清洁。每层火道盖板砖砌筑前，应彻底清扫底面和墙面的残存泥浆和杂物。同时，还要检查站盖板砖下砌体上表面的平整度，-52- 其误差值为：在每米长度内不得大于2mm；在全长内不得大于4mm。砌盖板砖时，应随砌随清除下部挤出的泥浆。每层火道砌完后，还应检查盖板砖面的标高。烧嘴砖砌筑时，应使其位置、尺寸和中心标高符合设计要求，并严格控制烧嘴中心与火道中心线的间距。c.滑动缝和膨胀缝：硅砖砌体的上部、下部与粘土砖砌体接触处，均应按设计要求留设滑动缝。滑动缝必须清洁、平整。煅烧罐与砖墙之间的膨胀缝应防止堵塞，膨胀缝与火道接触处应填塞石棉绳或耐火纤维。硅砖砌体四周与后墙粘土砖砌体之间自下而上均留有膨胀缝。缝内填充石棉—硅质耐火泥浆填料。硅砖段的后墙也由粘土砖、粘土质隔热耐火砖、红砖组成。在后墙的两侧粘土砖墙上留设的空气道、挥发分道、废气道等孔道，应彻底清扫，以保证其畅通。3）顶部粘土砖段：包括煅烧炉上部粘土砖砌体、挥发份道等孔道及其他顶部砌体。砌筑前，应在全炉普遍检查硅砖砌体上表面的标高，其误差不得超过±7mm。当煅烧罐上部加料口的截面逐层缩小时，其工作面的砖层应均匀错台砌筑；如果加料口的截面没有改变时，则应注意罐体全高的垂直度。并且，加料口的中心必须与煅烧罐的中心吻合。顶部砌体中的埋设件要埋置稳固。埋设件与砌体间的间隙可用浓耐火泥料或石棉泥料填实。炉顶的保温层和耐火浇注料，应在烘炉结束并经精整后施工。3.5.3煅烧炉工艺操作1、温度控制温度是煅烧工序的关键。要获得煅烧质量好的煅后焦，必须保持首层火道温度达到1250～1380℃，需每1小时对首层、五层煅烧炉火道进行测温一次。首、二层温度与八层温度应兼顾考虑。首、二层-52- 温度的高低决定着物料的加热速度以及挥发份的逸出速度，同样影响料最终所能达到的温度。煅烧的过程实质上是对石油焦的热处理过程。物料在料罐内自上而下流动，同时接受火道传给的热量，物料得到升温，最终被加热到1200℃以上而达到煅烧的目的，因此，火道温度对煅烧质量及炉体质量具有决定作用。根据物料煅烧温度不同，煅烧过程大体可分为预热带、煅烧带、冷却带，三者既互相关联又相互制约，焦碳就是在煅烧带完成煅烧过程的。火道温度的控制，一方面要避免温度过高，把砖砌体烧流损坏；另一方面要设法拉长煅烧带，使物料达到更高的煅烧温度。煅烧炉的温度控制一般以首二层、五层、八层为测点控制。煅烧炉的燃料挥发份，主要从首层火道引入，并主要在首、二层火道内燃烧。因此，首、二层火道挥发份的燃烧及温度制度就决定着全炉热工性能。从炉子的煅烧原理也可以看出，首、二层温度的提高，对提高物料预热温度和缩短预热带，拉长煅烧带非常重要。但是火道最高允许温度受耐火砖的耐火度和荷重软化温度限制。由于火道用硅砖砌筑，其耐火度和荷重软化温度分别为1690℃和1650℃以上，所以必须将首、二层温度控制在1250～1380℃，才能保证炉体质量。八层火道温度控制在1000～1100℃是比较适宜的，温度低些，有利于煅烧物料的冷却，减轻炉体底部烟道等粘土砖和冷却水套承受的高温压力，延长炉子使用寿命。2、火道负压的控制煅烧炉是一种负压操作的炉子。火道内燃料燃烧的过程是：料罐内受热的物料排出的挥发份经料罐上部溢出口进入挥发份大道（收集道），在负压抽力作用下进入火道与空气混合燃烧。燃烧所需空气也是在负压作用下进入火道的。燃烧产生的热烟气在负压的作用下在火道-52- 内逐层向下流动，并在流动过程中将热量传给火道砖（罐壁砖）和物料，而料罐内物料煅烧过程要求在隔绝空气条件下进行。因此，保持炉内有一定负压是必要的，但合理的使用负压才是最重要的。火道负压的测量控制点一般设在二层火道尾部。实践证明，八层煅烧炉火道负压的使用以-35～-45Pa为宜。在这个负压状态下，火道挥发份与空气能充分混合燃烧，有一定的火焰长度，各层火道温度较易控制，分布均匀。料罐内负压能保证在0～-5Pa，有利于挥发份溢出又不至于吸入空气。3、清理制度延迟石油焦挥发份高，易造成罐壁、大道、火道等挂灰结焦。为防止罐壁结焦棚料，应定期清理。一般规定，大道、溢出口每21天清理一次，罐壁4个月清理一次，横道每周清理一次，火道和溢出口不能同时清理。4、加排料制度产量、温度及质量要相互兼顾。产量高，温度就容易高，但物料的煅烧时间短，煅后焦质量不易保证；产量过低，挥发份排出量少，炉温难以控制，将导致物料煅烧温度低，质量难以保证。6#煅烧炉的工艺操作与其它煅烧炉相同，产量控制在80～100kg/h·罐，应严格按上述要求进行操作。近四年来6#煅烧炉的工艺参数及质量控制见表3-7。近四年来6#煅烧炉的工艺参数及质量控制表表3-72003年2004年2005年2006年首层温度(℃)1220125012901310五层温度(℃)1250127013001350八层温度(℃)1050108011301150分号负压(Pa)55525445总烟道温度(℃)960980990995煅烧焦真密度(g/cm3)2.032.052.072.05-52- 煅烧焦电阻率(µΩ·m)385415392402灰份(%)0.130.130.120.154.总图运输与公用辅助工程改造方案4.1.总图运输4.1.1区域位置及交通中铝某分公司位于某省郑州市上街区，其东距郑州市38km，西距古都洛阳114km，北望黄河，南依嵩山。厂区紧邻陇海铁路，G310国道由东向南从本区折转，连霍高速公路从厂区北部穿越，交通十分便利，地理位置优越。4.1.2总平面布置本项目在碳素厂原6#煅烧炉厂房内进行，故无需征用土地。区域平面图见附图。本工程改造后物料输送系统及其配套设施都采用原有系统，能够使物料系统与原有生产设施相互协调，并能在最大限度上减少建设投资。