年产二十万吨镁及镁合金项目可行性研究报告 99页

'年产二十万吨镁及镁合金项目1、总论1.1项目的来源及背景进入21世纪，资源和环境已成为人类可持续发展的首要问题。随着很多金属矿产资源的日益枯竭，镁以其资源丰富而日益受到重视，特别是结构轻量化技术及环保问题的需求更加刺激了镁工业的发展。镁合金作为最轻的工程金属材料，具有高比强度、比刚度，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、航天、航空和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料。镁合金已成为21世纪最令人瞩目的绿色环保金属材料。近年来，随着各国对镁应用技术开发力度的加大，镁合金应用消费增长迅速，可以预见在今后几年，镁合金产品将在很多领域以其独到的性能和价格优势更多地替代铝合金和塑料制品，镁合金的开发应用将会在全球范围内得到快速发展。从2001年起,国家发改委和科技部就将镁合金列入优先发展的产业；科技部将“镁合金应用开发及产业化”列入“十五”科技攻关重大专项；2005年12月21日国家发改委公布的《促进产业结构调整暂行规定》和《产业结构调整指导目录》中，把高品质镁合金铸造及板、管、型材加工技术开发项目列入鼓励类发展项目。2006年，国家科技部又公布了“十一五”“镁及镁合金关键技术开发及应用”的重大支撑项目，国家再投入5000万元人民币作为导向资金，用于镁的关键技术开发及镁的应用。国家政策的高度导向，有利于我国镁工业由原镁生产向高技术含量、高附加值深加工产品转变，加速我国镁产业从资源优势向经济优势转变，把我国从镁生产大国发展成为镁合金工业强国。1.2项目的意义及必要性98 对90年代以来国际主要金属材料发展趋势的分析表明，钢铁、铜、铅、锌、铝等材料的应用呈下降或缓慢增长趋势，而镁则以每年大于20％的速度保持快速增长。镁合金作为最轻的工程金属材料，具有密度轻、比强度及比刚度高、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强等特点。因此镁合金在汽车工业、手动工具、纺织机械、航天航空、信息产业等领域得到了日益广泛的应用，从而导致持续增长。镁合金已成为21世纪最令人瞩目的绿色环保金属材料。近年来，随着各国对镁应用技术开发力度的加大，镁合金应用消费增长迅速，总体来看，阻碍镁应用发展的两大瓶颈——技术和价格，在90年代以来已取得了重大突破，可以预见在今后几年，镁合金产品将在很多领域以其独到的性能和价格优势更多地替代铝合金和塑料制品。我国是世界上金属镁生产大国。上个世纪八十年代以来，由于当时世界镁的需求量激增，而电解镁建设的一次性投资高，建厂周期长，菱镁矿原料短缺，“三废”问题不易解决；皮江法炼镁具有生产工艺简单、投资省、见效快的优点,适应了世界镁市场的需求，在我国得到了长足的发展。我国从一个镁进口国一举成为镁出口国。同时，必须注意到，由于我国镁合金增长速度远远跟不上镁产量的增长速度，我国的镁合金80%依赖于世界镁合金市场。我国镁合金工业在布局、产业结构、技术装备和产品品种等方面，与世界发达国家相比，还需进一步调整、提高。从我国镁工业现状看，主要问题是结构性矛盾突出，低水平重复建设严重。其主要表现在：一是企业结构不合理，规模小。我国的镁企业，多数为500～5000t/a的中小厂家。5000t/a以上的大厂家，为数不多。经过企业合并，2007年按产量万吨以上计镁企业共15家，产量40.37万吨，占总产量的61.23%。小型企业过多，带来的影响自然是规模的集中度不够，投资分散，市场竞争能力弱。二是能源利用不合理。我国有相当一部分的镁厂，用煤直接作燃料，这种技术虽然具有生产工艺简单、投资省、见效快的优点，但技术装备水平较低，能耗高，环境污染严重。在环保压力下，这部分企业面临着停产和关闭的命运。虽然目前大部分镁厂采用发生炉煤气和焦炉煤气为燃料，但在能源利用方面做得不够，余热利用不充分，导致生产过程能耗较高，吨镁消耗优质燃料煤近10吨；工艺物料制备系统密闭性差，物料跑漏浪费严重，同时也污染环境，使劳动条件恶化；还原系统炉窑设备及生产作业方式仍然处于较原始的水平，不仅劳动强度大而且劳动生产率低。三是我国镁产品结构不合理，98 虽然有许多镁厂生产镁合金，但总体而言，生产装备水平较低，产品质量和质量稳定性较差；部分镁合金生产商以镁锭作为镁合金生产原料，无疑增加了镁二次熔化的燃料、熔剂消耗以及镁的重熔烧损，增加了生产成本。况且产品结构单一，附加值低，缺乏高品质、高附加值、高科技含量的镁合金深加工产品，我国的镁产业在国际市场上缺乏竞争能力。因此，急需以新技术和先进装备改造和提升镁合金冶炼及加工产业水平，建立科技型、环保型、效益型的机械化、自动化的“新型镁合金综合利用示范企业”，生产优质镁合金，以带动和影响镁冶炼行业健康有序地发展。针对以上问题，本项目在技术方案上充分总结我国镁工业发展取得的经验，在镁冶炼和镁合金生产部分采用最先进的技术和设备方案，降低生产能耗，提高生产效率；在能源的利用上，配套相应的兰碳产能，将其生产过程中产生的半焦煤气用作原镁和镁合金生产的原料，实现能源高效益和高效率的利用。本项目将建成具有现代化工业特色和具有市场竞争力的镁合金综合利用示范工程，在技术方案上充分总结我国镁工业发展取得的经验，在原镁冶炼和镁合金生产部分采用最先进的技术和设备方案，降低生产能耗，提高生产效率；在产品结构上，注重高品质镁合金及其加工制品的生产，适应我国镁产业发展方向，利于我国镁产业结构的优化与健康发展。本项目建设地点选在能源、资源供应条件优越的经济开发区。项目的实施不仅对地区经济发展具有重要作用，同时对我国镁产业水平升级，促进其优化发展也具有重要意义。1.3本项目市场竟争力优势分析（1）丰富资源和地域优势本项目地区境内有丰富优质的白云石资源，而且蕴藏着丰富的煤炭、硅铁等矿产资源，得天独厚的地理条件为金属镁的生产提供了基本的原料和能源。以兰炭厂为依托的金属镁厂不仅能够消耗兰炭生产过程中的煤气达到环保要求，更降低了生产成本，提高了本项目在市场上的竞争力。98 本经济开发区信息畅通，中国移动和中国电信覆盖整个开发区，网络和邮政设施建设完善。本经济开发区依托煤炭资源优势，重点发展煤炭、电力、煤化工、石油化工、精细化工及资源综合利用的建材和新材料加工等产业，真正把资源优势转化为产业优势和经济优势。目前正是项目实施的最佳时机。（2）完善销售网络及技术人才队伍有限公司是集团的子公司。集团创建于1987年，是中国500强民营企业、中国最具市场竞争力品牌企业、中国大企业集团竞争力500强、福布斯中国顶尖企业100强、江苏省“百强企业”、浙江省首批“诚信示范企业“和“经营管理示范单位”。旗下拥有四家高新技术企业，数十家骨干企业技术力量雄厚，配备了先进检测仪器的现代化实验室，这些都为镁合金产业化项目的建设提供了必需的技术和人才。