4.1.3企业运输本项目不涉及改变和增加企业对外运输量及运输方式，故不考虑企业对外运输问题。4.1.4消防与绿化某分公司目前已具备了一整套完善的消防系统。本项目改造及其改造完成后，对总平面未造成大的影响，与原有建筑物的间距均满足了通风和防火要求。本工程的建设也未影响厂区的原绿化系统，建议在工程建设完成后充分利用建筑物的周边进行绿化工作。4.2.建筑结构4.2.1设计原则-52- （1）认真执行国家或地方现行的有关设计规范和规程,遵循安全实用、技术先进、经济合理的原则，以满足工艺专业的要求。（2）确定合理的建筑形式，在节省投资、满足通风采光及生产功能要求的前提下，尽量做到美观大方，整齐统一。（3）合理选择结构方案，使得在建材选取和施工方法上，能够做到因地制宜、就地取材、施工规范，从而加快该项目的建设进度。（4）保护环境,采用行之有效的技术措施，防止粉尘、毒物、废水、废气、废渣(液)、噪声、放射性物质及其他有害因素对环境的污染，并进行综合治理和利用，使其排污、排废、排毒符合国家规定标准。4.2.2气象资料主要气候参数如下:绝对最高气温:42.9℃；绝对最低气温:-16.5℃；年平均气温:14.3℃；最热月平均气温：27.5℃；最冷月平均气温：-2℃；年最大降雨量：1048.5mm；年平均降雨量：653.8mm；日最大降雨量：247.8mm(94年7月)；日最大积雪深度：12cm；计算雪荷载：0.25kPa；最大冻土深度：27cm；年主导风向：西风（冬季为偏西风，夏季为偏东风）；年最大风速：18.3m/s；计算风压值：0.4kPa。-52- 4.2.3抗震设计根据《中国地震烈度区划图》(1990)中提供的资料，本地区基本地震烈度为7度，设计时建构筑物地震烈度按7度考虑设防。4.2.4工程地质以中国有色金属工业西安勘察院的《长铝公司碳素厂技改工程岩土工程勘察报告书》为参考，耕植土以下为黄土状土：褐黄色，坚硬状态，地基土承载力标准值在150kpa～180kpa之间。地下水位比较深，对基础无影响。土层是否有湿陷性及其他详细情况以该场地地质勘察报告为准。4.2.5建筑设计本次6#煅烧炉更新改造仍在原厂房内进行，无新建构筑物。4.2.6结构设计现6#煅烧炉厂房跨度15m，长36m，柱顶标高15.5m，采用钢结构，屋面系统采用钢筋砼工字形薄腹屋面梁和大型屋面板，钢天窗架，6m标准柱距，基础采用柱下桩基础，围护结构采用0.5mm厚压型钢板，炉基础采用钢筋砼基础。本次改造，仅将6#煅烧炉上部炉体拆除重建，其厂房及其内的其它建构筑物均不变动。煅烧炉体下钢平台支撑系统，经仔细观察后未发现异常情况，也不需改动。4.3.电力4.3.1供电电源6#煅烧炉现有用电负荷由40变配电室供给。该变配电室内设两台S9-1000/10，1000kVA变压器，现有负荷率约60%。4.3.2供电负荷本次改造的主要内容是6#煅烧炉炉体砖体部分全部重新砌筑，没有新增用电负荷。-52- 4.3.3改造方案由于没有新增用电负荷，供配电设施利用原有。4.3.4线路敷设由于6#煅烧炉炉体拆除重建，设备开停机联系呼应及警示回路需拆除并恢复，线路敷设方式仍按原有。4.3.5照明由于6#煅烧炉炉体拆除重建，与之配套的照明系统需拆除；现有照明光源为不节能光源，且损坏严重。在本次改造中，按照国家和行业规范规定的照度标准重新对照明系统进行设计。本次改造中选用高效灯具，配套光源为高效金属卤化物灯。由于煅烧炉厂房环境为高温、多导电粉尘环境特征，照明灯具及其控制配电箱，均考虑采取防尘、防爆措施。4.3.6接地接地系统利用原有，需检查原有接地装置是否有损坏和严重腐蚀，测量接地电阻是否满足规范要求。4.4.计控4.4.16#煅烧炉控制系统现状6#煅烧炉为40罐，分为两组，每组20罐。煅烧炉目前检测的参数有每个罐的二层、五层、八层温度、二层负压及总烟道的温度和负压，共计122个温度和42个压力检测点，其中压力检测由负压分配器、40个电磁阀。4只微差压变送器通过PLC控制来完成对42个压力检测点进行轮换取样。这些参数由下位机PLC实现数据采集、处理和控制，并与上位机完成实时数据通讯，计算机集中显示各测点的数值，同时完成煅烧炉工艺流程图的画面组态，历史趋势的显示，并自动生成报表和打印。4.4.2改造内容-52- 本次改造主要是6#煅烧炉炉体砖体部分全部重新砌筑，检测仪表需同期更换。1、测温元件热电偶安装在炉体，经过长时间的高温烘烤，热电偶的双层刚玉管已经严重变形，内部电极已经腐蚀，且刚玉管很脆，拆除时很容易损坏。即使拆除时没有损坏，由于内部电极严重腐蚀、元件变形，亦没有利用价值。故需要重新更换，相应的安装底座、补偿导线、电缆桥架、桥架支架均需更换。2、4只微差压变送器经过长时间运行也已经校验超差，需要更换。对应的取压管道、负压分配器、电磁阀均需要随之更换。4.4.2改造方案煅烧炉的温度和压力的检测和控制，对于提高燃烧效率、保证煅烧炉运行的可靠性和操作实用性，确保产品质量和产量，至关重要。由于碳素生产环境条件恶劣，温度高、粉尘大，因此，本次更换的热电偶、微差压变送器等仪表选用久经现场实际运行考验，性能稳定可靠的定型仪表。本次改造前后控制方式没有变化。4.5.给排水4.5.1供排水现状碳素厂现有生产、生活、消防水管网、排水设施完善。供水系统直接由厂区管网供给；厂区内部现有成型循环水泵房、煅烧循环水泵房两座，循环水供水能力分别为150m3/h、400m3/h，可满足现有生产循环水用水要求。4.5.2改造方案本次改造仅对6#煅烧炉炉体进行更新，更换冷却水套，未增加新水及循环水用量，现有外部供水系统及循环水系统完全可以满足其用水要求。-52- 本次更新改造将更新后6#煅烧炉的生产水、循环水管道与原有管道连接即可。排水系统仍利用原有。4.5.3消防现6#煅烧炉厂房内消防设施不全，本次更新改造应予以完善，加装部分消防器材：消防水栓2个、水带3盘、水枪1个、扳手1个、消防水带箱1个。4.6.采暖通风4.6.1设计依据（1）《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)；（2）《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)；（3）《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)；（4）工艺及有关专业对本专业的要求。4.6.2气象参数（1）室外设计计算参数:空气调节冬季室外计算温度：-7℃；空气调节夏季室外计算温度：35.6℃；夏季空气调节室外计算湿球温度：27.4℃；夏季空气调节室外计算相对湿度（最热月平均）：76%；冬季空气调节室外计算相对湿度（最冷月平均）：60%。（2）室内设计计算参数:采暖室内计算温度：18～20℃。4.6.3设计方案本项目仅对6#煅烧炉炉体进行更新改造，在原有厂房内进行，采暖、空调、通风设施仍利用原有。6#煅烧炉仍采用无外加燃料煅烧工艺-52- ，该工艺最终产生的烟气清澈透明，基本不含有明显污染物，不用烟气净化。煅烧炉生产中产生的粉尘主要来自石油焦煅烧前后破碎、输送岗位，已设有通风除尘设备。5.节能措施及效益5.1.采用无外加燃料煅烧工艺,充分利用了原料中的挥发份6#煅烧炉为八层火道顺流式罐式煅烧炉，采用无外加燃料煅烧工艺。煅烧炉启动之初，需加入燃料点燃。烘炉完毕后，将石油焦煅烧时产生的含挥发份烟气引入煅烧炉火道，并在火道口引进空气进行燃烧；正常运行时，全部采用石油焦中挥发份作燃料维持炉子热平衡，替代外加燃料，从而实现无外加燃料的煅烧。由于煅烧炉充分利用了原料中的挥发份，在正常生产时，做到了无外加燃料煅烧，每台炉每小时可节约煤气300Nm3。5.2.有效利用高温烟气余热，减少排放煅烧炉排出的高温烟气温度达1000℃左右，每台炉每小时排出的高温烟气8500×1.67=14195Nm3，每小时排出的高温烟气热量约为2.33×107KJ。高温烟气余热仍可利用，可作为碳素厂已装余热锅炉需大修时的备用热源或其他能源利用的热源。当回收后烟气的温度为300℃时，每台炉每小时排出的高温烟气可回收热量约为：14195×1.05×（1000-300）＝1.04×107KJ，折标煤0.355t，则余热部分年可回收0.355×24×365＝3110t标煤。碳素厂煅烧炉烟气余热均得到了有效利用，本次改造仍预留有烟气余热利用口。5.3.采用节能灯具，节约用电现有厂房照明采用不节能灯具，本次将随炉子拆除，并更新为节能型灯具以利于提高光效，节约用电。拟选用灯具寿命长，光通量大，功率因数高（达0.9以上）。-52- 综上所述，本次技改工作的节能效果是显著的。6.消防某分公司目前已具备较完善的消防系统。1、本项目改造及其改造完成后，对总平面未造成大的影响，与原有建筑物的间距均满足了通风和防火要求。2、炉体温度高达1000多度，其排出的高温烟气温度也在1000℃左右，特别是充分利用烟气余热加热热媒炉导热油，火灾隐患比较大。如果出现停电等事故，热媒炉温度突然升高，如处理不及时，将造成炉体爆炸。现6#煅烧炉厂房内消防设施不全，本次更新改造应予以完善，加装部分消防水栓、水带、水枪、扳手、消防水带箱等消防器材。7.环境影响评价7.1.社会与自然环境概况中铝公司某分公司位于郑州市上街区，上街区在某省省会——郑州市的西部，距郑州市区38km，上街区北枕黄河，南靠嵩山，周边与荥阳、巩义接壤，全区地势南高北低，地势开阔。陇海铁路，连霍高速公路从本区北部穿越，310国道由东向西，在上街区折转向南，其交通十分便利。上街区位于黄河一级冲积轴扇上，绝对标高147.6m。本区属大陆性季风气候区，春夏冬干燥、秋季多雨，年平均气温14.3℃，平均降雨量635.8mm，主导风向为东风，风频13.5%，次主导风向为西风，年平均风速2.0m/s，本区主要地表水系为黄河及其支流汜水河。上街区是典型的工业区，本区以铝工业、建材工业为主，主要工业企业是中国某铝业公司、中铝某分公司、地方水泥厂、阀门厂等。上街区存在一定程度的大气污染，某分公司是区域内最大污染源，其大气污染负荷占区域的96.3％，大气污染物主要为烟尘、粉尘、SO2等；区域内主要水污染源是居住区生活污水，某-52- 分公司污水排放量占区域的18.4％，COD占15.14％。该区已受到TSP、PM10较为严重的污染，TSP日平均浓度范围在0.093～1.32mg/Nm3之间，最大值出现在东北厂界，所有监测点日均浓度均出现超标现象，超标率为20～80％，超标倍数0.19～1.64倍。PM10日平均浓度范围在0.081～0.968mg/Nm3之间，所有监测点均出现超标现象，超标率20～100％，超标倍数在0.63～2.87之间。SO2污染较轻，其1小时平均浓度和日均浓度均未出现超标，1小时平均浓度最大值在0.005～0.408mg/m3，占国家标准的1～82％，日均浓度值则更低，仅占国家标准的14～54％。根据2004年监测资料，本区Bap日平均浓度在0.0029～0.0094μg/Nm3之间，日平均浓度均不超标。枯河和唐岗水库水质已受到工业和居民生活污水的污染，上街区生活污水未经处理直接排放是造成的枯河和唐岗水库污染的主要原因。枯河水水质超过地表水Ⅴ类标准。唐岗水库水质超过地表水Ⅳ类水质标准，但符合农灌标准。枯河沿岸地下水中pH值、氟化物、总硬度和溶解性总固体等4项因子满足《地下水质量标准》Ⅲ类水质要求。厂界噪声和敏感点噪声均满足相应标准要求。