公司决定利用当地的资源及能源优势，建立一个从原镁制备、镁合金生产到镁合金加工的资源合理利用的综合性镁合金示范企业，以提高企业的综合竞争能力。（3）项目采用当前镁行业最先进的工艺技术及装备为了提高企业的综合经济实力及竞争能力，本项目注重环保与节能及资源的合理配置与利用，并采用当前镁行业成熟先进的生产工艺及技术，主要体现在以下几方面：㈠、采用先进的机械化装料技术及气力出渣系统采用机械化装料及气力出渣技术可使还原周期中的辅助作业时间缩短为目前的1/2～1/3左右，提高产能10%～15%左右；同时该技术可减少还原炉出镁时的能源浪费，稳定炉温，提高还原炉热效率，延长还原罐使用寿命；该技术使还原车间的劳动强度、环境温度和环保条件大大改善，劳动生产率大大提高。该技术所带来的社会效益与经济利益是不言而喻的㈡、回转窑的节能回转窑采用新型节能回转窑，新型节能型回转窑采用竖式预热器预热物料，充分利用回转窑燃烧产生的高温烟气，使物料在预热器内发生部分分解，热效率提高30%，使系统产量提高40%，出料端采用竖式冷却器回收余热，窑尾烟气温度低于280℃，节能效果显著。㈢、采用新型压球机用Q=8t/h镶嵌辊皮压球机代替目前Q=3～5t/h普通压球机，成球率高，含粉量少，更换辊皮方便快捷，提高压球工序生产和经济效率。98 ㈣、采用新型蓄热式镁还原炉蓄热式镁还原炉可以充分回收烟气余热,大幅度节能降耗，减少污染排放，提高炉窑产量。同时蓄热炉采用高温空气预热技术，可使用低热值燃料等清洁能源，经济效益显著。㈤、镁合金炉采用大型密闭设备综合借鉴国内外各镁合金生产企业的先进技术及成熟经验，采用大型密闭设备、机械化流水线作业和自动控制。以技术、装备和控制的高起点，保证产品的高质量。㈥、设计完善的自动控制系统提高镁还原率，减少硅铁消耗。㈦、设计当中注重环保，减少粉尘及污染物的排放生产线设计时充分考虑“三废”的治理，设置必要的除尘、隔音降噪、气体回收、余热回收及降温除尘装置，减少环境污染，努力实现清洁文明生产。综上所述，本项目充分利用当地的资源与能源优势，注重环保与节能及循环经济的建立，采用冶金短流程工艺，即镁液直接生产镁合金，省去镁锭重熔工序，不仅减少了能源的浪费，同时减少了重熔镁液损失及CO2、SO2等有害气体的排放，经济与环境效益显著。本项目在能源结构上，采用清洁的半焦煤气作原镁和镁合金生产的燃料，实现能源高效益和高效率的利用，生产过程中的余热全部回收利用，减少能源的浪费；本项目在资源利用上，力求构建节约型、资源循环型产业结构，变废为宝。生产过程中产生的大量镁渣可作为很好的水泥原料用于后续的水泥厂，此循环经济模式不仅使企业作到零废渣排放，又可产生可观的经济效益。本项目瞄准镁合金应用市场，注重高品质镁合金铸锭及镁合金制品的生产与开发，符合国家的产业政策，由于镁合金应用领域广阔，项目的市场发展前景良好。本项目建成后较现有镁合金生产企业在节能、环保和机械化生产方面具有较大的综合优势。98 1.5设计依据⑴有限公司委托山西省化工设计院完成“年产十万吨镁合金项目”可行性报告的技术咨询合同；⑵镁业有限公与山西省化工设计院共同确认的技术方案；⑶镁业有限公司提供的设计基础资料。1.6设计原则根据国内现有生产技术与设计技术，本研究按以下原则进行：①在保证生产设施完善、保证产能的前提下，尽量减少投资；②采用国内最先进的生产装备配置；③建设高效率的余热回收设施，做到节能降耗；④引入产业链体系设计理念。既要符合国家政策规范和客观实际，又要满足企业跨越式发展的需要；⑤技术经济指标选用国内同类厂已实现的先进指标，并在理论分析可行的基础上提高。镁业有限公司镁合金循环经济产业链框架以转变企业增长方式为目标，以提高资源转化率、废弃物综合利用、节能减排、降低消耗为手段，通过实施技术升级改造，形成以镁合金工业为核心，炼镁工业原料产品、金属镁冶炼、镁合金熔炼、镁还原渣水泥产品多层次延伸、横向扩张、多路闭合的一体化产业链，实现清洁生产，单位销售收入能耗下降，土地节约利用，工业区内各种资源共享，工业固体废弃物资源化，有害气体达标排放，工业废水“零”排放。本项目由硅铁生产线、镁及镁合金生产线、还原罐回收再生生产线等几个部分构成。镁及镁合金生产采用的热工炉窑均采用余热回收率高、燃料消耗低的先进炉窑，生产总燃料消耗比传统普通炉窑可降低30%。燃料全部来自于本公司焦化生产线的副产焦炉煤气。为解决镁还原渣排放问题，依据镁还原渣的成分特点，镁还原渣送水泥厂作为水泥生产的原料。98 硅铁是镁冶炼生产的还原剂，本项目建设硅铁合金生产线，可为镁冶炼原料供应提供充分的保障，同时，硅铁生产在原料供应上又可充分利用本项目生产的兰碳。还原罐再生回收生产线在产业区内将镁冶炼生产中的废旧还原罐重熔回收，既保障了还原罐的供应，也进一步提高了综合经济效益。1.7设计规模根据镁业有限公司的可行性研究委托书，设计规模为10万t/a镁合金；产品方案：镁合金锭5万t/a、镁合金压铸件3.5万t/a和镁合金型材1.5万t/a。本项目为充分利用能源、资源以及处理生产废渣，配套建设的兰碳、硅铁、还原渣水泥生产线也产出外销产品，包括兰碳、焦油、焦末、硅微粉和水泥。镁合金厂设计规模为年产10万吨镁合金，年产120万吨兰碳生产线，副产半品焦化煤气正好满足镁及镁合金生产的燃料供应；年产10万吨硅铁全部供应给镁冶炼生产，用作镁冶炼还原剂；还原罐回收再生生产线可使还原罐从生产消耗到回收再生实现内部循环；年产100万吨水泥粉磨站可全部利用镁冶炼还原渣。1.8设计内容经我院与镁业有限公司商定，本项目设计内容包括：⑴原料堆场及渣场⑵煅烧车间⑶制球车间⑷还原车间⑸精炼及合金车间⑹还原罐车间⑺兰碳生产线⑻锅炉房⑼硅铁生产线⑽变配电所⑾计控室(包括化验室、环保监测站及仪表维修)⑿全厂循环水98 ⒀空压站⒁加压泵房⒂厂区道路、总平面及竖向设计⒃围墙、大门、警卫室⒄综合管网⒅仓库（成品、器材、备品备件库）厂外供电线路、兰碳生产线及输送管路委托其他有关部门设计。年产100万吨水泥粉磨站二期进行设计建设。1.9建设地点本项目拟建地址位于省市境内的开发区，开发区位于市的南部，距市86km，距市160公里。园区地处大陆腹地，远离海洋，属中温带大陆性干旱气候区，其特点表现为冬长夏短，降水量小，春秋多风沙，蒸发量大，日照时数长。园区有丰富的土地资源，地形平坦，地域开阔。由于缺水，植物成长条件较差，几乎无植物存在，土壤已呈沙化状，园区不占用耕地，搬迁量较小,因此土地条件适宜作为工业用地，并有着广阔发展的空间，土地使用条件良好。1.10主要建设条件建设用地：拟建地址位于省市境内的经济开发区。计划用地9613亩，一期项目计划征用位于开发区安庆大道与南环路交叉口东侧约2000亩用地，符合当地规划要求，已得到土地规划局同意。交通：本项目交通便捷，西有G25、G35高速公路，正在建设中的高速公路、铁路穿境而过。供电：电力设施齐全，能满足本项目用电要求。供水：本项目市水厂现日产标准用水8万立方米（另8万立方扩建工程正在进行），可供各类工业和生活用水不允许企业自己打井，要使用市水厂的工业用水。