7.2.编制依据及执行的标准根据《建设项目环境保护管理条例》中华人民共和国国务院第253号令，《建设项目环境保护设计规范》（89）国环第002号和《有色金属工业环境保护设计规定》YSJ017—92的规定，特编制本报告。本工程严格执行下列标准：（1）《大气污染物综合排放标准》GB16297—1996，二级标准（新）；（2）《工业窑炉大气污染物排放标准》GB9078—1996新扩改建工业炉窑二级标准；（3）《污水综合排放标准》GB8979—88，二级标准；-52- （4）《工业企业噪声设计控制规范》GBJ87—85；（5）《工业企业厂界噪声标准》GB12348—90，Ⅱ类标准；（6）《工业企业设计卫生标准》TJ36—79。7.3.主要污染源和主要污染物本项目主要污染源为煅烧炉。7.3.1废气污染源及污染物煅烧炉以石油焦煅烧时产生的含有大量挥发份的炉气作燃料，排入大气的烟气成分主要有少量未燃烧的挥发份（氢气、多族芳香烃）、粉尘等，无CO和其他气体的可燃物。7.3.2废水污染源污染物煅烧炉冷却水套冷却水，水质洁净，基本不含有明显污染物。7.3.3固体废弃物污染源本项目产生的固体废弃物主要是煅烧炉大修时拆除的废弃耐火材料和建筑材料。此类废弃物属无害的一般性固废，一般可将之作为建筑材料铺路、填沟用。7.4.污染治理措施7.4.1煅烧炉烟气的治理本项目6#煅烧炉为八火道顺流式罐式煅烧炉，由2台20罐组成，采用无外加燃料煅烧工艺。除煅烧炉运转初期点火需要燃料外，煅烧炉转入正常运转时即可将石油焦煅烧时产生的含有大量挥发份的炉气引入炉内火道作为燃料，充分利用了炉气中可燃成份，无须再加燃料；经实测该工艺最终产生的烟气清澈透明，基本不含有明显污染物，不用烟气净化。由于煅烧炉运转率高、易操作，热量能自身平衡，其产生的烟气温度很高；为节约能源，其高温炉气还作为沥青熔化之热源。7.4.2工业废水的污染防治-52- 煅烧炉生产过程中产生冷却水，水质洁净。为节省工业用新水，防止外排水造成的污染，煅烧炉冷却水采取闭路循环措施，并设置水冷却塔，保证煅烧炉对冷却水的要求。碳素厂现有循环水设施完善，满足本次改造要求。本工程无新增生活设施，无定员增加，无新增生活污水排放。7.4.3固体废气物的处置本工程在生产过程中不产生典型的工业废渣，煅烧炉在定期大修时产生较大数量的耐火材料和建筑材料等固体废弃物属一般性固体废弃物，可作为建筑材料和铺路、填沟之用。7.4.4煅烧炉生产的通风除尘煅烧炉生产中产生的粉尘主要来自石油焦煅烧前后破碎、输送岗位，已设有通风除尘设备。7.5.环境管理及监测、环境管理及监测机构某分公司环保管理机构健全，环保管理工作实行三级管理，成立有安全环保管理委员会，由公司总经理任主任，负责全公司环境保护工作的组织、协调和指导；在公司一级机构中设有安全环保部，各二级单位设有安全环保科，各车间设有安环人员。某分公司设有环境监测站，承担全公司环境监测、工业污染源的测定监测任务，并设有综合分析、大气监测、工业卫生等科室，共有技术人员28人，其监测手段完善，监测设备完备。根据《建设项目环境保护设计规定》，应设立环保机构对碳素厂实施有效的环境管理。碳素厂已设有安全环保科，某分公司设有环境监测站，本工程不再考虑，碳素厂工业污染源将接受公司定期监测以及省市环保部门监督。7.6.环境影响初步分析本工程为某-52- 分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目，采用无外加燃料的罐式煅烧炉符合碳素生产行业的技术政策，其产品品质优良。由于采用无外加燃料煅烧工艺，除煅烧炉运转初期点火需要燃料外，煅烧炉转入正常运转时即可将石油焦煅烧时产生的含有大量挥发份的炉气引入炉内火道作为燃料，充分利用了炉气中可燃成份，无须再加燃料；经实测，该工艺最终产生的烟气清澈透明，基本不含明显污染物。由于煅烧炉热量能自身平衡，其产生的高温炉气还作为沥青熔化之热源，做到了热能的综合利用。煅烧炉生产过程中产生的冷却水采用闭路循环措施，节约了工业用新水，减少了外排水量。本工程不增加新的环保设施。由于采取了一系列污染防治和节约能源的措施，本工程建成投用后，将可实现污染物排放全部达标。从促进出口创汇和资源、能源的综合利用等方面考虑，本工程应予以支持。8.劳动安全卫生8.1.设计依据及采用标准本项目依据以下规范及标准进行设计：1、《中华人民共和国安全生产法》；2、《中华人民共和国劳动法》；3、《中华人民共和国职业病防治法》(2002年5月1日实施)；4、《建设项目职业病危害分类管理办法》[卫生部令(2002)第22号]；5、《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》(1996)原劳动部令第3号；6、《有色金属工厂安全卫生设计规范》(88)原中色安字第0958号；7、《碳素生产安全卫生规程》(GB15600-1995)；8、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)；9、《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)；-52- 10、《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2002)；11、《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)；12、《高温作业分级》(GB/T4200-1997)；13、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)(2000年修订本)；14、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)；15、《机械防护安全距离》(GB12265.1-97)；16、《建筑采光设计标准》(GB50033-2001)；17、《工业企业照明设计标准》(GB50034-1992)；18、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992)；19、《电气设备安全设计导则》(GB4046-83)。