能源状况：周边煤矿很多，有电煤、焦煤，可为镁合金生产提供清洁能源。地震烈度：本地区地震烈度为Ⅷ度。98 气象资料：多年平均气温8.8℃极端最高气温36.9℃极端最低气温-24.0℃多年平均降雨量193.4mm最大日降雨量64.2mm雨季起止日期6月-9月年最大蒸发量1974mm年日照时数2833小时年均相对湿度59%历年最大积雪厚度12mm最大土壤冻结深度1.22m年平均风速2.7m/s历年最大风速17.0m/s主导风向ENW1.11主要原材料及燃料的供应白云石：石湾沟冶镁白云岩矿区：9个主要工业矿层，单层厚度1.74－5.21m，MgO21.84％，SiO20.3％，详查探获资源量为（112b）66.02万吨，（333）241.51万吨，（112b）＋（333）资源量307.53万吨，估算（334）资源量153.61万吨。青龙山中段李家新庄－童家慢坡冶镁白云岩矿区：7个主要矿层，单层平均厚度1.71－3.88m，MgO21.60％，SiO20.33％，详查探获资源量为（332）1132万吨，（333）2724万吨，（332）＋（333）资源量3856万吨，估算（334）资源量1523万吨。青龙山冶镁白云岩矿区：：7个主要矿层，B2平均厚度4.03m，C1平均厚度2.51m，其他平均厚度均小于2米；MgO21.85％，SiO20.40％，详查探获资源量为（111b）＋（112b）＋（333）资源量307.68万吨。青龙山北段冶镁白云岩矿区：6个主要矿层，单层平均厚度1.64－5.38m，MgO21.87％，SiO2≦0.5％，详查探获储量为B＋C＋D储量572.77万吨(旧的储量标准)。98 本项目所用白云石主要来经济开发区境内青龙山白云岩矿区，矿石品质较好，经山西省化工设计院检测分析，符合生产高品质原镁的质量要求，矿区白云岩储量丰富、质量优良，可确保长期供应。硅铁：本项目新建硅铁生产车间以保证本项目的供应。燃料：本项目燃料以年产120万吨兰碳生产线的副产半焦化煤气做燃料，正好满足镁及镁合金生产的燃料供应，以进一步降低生产成本。1.12投资与资金筹措本项目总投资额为165325.12万元，其中，建设投资为141709万元，建设期利息为5341.82万元，流动资金18274.30万元。项目分两年建设，第一年投资40%，第二年投资60%。本项目投资通过企业自有资金和银行借款来解决，其中自有资金为66133.74万元，占总投资的40%，其余申请银行借款。1.13主要经济技术指标表表1-1主要经济技术指标表序号指标名称单位数量备注1建设规模1.1建设规模t/a1000002设计规模2.1镁合金t/a1000002.2兰炭t/a12000003吨镁合金消耗指标3.1白云石t/t9.6533.2硅铁t/t1.0233.3熔剂t/t0.153.4萤石t/t0.1433.5还原罐只/t0.1893.6半焦煤气Nm3/t13530.098 3.7铝锭t/t0.0423.8锌锭t/t0.0113.9铝锰合金t/t0.0533.10合金熔剂t/t0.0253.11新水m3/t203.12交流电kwh/t1800其中kwh/t1580.0合金生产及制罐用电kwh/t220锅炉房用电3.13硅铁交流电耗kwh/t9000硅铁生产用电4主要原燃材料年耗4.1白云石t/a10215204.2硅铁t/a1082804.3萤石t/a151604.4还原罐只/a200004.5熔剂t/a158304.6铝锭t/a44604.7锌锭t/a11204.8铝锰合金t/a55804.9煤t/a628848兰碳用煤1.14可行性研究结论通过大量的调查研究与分析，对镁业有限公司年产十万吨镁合金综合利用项目的综合评价如下：①镁业有限公司年产十万吨镁合金综合利用项目具有较好的发展背景和市场机遇；②98 该项目的建设，充分利用了当地丰富的白云石资源，便利的交通条件，原料、燃料、水及电供应充足，价格具有一定优势。由兰炭生产线、硅铁生产线、镁及镁合金生产线、还原罐回收再生生产线、镁还原渣水泥生产线几个部分构成的循环经济产业链是一项资源利用、产品结构合理的项目；③该项目采用对国内最新、最先进的技术方案建设，结合其自然资源优势，可确保工厂建成后，生产成本在项目服务期内具有较强的抗市场风险能力；④该项目的“三废”治理可达到国家排放标准；⑤该项目建设总投资165325.12万元，单位产品投资少；⑥该项目经济效益好，抗风险能力强，综合评价该项目可行。98 2市场分析2.1镁合金应用前景（1）镁合金在汽车工业中的应用20世纪末，能源危机日趋严重，环保法规日益严格，使现代汽车减重节能的需求不断高涨，轻量化已成为汽车选材的主要发展方向。据研究发现，汽车重量每降低100kg，每百公里油耗可减少0.7L；汽车自重每降低10%，燃油效率可以提高5.5%，随着发达国家不断加强对汽车等交通工具能源消耗和废气污染的限制，促使汽车制造厂重视汽车的轻量化发展。由于镁合金是工业应用最轻的金属材料并拥有良好的阻尼减震性能，可减轻汽车质量以降低油耗和污染，提高安全性能，镁合金材料在汽车工业中的应用与日俱增。从20世纪90年代起，汽车镁合金零件使用的年增长率达20%，北美高达35%，欧洲为60%。2006年全球压铸镁合金零件产量约20多万吨，其用于汽车零部件的比重高达74%。国外目前至少已100余种镁合金压铸零件用于汽车工业，预计2010年汽车镁合金用量将超过100kg/辆，届时全球镁合金在汽车产业中消费量将高达500万t/a。汽车工业已成为镁合金应用增长的主要驱动力。（2）镁合金在3C电子产业中的应用镁合金在电子工业中的应用也具有很大的潜力。众所周知，电子工业是当今发展最为迅速的行业，数字化技术的发展导致各类数字化电子产品的不断涌现。电子元器件越来越趋向于高度集成化和小型化方向发展，便携式电脑、数码摄录机、数码照相机、手机等日新月异。镁合金所具有的优异的薄壁铸造性能及良好的比强度、比刚度和抗撞能力，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽、散热和环保要求，在信息产业中得到了广泛应用。近十年来，世界上电子工业发达的国家，特别是日本和欧美一些国家在镁及其合金产品的开发方面开展了大量工作，并取得了重要进展，一大批重要电子产品使用了镁合金，取得了理想的效果。笔记本电脑、手机、数码产品采用镁合金外壳的比重呈逐年递增态势。（3）镁合金在航空航天领域的应用98 镁合金的特点可满足于航空航天等高科技领域对轻质材料吸噪、减震、防辐射的要求，可大大改善飞行器的气体动力学性能和明显减轻结构重量。航空材料减重带来的经济效益和性能的改善十分显著，商用飞机与汽车减重相同质量带来的燃油费用节省，前者是后者的近100倍。而战斗机的燃油费用节省又是商用飞机的近10倍，更重要的是其机动性能改善可以极大提高其战斗力和生存能力。正因为如此，早在20世纪40年代开始，镁合金首先在航空航天部门得到了应用。随着镁合金制备技术的发展，材料的性能如比强度、比刚度、耐热强度、蠕变等性能不断提高，其应用范围也不断扩大。目前其应用领域包括各民用、军用飞机的发动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构以及火箭、导弹、卫星的一些零部件。如用ZM2制造wP7各型发动机的前支撑壳体和壳体盖；用ZM3镁合金制造J6飞机的WP6发动机的前舱铸件和WP11的离心机匣；用ZM4镁合金制造飞机液压恒速装置壳体、战机座舱骨架和镁合金机轮；以稀土金属钕为主要添加元素的ZM6铸造镁合金已扩大用于直升机WZ6发动机后减速机匣、歼击机翼肋等重要零件；研制的稀土高强镁合金MB25、MB26已代替部分中强铝合金，在歼击机上获得应用。我国的歼击机、轰炸机、直升机、运输机、民用机、机载雷达、导弹、运载火箭、人造卫星、飞船上均选用了镁合金构件：一个型号的飞机最多选用了300-400项镁合金构件；一个零件的重量最重接近300kg；一个构件的最大尺寸达2m多。（4）镁合金在其它领域的应用在冶金行业，镁被用于铸铁熔体的脱硫和石墨的球化，生产强度和韧性得到大幅度改善的球墨铸铁。镁也被广泛用作钢的脱硫剂。另外，在铜基和镍基合金的生产过程中，镁通常被用作脱氧剂或净化剂。在冶炼钛、锆、铍、铀、铪等过程中，可用镁作还原剂。以往镁的最大应用领域是作为铝合金提高强度和抗腐蚀能力的合金化元素。铝镁合金既轻又硬，抗蚀性能好，可焊，可表面处理，是制造飞机、火箭、快艇、车辆等的重要材料。据统计，美国每年有45％以上的镁用于铝合金的添加元素，镁作为铝合金的添加元素在我国的用量也很大。另外，镁被加入锌的压铸合金中，提高其强度和改善尺寸稳定性。镁还用作镍基合金、镍一铜合金、镍一铜一锌合金的合金化元素，提高合金材料的性能。镁的化学性质活泼，可作为牺牲阳极对阴极材料进行保护。镁合金阳极性能更加优化，主要用来保护浸泡在海水中的钢结构件，如轮船船体，或者保护埋在土壤里的石油管道，镁阳极大量用于热水槽的保护，目前大多数家用热水器的胆都采用镁合金阳极保护。目前用作各种牺牲阳极的镁合金每年为5万t／a98 左右，并以5％左右的速率增长。此外，镁合金在化学工业、核工业、电力工业、家庭消费品、车床设备、办公室设备、光学设备、运动器械和医疗器械等众多领域，也有非常广泛的应用前景。镁合金的市场正处于快速发展时期，并受到我国政府的极力支持。积极发展镁合金产业符合我国政府对镁工业的产业发展方向。2.2中国原镁及镁合金产量现状中国是世界上镁资源最丰富的国家，储量居世界首位。中国是当今全球原镁和镁合金的第一大生产国，其产量和贸易量占世界的75%以上。中国镁产量及占全球产量的比例见表2-1及图2-1。表2-1中国镁产量及占全球产量的比例单位：万吨年份产量2000200120022003200420052006中国产量19.5021.6026.8035.4045.0046.7652.56全球产量48.8045.0047.0051.0064.4066.5572.60中国占全球%39.9648.0057.0269.4069.8870.2672.45图2-12000～2006年中国镁产量及占全球产量比例近几年中国镁工业发展迅速，产能产量持续增长。2007年，由镁业分会统计84家镁企业产能为97.72万吨，同比增长8.3%；原镁产量65.98 93万吨，同比增长25.44%，在市场拉动下，镁合金产量22.62万吨，同比增长7.20%，见表2-2。表2-2中国金属镁产能产量及增长情况单位：万吨年份产量20042005200620072007/2006同比增长%原镁产能76.1081.5790.2497.728.29原镁产量45.0046.7652.5665.9325.44镁合金产量13.5817.5121.1022.627.20镁粒（粉）产量9.138.629.9611.0811.24中国又是世界上第一大镁出口国，连续八年保持增长，成为全球镁市场最大的供应方。近年中国镁产品出口量变化见表1-3及图1-2。2007年中国原镁出口量20.77万吨，比2006年的17.32万吨增长19.92%，而同期的镁合金及其深加工产品出口也有大幅度增长。表2-3近年中国镁产品出口量单位；万吨年份项目200020012002200320042005200620072007/2006同比增长%原镁（锭）9.499.2211.5416.2022.8318.1917.3220.7719.92镁合金1.882.514.277.048.059.298.5710.6624.39镁屑、粉、粒4.274.454.326.006.947.148.178.100.13镁合金加工材0.480.510.370.170.070.160.460.5519.57镁合金制品0.040.040.100.150.140.200.460.7256.52合计16.1916.7420.6029.5638.0334.9834.9840.816.6498 图2-22000～2007年中国镁产品出口量变化2.3近年镁及镁合金消费结构变化由于镁的密度小，强度高，并能与铝、铜、锌等金属构成高强度合金，因此镁是重要的合金元素。截止2000年，国内外镁的应用主要集中在铝合金生产、压铸生产、炼钢脱硫三大领域，还用在稀土合金、金属还原及其他领域。从2001年开始，压铸业中镁的消费成为最大的消费领域，这主要是由于汽车的大量生产引起。有关统计数据表明，过去10年里，镁合金压铸件在汽车上的使用量上升了15%左右，而且这种发展趋势还会继续。近几年国内市场对镁的需求量大幅增长，国内镁的消费量在2006年已突破15万吨，2007年为26.30万吨，同比增长高达68%，近年中国镁的消费量及其增长见表2-4，图2-3、2-4。表2-42000～2007年中国镁消费情况单位：万吨年份产量20002001200220032004200520062007铝合金1.011.351.742.012.303.014.106.5压铸件0.400.470.611.021.802.595.109.20炼钢脱硫0.110.450.500.801.201.922.803.00金属还原0.370.400.370.300.500.650.754.00稀土合金0.350.370.380.400.450.600.701.00其他0.310.350.410.500.500.641.102.60合计2.553.404.015.127.0510.5515.6526.30同比%9.9133.3317.9427.6837.7049.6550.0068.0598 2006年2000年图2-32000年和2007年中国镁产品消费结构图2-42000～2007年国内镁消费量及其增长速度2.4镁及镁合金价格分析2005年4月，欧洲压铸镁合金价格为2.55欧元/Kg,美国为140～170美分/磅。我国镁合金价格与镁锭关联紧密，常用镁合金比镁锭高约2000～2500元/吨。