8.2.劳动卫生措施本工程设计严格执行有关职业卫生设计规范，对各类职业危害因素采取有效措施加以控制，改善职工生产作业环境。煅烧炉运行时散发很多热量，其火道温度高达1250℃～1380℃，其周围的温度也有好几十度，气流较大。采取给操作人员配备完善的劳动保护用品，值班室和操作室安装防暑降温和采暖设备，经常强调人员在作业中严格遵守岗位安全规程等措施。煅烧炉产生的含挥发份烟气，采取引入火道代替燃料的措施，节约了能源，其最终产生的烟气清彻透明，基本不含有明显污染物，不用净化。对产生强烈噪声的设备，根据噪声的不同特性，已分别采取隔音、减振和加装弹性风筒的降噪措施，保障职工免受噪声的污染危害。根据国家相关规定，车间设置更衣室、休息室，厂区设浴池、值班室和集中控制室。8.3.工业安全措施煅烧炉生产中主要职业危险高温，其火道温度高达1250℃～1380℃-52- ，其周围的温度也有好几十度，气流比较大。罐式煅烧炉的操作，主要是调温、加料、排料、清理。生产中要进行温度的监控和煅烧炉常见故障的处理，如：棚料，结软焦、下火放炮、负压波动、溢出口、下火口及火道挂灰等及定期的清理，均属于高温危险人工作业。尤其是棚料处理存在很大危险，曾发生大棚料造成2#煅烧炉整组挥发份道大面积爆炸性破坏，对周围作业人员造成非常危险的伤害未遂事故；排料作业在处理卡铁时，作业面小，高温烘烤强烈；下棚料高处的处理也存在很大危险性。根据煅烧炉生产的特点及过程中可能存在的不安全因素，本工程将采取有效措施，防范各类人身伤害事故。1、本工程设计力求工艺先进，控制系统灵敏完善，确保所选的设备性能优良，符合《生产设备安全卫生设计总则》的要求，从而实现生产作业的连续性和生产作业的机械化、自动化，减轻工人劳动强度，提高劳动生产效率。2、在生产现场设置各类安全防护装置，包括安全罩，防护栏、网，防漏电、防触电、防爆装置；高温场所设置警示牌。3、对易燃易爆物品及其场所，严格安全管理，均按照防火、防爆要求选用设备、设施及安全照明；产生扬尘岗位，采用防尘、防爆电机等，把不安全状态降低到最小范围和最低程度。4、电气设备设置完善的接地保护装置；根据国家标准《工业企业照明设计规定》和行业照明照度标准，保证室内外照明要求。5、设置完善的消防管网，按规定配备消防设施和消防器材。6、对高大建筑（含烟囱）设置避雷设施，经常检查、测试其完好程度，防止雷电伤害。8.4.劳动安全卫生机构设置劳动安全卫生机构实行四级管理，某分公司设-52- 立有安全环保委员会，负责全公司的安全生产的组织、协调和指导；在公司一级机构中设有安全环保部，下设安技科、安全管理科、大坝科；碳素厂设有安全环保科，各车间设有安全员，共有安全管理人员10人，安全环保工程师2人，在公司安全环保部领导下负责碳素厂的日常安全管理、安全教育、特殊工种安全教育的组织，参与制订和修订安全生产管理制度、安全技术规程、操作规程和作业标准，参加新建、扩建、改建等工程设计和施工计划的审查，参加工程的竣工验收、外委施工等的安全管理，确保“三同时”的落实和执行，并负责工伤事故的调查、统计、建档和职业病人员的体检、建档。8.5.安全卫生措施评价本工程安全卫生防范措施严格按照“三同时”的原则与主体工程同时设计。本设计从生产工艺、设备选型和辅助用室的设置上，都考虑了改善工人劳动安全卫生条件的问题。对有粉尘、余热及噪声产生的岗位采取了相应的治理与保护措施，工作场所有害物含量可满足卫生标准的要求；噪声值控制在85dB(A)以下(工作场所操作人员每天连续接触噪声8h)；辅助用室采光照明及安全设施的设计也都满足国家的有关规定与标准。本设计符合国家安全规范、规程和标准的要求。通过综合治理，能有效地改善工人工作环境和保护工人的身体健康，确保设备的安全运行。9.工程估算9.1.概述本工程为某分公司碳素厂6#煅烧炉更新改造项目。煅烧是碳素工艺中的重要环节，煅烧炉能否正常运行直接影响到成品碳阳极的产量和质量。目前，6#煅烧炉内衬毁损严重，火道烧蚀严重。为保证焙烧炉的供给，降低能耗，提高质量，急需对6#煅烧炉进行更新改造。-52- 9.2.项目建设投资本项目建设投资783.38万元。其中：建筑工程费:487.47万元；设备购置费：71.5万元；安装工程费:72.86万元；工器具费：0.43万元；其它费：99.88万元；预备费：51.25万元。9.3.编制依据9.3.1建筑工程按照土建专业提供的工程实物量,套用《某省建筑工程概算定额》和《某省建筑工程预算定额》，以及郑州市建委下发的有关文件等。9.3.2机械设备安装工程按照工艺专业的各项设备及安装工程量，参照《某省安装工程单位综合基价》机械设备安装部分，及郑州市建委下发的有关文件等。9.3.3电气设备安装工程按照电气专业的设备及安装工程量，套用《某省安装工程单位综合基价》的电气部分计算,及郑州市建委下发的有关文件等。9.3.4炉窑砌筑工程工程量参照相关图纸及专业提资，套用《某省安装工程单位综合基价》的炉窑砌筑部分计算,及郑州市建委下发的有关文件等。9.3.5自控仪表工程按照自控专业及仪表专业提供设备仪表的安装工程量，参照我院类似工程指标。9.3.6金属结构制安工程-52- 工程量参照相关图纸及专业提资，套用《某省安装工程单位综合基价》的工艺金属结构制作安装工程部分计算,及郑州市建委下发的有关文件等。9.3.7设备购置费1、标准设备标准设备，参照《工程建设全国机电设备厂2004年价格汇编》的出厂价,加上运杂费和采购保管费；此外，参照中国铝业有限公司某分公司技改工程的采购价及我院历年积累的资料定价。2、非标准设备非标设备，参照《有色金属工业非标准设备定价办法》、中国铝业有限公司某分公司技改工程的制安价，不足部分按非标设备重量及加工件的复杂程度估价。3、设备运杂费为设备原价的6%。9.3.6工程建设其他费用参照2001年《有色金属工业建安工程费用定额及工程建设其他费用定额》。9.3.7预备费：基本预备费按照7%计取，涨价预备费目前无相关规定，按零计算。9.3.8编制深度参照《有色金属项目可行性研究报告编制原则规定》，设计费按照《工程勘察设计收费标准》计取。9.4.投资分析9.4.1按投资构成分析见表9-1。按投资构成分析表表9-1序号费用名称金额(万元）所占比例1工程费用632.2680.71-52- 1.1建筑工程487.4762.231.2设备71.509.131.3安装工程72.869.301.4工器具费0.430.052其它费99.8812.753预备费51.256.544静态投资783.38100.009.5.概算表总概算表见表9-2。单位工程表见9-3。-52- 6#煅烧炉改造总估算表表9-2编号工程及费用名称估算价值（万元）占总值（%）技术经济指标建筑设备安装工器具其他总值单位(m)数量指标一工程费487.4771.5072.860.430.00632.26　　　　1煅烧炉本体487.47　　0.00　487.47　　　　1.1煅烧炉砌筑305.11　　　　305.11　　　　1.2煅烧炉钢结构159.93　　　　159.931.3烘炉22.43　　　　22.432煅烧炉仪表　71.5058.240.43　130.173煅烧炉电气　0.0014.07　　14.074消防　　0.55　　0.55二工程建设其他费用　　　　99.8899.88　　　　1土地使用费　　　　0.000.00　　　　2建设单位管理费　　　　17.0717.072.70　　　3工程建设监理费　　　　9.489.481.50　　　4工程保险费　　　　2.532.530.40　　5勘察设计费　　　　53.8453.84　　6联合试运转费　　　　6.956.951.10　　　7安全环境影响评价费　　　　10.0010.00　　　　三基本预备费　　　　51.2551.257.00　　　固定资产静态投资　　　　　783.38　　　　建设期贷款利息　　　　0.00　　固定资产动态投资　　　　　783.38　　　　建设总投资487.4771.5072.860.43151.13783.38四拆除52.56　　　　52.56　　　　-59- 6#煅烧炉炉窑砌筑单位工程单位：万元表9-3-1序号名称技术性能及规格单位数量折合立方材料安装单位数量单价合价砌筑单价合计1异型硅砖　t246.67m362.752050.190847.060.15729.86462272标准硅砖：　t326.24m382.504580.15951.870.157212.9697213高铝转：　t5.07m30.9148870.140.710.15720.14382034粘土耐火砖：　t1378.08m3518.80640.0796.470.157281.5563595填料：　t30.00m311.294120.082.400.0520.58729416耐火混凝土：　t4.58m3　0.050.23007锆质干粘　t0.83m3　1.51.250　　　　　　　　　199.99023　105.122　合计　　　　　305.112-59- 6#煅烧炉钢结构单位工程单位：万元表9-3-2序号名称技术性能及规格单位数量设备材料钢结构单价合价单价合价制安单价合计1上水套　t39.8136　　　　0.9337.02662下水套　t16.4470　　　　0.9315.29573底板HT25-47t81.6645　　　　0.8670.23154钢柱　t6.7360　　　　0.885.92775槽钢横梁　t9.6000　　　　0.888.44806炉体铁件　t10.2564　　　　0.788.00007排料拉杆及辅助备件　套1　　　　15　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　159.929　合计　　　　　159.929-59- 6#煅烧炉烘炉费用单位：万元表9-3-3序号名称技术性能及规格单位数量设备材料钢结构单价合价单价合价制安单价合计1冶金焦（块状）　t100　　0.05695.6900　　2烟煤（大同块煤）　t250　　0.04812.0000　　3高压气管　个2　　0.00320.0064　　4手动葫芦1.5t×3m个6　　0.0450.2700　　5架车下盘　辆7　　0.01090.0763　　6架车内外带　套8　　0.0040.0320　　7锨把　根60　　0.0010.0600　　8铁锨　把30　　0.00150.0450　　9帆布手套　双100　　0.00020.0200　　10石棉绳　kg240　0.00060.1440　　11石棉绒　t4　0.120.4800　　12铁丝10#kg100　0.000350.0350　　13圆钢φ12kg200　0.000340.0680　　14圆钢φ20kg247　　0.000340.0840　　15焊接钢管6″m200　　0.00661.3200　　