2006年1至11月，国内镁锭价格在13500～16600元/吨区间波动，2007年年初开始一路上涨,从15500元/吨涨至2007年底的30000元/吨。2008年年初出现一波下跌后，迅速反弹，3月下旬价格涨至31000元/吨，并出现了更高的报价。同时由于人民币升值，加上今年起加收10%出口关税，镁出口价格增幅更大，FOB出口价格从2007年初的2000美元/吨上升至2008年3月下旬的5000美元/吨，增幅超过1.5倍。98 受出口退税取消及征收10%出口税；人民币升值；能源及劳动力价格上涨压力日增；环保要求日严；国内外市场消费趋旺等影响，原镁和镁合金价格有机会向上拓展。经预测2009年中国镁合金的平均价格会在25000元/吨以上，价格区间为30000～25000元/吨。中国FOB出口价格会在5000美元/吨左右，价格区间为5700～3600美元/吨。而从长期看，镁及镁合金价格会站在新的平台上波动。98 3、生产工艺本项目建设内容包括兰碳生产线、镁合金生产线、硅铁生产线、还原罐再生回收生产线四个部分。工艺流程分述如下：3.1兰碳生产工艺及流程兰碳生产过程将是煤炭在半焦炉中低温干馏，去除挥发分和焦油获得半焦化兰碳的过程。该过程中，兰碳为主产品，捕集到的焦油及回收到的挥发分—焦炉半焦化煤气为副产品。兰碳生产工艺流程如图3-1：兰碳生产：兰碳年产量120万吨计算，按每吨兰碳产兰碳煤气1260NM3，则可年产兰碳煤气4581818NM3。98 3.2镁合金生产工艺本项目的镁合金生产过程可分为粗镁制备、粗镁精炼、合金生产三道工序，而粗镁制备生产工序是镁合金生产工艺过程最长、生产成本最高的一道工序，其工艺的先进性与否对商品镁合金成本起决定性作用。粗镁的生产方法采用皮江法，皮江法是以白云石为原料，用硅铁作还原剂，在外加热的还原罐中，真空条件下进行热还原生产金属镁。皮江法工艺流程简单、建厂投资省、建设周期短、粗镁的纯度高、电耗少、可利用煤、天然气、重油、煤气等燃料，在我国已成为成熟且适合我国国情的镁生产技术，本研究拟采用半焦煤气作粗镁制备及镁合金生产的燃料。3.2.1镁合金生产主要原材料及成品镁合金生产的主要原材料有白云石、硅铁、萤石、精炼熔剂、合金元素等，要求如下：①白云石：化学成份：CaO/MgO=1:1.03(摩尔比)，SiO2+R2O3≤1%，K2O+Na2O≤0.05%。物理性质：煅烧分解后具有一定的热强度。磨损重量比：R1为4-10%，细粉重量比R2为1-3%。粒度：20-40mm。②硅铁：符合GB2272-87标准，要求含Si≥72%。③萤石：符合GB8216-87标准，要求CaF2≥95%，粒度≤120目。④精炼熔剂：化学成分：MgCl248%，KCl37%，BaCl27.5%，NaCl5%，CaF22.5%。粒度：底熔剂—不限，精炼熔剂≤1mm。⑤原镁应符合GB/T3499-2003标准，见表3-1。表3-1原镁标准(GB/T3499-2003)牌号化学成份%98 镁不小于杂质不大于FeSiNiCuAlMnClTiPbZn杂质总和Mg99.9899.980.0020.0030.00050.00050.0040.0020.0020.0010.0010.005Mg99.9599.950.0030.010.0010.0020.010.010.003-00.010.005Mg99.9099.900.040.020.0010.0040.020.030.0050.01MG99.8099.800.050.030.0020.020.050.050.0050.05⑥铝锭符合GB1196—2002标准中Al9990牌号指标要求（%）：Al≥99.90、Fe≤0.07、Si≤0.05、Cu≤0.005、Ca≤0.02、Mg≤0.01、Zn≤0.025,其它杂质每种≤0.01，杂质总和≤0.10。⑦锌锭符合GB470—83标准中Zn-1牌号指标要求(%):Zn≥99.99、Pb≤0.005、Fe≤0.003、Cd≤0.002、Cu≤0.001、杂质总和≤0.01。⑧铝锰中间合金锭符合YS/T282—2000标准中AlMn10要求（%）：Mn9.0～11.0、Cu≤0.20、Si≤0.40、Ti≤0.10、Ni≤0.20、Cr≤0.10、Fe≤0.45、Zn≤0.20、Mg≤0.50、Pb≤0.10、Sn≤0.10、Al余量。⑨铝铍合金含Be3～4%.常用变形镁合金产品质量要求、镁合金牺牲阳极质量标准见表3-2、表3-3。主要原材料用量见表3-4。表3－2常用变形镁合金的产品质量标准类别Mg≥杂质含量,≤（%）98 AlZnMnZrCuSiNiFe杂质量AZ31B余量2.5~3.50.7~0.80.2~0.8--≤0.05≤0.10≤0.005≤0.005≤0.3AZ61A余量5.8~7.20.4~1.50.15~0.5--≤0.05≤0.10≤0.005≤0.005≤0.3AZ80A余量7.8~9.20.2~0.80.15~0.5--≤0.05≤0.10≤0.005≤0.005≤0.3ZK60A余量-4.8~6.2-0.3~0.9　　　　≤0.05≤0.10≤0.005≤0.005≤0.3表3－3镁合金牺牲阳极的质量标准类别杂质含量（不大于）电流效率电路电位FeSiNiCnAlMnZn其余Mg-Mn0.0050.030.0010.0080.010.5-1.30.020.03≥50%≥1.70vAZ630.0030.100.0010.025.0-7.00.15-0.72.5-3.50.03≥55%≥1.55vAZ310.0020.050.0010.0082.5-3.50.2-1.00.7-1.30.03≥50%≥1.55v表3－4　　　　　　主要原材料用量表名称用量（t/a）来源白云石1021520外购硅铁108280自产萤石15160外购熔剂15830外购还原罐20000(只)自制半焦煤气135300万立方米自产铝锭4460外购锌锭1120外购铝锰合金5580外购98 3.2.2镁合金生产工艺流程皮江法炼镁原料为白云石，还原剂为75＃硅铁。由矿山运来化学成份与粒度均合格的白云石，送至厂区内白云石堆场。再由斗式提升机送至窑尾房顶部料仓。物料由顶部料仓加入窑尾料仓后定量加入回转窑经其高温煅烧后卸入冷却机内将物料冷却至约150℃--200℃排出冷却机,冷却机使用的空气作为回转窑燃烧的二次空气进入回转窑参与燃烧，煅烧烟气经烟气处理系统回收余热、除尘、环保达标经烟囱排放。成品煅白由冷却机卸出后经链斗输送机或斗式提升机输送至煅白料仓。硅铁经两级鄂式破碎机破碎后，经斗提送至硅铁中间仓；外购袋装萤石粉拆袋倒入料斗经斗提送到萤石粉仓。三种物料经高位仓后进入自动配料工序。高位仓下方安装全自动连续电子配料秤，按工艺设定的三种物料配比(煅白：硅铁：萤石=100：20.4：2.8)进行自动配料。各物料经相应料仓出料口进入配料系统自动配料后，连续输送进入球磨机。物料在磨机内完成粉磨及混料，制成粒度100％小于100目混合均匀的混合料。