16钢板δ=3kg1000　　0.0004420.4416　　17铝质油杯14×1.5个200　　0.0020.4000　　18钢板δ=1.5kg1000　　0.0005020.5016　　19零星材料(披肩帽，破布、卷尺等)　　　　　0.1052　　材料合计　　　　　21.779　　配合人工人工0.0048　　1350.648　　烘炉费用合计　　　　　22.427　　-59- 6#煅烧炉仪表单位工程单位：万元表9-3-4序号设备名称技术性能及规格单位数量设备材料安装单价合价单价合价设备材料1热电偶WRP-130S，L=1500mm双层刚玉支800.5544　　6.6　2热电偶WRN-121k，L=1500mm双层刚玉支420.5523.1　03.46503微差压变送器EJA-120A-DES4A-92NN/NF1台41.14.4　00.6604电磁阀Q22JD-2A0.8~1.0MPa220VAC个40　　0.0200.800　0.2405高温补偿导线SCHB2×1.5m5000　　0.0028.000　2.4006高温补偿导线KCHB2×1.5m3000　　0.0024.800　1.4407电缆桥架BRC12015200×150m350　　0.05519.250　5.7758角钢L30×30×3m600　　0.0010.358　0.1079角钢L50×50×5m300　　0.0010.366　0.11010槽钢[10m300　　0.0030.934　0.28011普通焊接钢管φ50m50　　0.0020.080　0.02412普通焊接钢管φ32m300　　0.0010.300　0.09013普通焊接钢管φ20m300　　0.0010.165　0.05014镀锌钢管φ20m1800　　0.0011.404　0.42115钢板厚度3mm，1400×6000张1　　0.0950.095　0.028　　　　　　　　36.55210.72510.966　合计　　　71.5　58.243-59- 6#煅烧炉电气单位工程单位：万元表9-3-5序号设备名称技术性能及规格单位数量设备材料安装单价合价单价合价设备材料1泛光灯NSC9180，配150W金卤灯套12　　0.283.3601.0082投光灯NSC9720，配250W金卤灯套6　　0.321.9200.5763投光灯NSC9700，配400W金卤灯套4　　0.351.400.424防爆照明箱BXM61-2台4　　0.080.3200.0965动力电缆VV-1000-3×25+1×16m300　0.00762.2800.684　　VV-1000-4×4m300　0.000960.28800.0864　　VV-1000-2×4m600　0.00040.2400.0726控制电缆RVVP-500-2×1.5m300　0.000310.09300.02797金属软管Φ20m500　0.0010.500.158镀锌钢管Φ25m300　0.00110.3300.0999电铃φ75mm，AC220V只3　0.030.0900.027　　　　　　　10.82103.2463　合计　　　　14.067-59- 6#煅烧炉消防单位工程单位：万元表9-3-6序号名称技术性能及规格单位数量设备材料安装单价合价单价合价设备材料1消防水栓2个　套2　　0.0140.02800.00842水带3盘　套3　　0.110.3300.0993水枪1个　套1　　0.00280.002800.000844扳手1个　台1　　0.0080.00800.00245防水带箱1个　m1　0.0530.05300.0159　　　　　　　0.421800.12654　合计　　　　0.5486#煅烧炉拆除单位工程单位：万元表9-3-7序号名称技术性能及规格单位数量折合立方材料钢结构单位数量单价合价拆除单价合计1异型硅砖　t246.666875m362.75205　　0.0694.3222标准硅砖　t326.236875m382.50458　　0.0695.6833高铝转　t5.07m30.914887　　0.0690.0634粘土耐火砖　t1378.079375m3518.8064　　0.06935.7345钢结构　t164　　　　0.0457.386电气管线　　　　　　　　0.77仪表　　　　　　　　1.5　合计　　　　　　055.382-59- 10.技术经济评价本项目为6#煅烧炉改造工程，现按《建设项目经济评价方法与参数》，《有色金属工业技术经济设计规范》、《投资项目可行性研究指南》以及国家现行财税政策进行财务评价。评价范围界定在6#煅烧炉的投入产出，建设期半年，生产期15年。10.1.生产组织及定员本项目定员由厂内调配解决，不再增加。10.2.项目实施计划本项目建设期按半年考虑，建议的建设进度如下。可研及初设报批：3个月完成施工图设计:2个月开工建设至竣工投产:6个月10.3.资金筹措本项目静态投资为783.38万元，具体见下表10-1。静态投资表表10-1序号费用名称金额(万元)备注1工程费用632.261.1建筑工程487.471.2设备71.501.3安装工程72.861.4工器具费0.432其它费99.883预备费51.25合计783.381+2+3资金来源为中国铝业股份有限公司拨款。无需借入资金，资金构成较为简单，建设期利息为零。3 本项目为改造项目，考虑不增加流动资金。项目总资金为783.38万元。10.4.成本与费用10.4.1.直接工资与其他直接支出本项目不增加人员，工资按零计算。10.4.2.