混合料出磨后经斗提机送到高位混合料仓；再经混合料仓下的螺旋输送机送到压球区的各压球机内制球团。压球机的筛下料汇入返料螺旋输送机，经提升机送回高位混合料仓后再循环利用。包装好的球团由输送设备送至还原车间，人工或专用装料机装入还原罐。球团料在高温（1200℃）及真空（1～10Pa）条件下发生还原反应，镁蒸气逸出在还原罐冷端冷凝成结晶镁（即粗镁），从还原罐取出镁结晶器，用顶出机把结晶镁顶出，送合金生产车间。来自本厂还原车间的筒状和块状粗镁清理干净后，置于炉盖上预热。粗镁熔化使用容量为2吨坩埚蓄热室精炼炉。熔化时炉膛温度850～900℃。镁液温度720～730℃时，通N2气进行搅拌,同时用喷粉器将精炼熔剂密闭送入镁液中,充分搅拌,静置。精炼后的镁液用调频抽液泵从熔化炉转移到合金化炉中。按合金要求成分和原料质量计算各合金元素使用量，依据规程规定顺序加入镁液中，控制好温度，待合金元素全部加入并熔化后，通N298 气搅拌，将合金熔剂用喷粉器密闭送入合金液内进行精炼。精炼后，质量合格的合金液用调频抽液泵从合金炉中密闭转移到保温炉内，保温炉为三格坩埚电阻炉，容量4吨。合金液在保温炉内由前室经中室流入后室，对合金液有动态静止作用。汇集于保温炉后格内的合金液，质量最好，用定量浇铸泵从保温炉内抽出，采用水平连续铸造机铸锭，重量误差±1%。连续铸造机使用前模具用半焦煤气预热到100～150℃，铸锭时用N2+SO2混合气体保护，防止镁合金液氧化燃烧。合金锭采用自动抛光机进行表面处理，六个表面可一次性完成抛光，效率高、锭面光亮、外表美观、环保。抛光后的合金锭由输送带送至喷码机喷码。产品外包塑料薄膜，用打包机整体包装或按用户要求包装后，叉车送成品库。镁合金生产工艺流程图见图3-2。图3-2镁合金生产工艺流程3.2.3镁合金生产主要技术指标⑴建厂规模：100000t镁合金/a实际设计产能105820t镁合金/a⑵白云石单耗：9.653t/t镁合金⑶硅铁单耗：1.023t/t⑷萤石单耗：0.143t/t⑸精炼熔剂单耗：0.150t/t⑹镁合金综合电耗：1800kWh/t⑺半焦煤气单耗：13530Nm3/t⑻还原罐单耗：0.189个/t⑼铝锭0.042t/t⑽锌锭0.011t/t98 ⑾铝锰合金0.053t/t⑿新水单耗：15m3/t⒀循环水：300m3/t⒁还原料镁比：6.3⒂精炼回收率：95%⒃镁合金一级品率：85%3.2.4镁合金生产物料平衡计算精炼铸造还原配料细磨制球煅白结晶镁白云石541400105532镁合金锭1021520球团熔剂10582010828066484015830萤石合金元素131516011140CO2粉尘及损失损失还原渣CO2精炼渣46744012680---559308---26682图3－3　物料平衡图（t/a）3.3镁合金压铸件生产3.3.1镁合金压铸件生产工艺流程压铸车间主要生产镁合金压铸件，设计年生产能力要达到3.5万吨（压铸件总重量），属于大型镁合金压铸工程。典型的镁合金压铸件生产工艺流程如图3-4。表面处理镁合金锭熔化压铸去水口、切边清理、打磨抛光机加品检包装出货图3-4镁合金压铸生产工艺流程98 3.3.2镁合金压铸件生产工艺技术方案压铸生产设备选型以压铸机产能作为瓶颈产能进行核算，按每天工作20小时，年工作日300天计算。本设计选用国产镁合金压铸机,产能估算如下：⑴小型冷室镁合金压铸生产线①DCC800M平均生产周期约80"/模，可压铸件的最大重量约2.2kg则年可生产镁合金压铸件约：600吨/年（2.2×3600×20×300/80=594000kg）。②DCC1000M平均生产周期约90"/模，可压铸件的最大重量约3.6kg则年可生产镁合金压铸件约：800吨/年（3.6×3600×20×300/90=864000kg）。③DCC1250M平均生产周期约100"/模，可压铸件的最大重量约5.4kg，则年可生产镁合金压铸件约：1100吨/年（5.4×3600×20×300/100=116500kg）。⑵大型冷室镁合金压铸生产线①DCC2000M平均生产周期约150"/模，可压铸件的最大重量约8.6kg，则年可生产镁合金压铸件约：1200吨/年（8.6×3600×20×300/150=1234000kg）。②DCC2500M平均生产周期约180"/模，可压铸件的最大重量约11.2kg，则年可生产镁合金压铸件约：1300吨/年（11.2×3600×20×300/180=1337000kg）。⑶共建成10条镁合金压铸生产线，年产能约3.5万吨。①中型镁合金压铸生产线：DCC800M、DCC1000M、DCC1250M各8套的镁合金压铸生产单元。年产镁合金压铸件约2500×8=20000吨。该生产线建成后可生产汽车、摩托车、电动工具类中型镁合金零部件。如变速箱盖、踏板、各种壳体、进气歧管、方向盘、发动机壳体五大件等，及电子产品外壳如笔记本电脑外壳。②大型镁合金压铸生产线：DCC2000M、DCC2500M、各8套的镁合金压铸生产单元。年产镁合金压铸件约2500×8=20000吨。该生产线建成后可生产汽车变速箱壳体、发动机壳体、座椅架、仪表盘、车门骨架、割草机外壳、自动扶梯踏板等大型镁铝合金压铸件。3.3.3压铸生产车间配置压铸生产区包括：8栋压铸车间,98 每栋压铸车间安装3条大型镁合金压铸生产线和2条中型镁合金压铸生产线,产能5000吨/年；机加工车间；表面处理车间等。压铸车间厂房跨度39m长72m轨顶标高9m。机加工车间跨度24m长72m轨顶标高8m，表面处理车间跨度21m长60m轨顶标高8m。镁合金压铸生产线各种设备能源消耗量见表3-5。表3-5镁合金压铸生产线各种设备能源消耗表设备设备外型（m）(长×宽×高)设备重量（t）压铸件最大重量（kg）装机容量（kw）（主机+熔炉+模温机+机械手）氮气耗量（1/h）SF6耗量（1/h）压缩空气耗量(m2/min)模具喷涂液耗量（1/h）冷却水消耗量（1/min）DCC800M9×2.2×3.24.37.837+125+38.8+5=2067001.42.510180DCC1000M10.6×3.5×3.87012.245+250+38.8+8=3378001.6315240DCC1250M10.8×3.2×4.29018.274+250+38.8+8=3718001.6315300DCC2000M12.7×4.4×4.413529.4110+580+38.8+8=737100024.525380DCC2500M15×5×4.819536.4135+580+38.8+8=757100024.5301503.4镁合金挤压工艺3.4.1镁合金挤压工艺流程挤压是变形镁合金最主要的塑性加工方法。变形镁合金可采用正向挤压也可以采用反向挤压，可用单动挤压机也可以用双动挤压机，可用卧式挤压机也可用立式挤压机挤压管、棒、型、线材。镁合金挤压的基本原理、挤压方法与设备、工具模具以及挤压工艺参数的确定原则与铝及铝合金热挤压的基本相同。二者的主要区别有：①镁为密排六方晶系，铝为面心立方晶系，镁比铝更难于塑性变形，因此在变形温度方面应更严格控制，变形速度比挤压铝合金时要稍低一些，挤压系数要稍小一些；②模具设计时，特别是组合模设计时，应充分考虑镁合金的变形抗力较大，难于填充以及膨胀系数较大等特点；③拉伸矫直及随后的深加工应在中温或高温下进行(温矫)；98 ④镁合金在挤压(锯切、精整等)过程中要特别注意防火保护。本项目年产镁合金挤压制品1 .5万t，镁合金挤压生产工艺流程见图3-5。酸洗化学氧化阳极氧化后处理二次挤压人工时效拉伸矫直头尾取样辊式矫直手工矫直检查成品打印氧化上色成品检查包装图3-5镁合金挤压制品工艺流程3.4.2镁合金挤压生产工艺技术方案挤压生产设备选型以年产镁合金挤压制品1.5万t进行核算，本设计设9条挤压生产线，选用800T挤压机7台，1250T挤压机2台，配套相应的锭坯中频加热炉9台，冷床及牵引机9台，矫直切割机9套，模具加热炉9台，均质退火炉9台。挤压车间设5栋厂房，每栋厂房跨度24m长72m，轨顶标高9m。3.5镁合金表面处理工艺镁的化学性质活泼，镁合金制品表面易腐蚀。为了提高镁合金的耐蚀性能，可以对镁合金的表面进行改性，提高抗蚀能力。目前镁合金表面处理普遍采用化学或电化学的方法，在镁合金表面形成致密完整的化学或电化学保护膜，再进行涂装，以达到防护和精饰的目的。常用的镁合金材料表面处理工艺流程如图3-6所示。98 图3-6镁合金表面处理工艺流程3.6硅铁生产线⑴硅铁生产工艺流程合格粒度的硅石、焦炭、无烟煤、铁矿球团在地面按比例配料，经上料皮带将混合料送至+22.70为平台，再由布料皮带将混合料卸至炉顶料仓，炉料经料管间断加入炉内，连续冶炼，定时出铁。出铁时用铁水包盛接铁水，在浇铸跨锭模内浇铸或采用泼铸的方法，铁锭冷却后可根据用户的要求加工成合格粒度的成品。工艺流程如下：98 ⑵硅铁生产原料该项目生产使用的原料主要有如下三类，其来源如下：a硅石：依赖当地优质硅石矿，要求：SiO2≥97%；Al2O3≤1.0%；P2O5≤0.02%；表面清洁，不沾有泥砂等物；粒度：60~120mm。b焦碳：主要使用当地附近生产的三级冶金焦或蓝碳，要求：固定碳≥82%；灰份≤15%；灰份中P≤0.02%；粒度：5~20mm。c钢屑：Fe≥95%，最好为普通碳素钢钢屑。98 ⑶车间主要技术经济指标序号项目单位指标备注1炉用变压器容量KVA250002电炉座数座63硅铁产品产量t/a1020004电炉作业天数d3455主要原材料消耗5.1硅石t/t硅铁1.85.2焦炭t/t硅铁0.555.3无烟煤t/t硅铁0.555.4铁球团矿t/t硅铁0.385.5电极糊kg/t硅铁605.6电极壳kg/t硅铁45.7圆钢kg/t硅铁55.8锭模kg/t硅铁65.9耐火砖kg/t硅铁165.10耐火土kg/t硅铁45.11渣盘kg/t硅铁16单位产品电耗kwh/t硅铁88007动力电耗kwh/t硅铁2003.7水泥生产线本项目拟建设100万吨/a利用镁还原渣生产水泥的生产线，该生产线建成后，不仅能将镁合金生产过程中的镁还原渣消耗完全，而且还节省了水泥生产成本，提高水泥生产质量。产生良好的经济效益和社会效益。98 3.7.1水泥生产工艺包装出售粉磨烧成预热分解化生料制备原料破碎预均化合格粒度的石灰石、黏土及铁矿石等经过均化后在窑外及窑内进行预分解和分解，在熟料中加入一定比例的还原渣，再经过粉磨到合格粒度后，即制得水泥。其生产工艺流程如下：还原渣3.7.2本工艺生产中的特色和优势3.7.2.1采用窑外预热分解技术窑外分解技术是最近几年来出现并且迅速普及推广的技术，它把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。（1）物料分散换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。（3）预分解预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。98 （4）水泥熟料的烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。3.7.2.2使用镁还原渣作为生产水泥的原料本项目拟使用镁还原废渣生产水泥，不仅节省了成本，提高了水泥的质量，还能合理利用镁合金冶炼过程中产生的废渣，产生良好的经济效益和社会效益。3.8煤气站煤气站分两个工序：造气和煤气洗涤脱硫等。原料煤组分平均值为：水份Mar灰份Aad挥发份Vad全硫Stad灰熔融性3.5%12.0%8.95%2.2%(暂定)----低位发热值按Qnet.ar=26.0MJ/kg3.8.1概述原煤分别由斗式提升机—平皮带上煤，加入炉顶煤仓。经加料阀入炉，与从炉底通入的空气—水蒸汽混合气化剂(约58℃饱和水蒸汽的空气)在炉内生成热煤气(约500℃)，由出气口经急冷塔(即双竖管)和洗涤塔二次洗涤后，煤气温度降至30~40℃，经煤气加压机，再经除滴器脱去煤气中的水分，送湿法脱硫工序处理，即为合格燃料。造气炉排出的炉灰渣含有一定可燃成分，用自卸车送至锅炉房，掺入原煤作为锅炉用燃料。3.8.2煤气生产原理与工艺参数固定床煤气发生炉，从其上部加煤装置加入的原料煤以自重从上向下移动，气化剂由底部入炉后，借鼓风压力和重度差自下向上流动，气固两相互呈逆流进行热交换。炉膛内自上而下分为六层：空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层和灰层。主要工艺参数：原料：原煤；气化剂：温度55~58℃饱和水蒸汽的空气；煤气热值：Qd=5250.0KJ/Nm3产气率：3.0Nm3/kg煤；煤气炉热效率：η2=90%；98 3.8.3煤气站的设计规模煤气站分期建设，一期建设规模满足2.5万t镁合金生产用气要求，按镁合金锭生产用气单耗为：19633Nm3/t计，拟设计使用8台（七用一备）KM3.2，Φ3.2m双段式煤气发生炉，以满足一期2.5万t/a的镁合金生产使用，每年可产生发生炉煤气5*108Nm3，可满足一期镁合金生产线使用。一期煅烧车间小时用气量为：19833Nm3/h还原车间小时用气量为：39489Nm3/h精炼车间小时用气量为：2652Nm3/h合计：61974Nm3/h考虑到煤气系统的泄漏损失率为2%，则一期所需煤气站最大产气量应为：V=61974×1.02=63213Nm3/h选KM3.2，φ3.2型煤气发生炉，其单台平均产气量按9000Nm3/h，一期则需63213/9000=7.02台，选7台，另备1台共安装8台。正常产能运行时，煤气站小时耗煤量为21.1t/h。