制造费用制造费用是指企业生产单位（分厂、车间）为组织和管理生产所发生的生产单位房屋建筑物、机械设备等的折旧费、修理费、矿山维简费、低值易耗品、水电费、办公费、差旅费，劳动保护费及其他制造费用。固定资产折旧按分类折旧，采用分类平均年限法计算折旧年限如下:房屋及建筑物20年机器设备15年固定资产净残值率按5％计算。修理费按设备原值的3％计算。其他制造费按总制造费的15％计算。经计算，年平均制造费用为64.57万元。10.4.3.管理费用管理费用是指企业行政管理部门为组织和管理经营活动而发生的费用，其中包括：企业管理及服务人员工资、职工福利费、折旧费、无形资产及递延资产摊销、修理费、工会经费、职工教育费、劳动保护费、土地使用费、矿产资源补偿费、业务招待费和其它管理费用等项目。由于企业管理及服务人员工资、职工福利费、折旧费、修理费已计入制造成本，因此管理费用不包括以上各项。无形资产及递延资产摊销年限如下：无形资产摊销年限10年递延资产摊销年限5年3 其它管理费按占总管理费用的30％计算。经计算，年平均管理费用为19.9万元。10.4.4.财务费用本项目无借入资金，所以财务费用不发生。10.4.5.销售费用销售费用是指企业在销售产品、自制半成品和提供劳务等过程中发生的各项费用以及专设销售机构的各项经费。本项目产出直接作为焙烧的原料，所以销售费用不计。10.4.6.总成本总成本费用由制造成本、管理费用、财务费用、销售费用组成。经计算，总成本及分类成本如下：序号项目单位数值备注1总成本费用万元/年84.47年平均1.1制造成本万元/年64.57年平均1.2管理费用万元/年19.9年平均1.3销售费用万元/年0年平均1.4财务费用万元/年0年平均10.5.效益分析根据项目评价原则，改造项目应采用有无项目对比法进行分析评价，根据本工程项目实际情况及特点，6#煅烧炉目前无法正常生产（无项目视为零），项目建成后带来下述效益：6#煅烧炉建成投产后，年产煅后焦20000t以上。每吨煅后焦价格为1400元，煅前石油焦价格950元/吨，煅后焦的实收率按0.75计算，则每吨煅后焦，可创效益为：1400-950÷0.75＝133.3元/吨。10.6.盈利能力分析盈利能力分析主要是考察投资的盈利水平，通过项目逐年现金流量分析，可以直观项目的盈利能力。3 通过计算的本项目各项指标如下：序号项目单位数值备注1全投资内部收益率19.12%企业所得税前16.00%企业所得税后2全投资NPV(Ic=12%)万元/年294.94企业所得税前168.5企业所得税后3投资回收期年4.89企业所得税前6.2企业所得税后4投资利润率18.69%年平均值5投资利税率23.1%年平均值通过以上各项指标的计算结果看出：该项目全部投资所得税前财务内部收益率为19.12%，均高于公司规定的财务基准收益率12%；该项目所得税前全部投资投资回收期为4.89年，均低于行业规定的基准投资回收期9年。10.7.综合评价综上所述，处于对企业自身长远发展的考虑，某分公司决定对6#焙烧炉进行改造。改造完成后不但能提高碳素厂的产能，保证出口任务的顺利进行，提高经济效益，而且也可避免因大修而造成的停产，同时也为其它煅烧炉的改造积累了宝贵的技术经验。可最大限度的发挥投资效益和经营效益。所以本项目是可行的，望尽快实施。附表10-1生产成本和费用估算表。附表10-2损益表。附表10-3财务现金流量表。11.主要设备及材料表1、工艺专业主要设备材料明细表见表11-1。2、电力专业主要设备材料明细表见表11-2。3、计控专业主要设备材料明细表见表11-3。3 工艺专业主要设备材料明细表表11-1序号设备及材料名称规格性能单位数量单重(kg)总重(kg)备注1硅砖G型砖149113.42高铝砖L型砖6123粘土耐火砖N型砖828394硅砖T型砖954335高铝砖T型砖19446硅质耐火泥250007粘土耐火砖T型砖7194798高强轻质粘土砖T型砖60859.89机制红砖14688010水泥粘土砂浆1320011填料3000012石棉板δ＝4.8mm104213石棉绳φ1014614硅酸铝干毡δ＝7mm14015高铝干毡δ＝10mm7016高铝干毡δ＝13mm19017高铝干毡δ＝40mm5018上水套个4019下水套个1220烟道闸板个43 电力专业主要设备材料明细表表11-2序号设备名称规格性能单位数量单重(kg)总重(kg)备注1泛光灯NSC9180，配150W金卤灯套12防护等级IP562投光灯NSC9720，配250W金卤灯套6防护等级IP563投光灯NSC9700，配400W金卤灯套4防护等级IP564防爆照明箱BXM61-2台45动力电缆VV-1000-3×25+1×16米300VV-1000-4×4米300VV-1000-2×4米6006控制电缆RVVP-500-2×1.5米3007金属软管φ20米5008镀锌钢管φ25米3009电铃φ75mm，AC220V只33 计控专业主要设备材料明细表表11-3序号设备名称规格性能单位数量单重(kg)总重(kg)备注1热电偶WRP-130S，L=1500mm，双层刚玉支802热电偶WRP-121k，L=1500mm，双层刚玉支423微差压变送器EJA-120A-DES4A-92NN/NF1台44电磁阀Q22JD-2A，0.8～1.0MPa，220VAC个405高温补偿导线SCHB2×1.5米50006高温补偿导线KCHB2×1.5米30007电缆桥架BRC12015200×150米3508角钢∠30×30×3米6009角钢∠50×50×5米30010槽钢[10米30011普通焊接钢管φ50米5012普通焊接钢管φ32米30013普通焊接钢管φ20米30014镀锌钢管φ20米180015钢板厚度3mm，1400×6000mm张13'