3.8.4主要工艺设备的技术指标及台数a)KM3.2，φ3.2型煤气发生炉，8台，单台技术指标如下：炉膛内径3.2m炉膛截面积约8.07m2水套受热面积32.3m2水套工作压力0.07MPa水套蒸汽产量600kg/h适用燃料弱粘性烟煤、无烟煤、型煤20-60m/m煤气产量8500-9500Nm3/h燃料消耗量(与煤种有关)2800-3100kg/h煤气发热值6000kJ/Nm398 煤气出口温度450-550℃煤气出口压力1470--1960Pa探火孔汽封需蒸汽压力294kPa灰盘传动电机功率5.5kWb)急冷塔8台，单台技术参数如下：竖管直径φ1420/φ1420mm，处理煤气量9000Nm3/h；进口煤气压力<1470Pa；进口煤气温度<600℃；出口煤气温度80~120℃；冷却水喷嘴前压力0.1~0.2MPa；冷却水进水温度~35-55℃；冷却水用量30t/h；c)洗涤塔6台，单台技术参数如下：规格型号：φ3500；煤气处理量≤15000Nm3/h；煤气进口温度80~150℃；煤气出口温度30~40℃；d)捕滴器5台，规格φ3500；煤气处理量<20000Nm3/h；e)空气鼓风机5台，P=6927Pa，Q=17491m3/h，N=75kW；f)煤气加压机4台，P=6627Pa，Q=25613m3/h，N=75kW；3.9制砖车间在一期2.5万t/a金属镁生产线中，所用煤气发生炉用煤170万t/a，产生煤渣43万t/a，（加入部分还原渣）。为了延长生产链，提高经济效益，利用该部分煤渣或还原渣建设1亿块/年粉煤灰蒸养砖生产线。3.9.1产品规格标准砖：240×115×53mm，孔洞率0%，强度等级20MPa普通空心砖：240×115×90mm，孔洞率25%，强度等级15MPa3.9.2质量标准产品执行建材行业标准JC239-2001《粉煤灰砖》强度及抗冻性如下表。砖产品质量标准强度级别平均强度指标抗冻性指标抗压强度/MPa抗折强度/MPa抗压强度/MPa砖的干质量损失%98 20≮20≮416≯215≮15≮3.212≯210≮10≮2.58≯2干燥收缩值：优等品≯0.60mm/m，一等品≯0.75mm/m；合格品≯0.853.9.3原材料1、粉煤灰用煤气发生站的煤渣制备，采用标准JC409-91《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》标准，如下表。粉煤灰标准指标名称SiO2Al2O3SO3烧失量粒度单位%%%%0.45方孔筛余量指标值≥4015～35≤2＜12＜45粉煤灰放射性应符合GB6763标准的规定。2、生石灰质量标准应符合JC/T621-1996《硅酸盐建筑制品用生石灰》标准，CaO+MgO≥75%；MgO≤5%；CO2≤5%。3、石膏质量标准应符合JC16-82《石膏》标准，CaSO4.2H2O＞70%。4、砂质量标准应符合JC409-91《硅酸盐建筑制品用砂》标准，采用无杂质中粗砂。3.9.4原材料用量配料方粉煤灰/砂/石灰/石膏=70/18/10/2主要原材料用量如下表：主要原材料用量序号名称小时用量/t班用量/t日用量/t年用量/t1粉煤灰15.3122.3366.911000098 2砂3.9331.494.3282863石灰2.1917.452.4157144石膏0.4433.4910.531433.9.5工艺流程工艺流程如图3-5图3-5粉煤灰制砖工艺流程图98 3.9.6主要工艺设备主要工艺设备如下表：序号名称单位数量备注1鄂式破碎机台12斗式提升机台33胶带输送机台74球磨机台25双卧轴强度制式搅拌机台16消化仓台17轮碾机台18全自动液压压砖机套19自动码垛机台110蒸压小车辆12411蒸压釜台112龙门卸砖机台13.10生产主体设备选型计算3.10.1镁及镁合金生产主体设备按本项目拟定的镁及镁合金产品及产量，本项目原镁生产部分需年产97332吨粗镁中间产品，按每年330个工作日计算还原炉数量，各主体设备产能选型以还原车间还原炉最大装料量为准，在此基础上进行其他物料量计算。回转窑：白云石煅烧选用窑尾带竖式预热器回收烟气余热预热矿石的先进回转窑窑型，窑衬采用隔热性能好的复合窑衬，充分利用这些在钢铁行业已经应用成熟的技术，最大限度降低生产能耗。本项目全部镁冶炼生产线形成后，每日最大煅白消耗量1558吨。选用二台Φ4.5×98 64m回转窑，产能1600吨/日煅白，可以满足需要。球磨机：每日消耗煅白物料1558吨，与硅铁、萤石配料后，每日混合料量为1926吨，按每天运转18小时，每小时需磨混合料量为：1926÷18=107t/h。选用φ2.6×13m球磨机二台，球磨机产能主要取决于球磨机有效容积、装球量以及物料本身性质，按热法炼镁混合料在其它规格球磨机上实现的产能计算推测，φ2.6×13m球磨机产能大约为55～65t/hr，可以满足107t/h要求。压球机：选用国产现有技术成熟、产能最大的7t/h压球机，按每天工作18小时计算，一期工程压球机数量为：1926÷18÷7=15.2台。考虑维修备用，选压球机20台。还原炉：选用技术成熟，节能效果好的横罐蓄热式还原炉，每台炉装50支还原罐；还原罐尺寸：直径φ370mm、耐热钢部分长度2.8m，单罐平均装料量175kg；还原周期12小时、料镁比6.5。一台炉日产粗镁2.692t，需还原炉数量为：97332÷330÷2.692=109.56，取112台炉。真空泵：预抽、主抽全部采用蒸汽射流真空泵，选用在镁行业技术成熟、应用最为普遍的LMZP—20000型号，每4台还原炉200支罐配预抽、主抽泵1套。共需要28套蒸汽射流真空泵。粗镁精炼及合金化炉：选用容量为3.5t的燃气井式坩埚炉，按每日2.2炉次。坩埚炉总数量为：100000÷330÷(2.2×3.5)=39.4台，取坩埚炉总数40台，其中36台用于铸造镁合金熔炼，4台用于变形镁合金熔炼。铸造镁合金锭铸造机：按每3台熔炼坩埚炉共用一台铸造机，共需铸造合金锭铸造机12台。变形镁合金加工锭坯版连续铸造机：根据变形合金产能，确定建6个连续铸造竖井，每个竖井可同时铸造2根铸锭。3.10.2配套生产线主体设备选型计算半焦生产线——半焦炉：选用Ф3×10半焦炉，每台炉日产半焦约360t，副产半焦化煤气约45.4×104Nm3,根据镁合金生产对半焦煤气的需求量(410×104Nm3/d)，建设10台半焦炉可满足需要,半焦煤气产量约有10%的合理余量。硅铁生产线——98 矿热还原电炉：选用6台25MVA矿热法碳还原电炉，可满足本项目硅铁生产需要，且有合理余量。还原罐回收再生生产线——中频感应熔化炉：单根还原罐离心浇铸桶体部分重量为752kg，选择容量1000kg中频炉，每炉熔化后浇铸一根还原罐。一台中频炉每日可工作10炉次，依据每日67还原罐消耗量，考虑到维修，确定安装8台中频感应熔化炉。3.10.3各生产线主要设备清单焦化生产线主要设备清单序号项目名称规格与型号单位数量1半焦炉Ф3×10台102洗涤塔Ф2.5×8台53罗茨风机　台54风机　台45焦油库Ф6×10个56煤气罐Ф1×6个67破碎机250×450台58震动筛　台49上煤机　台1010皮带机　台2011半焦输送带非标台1012斗式料仓2.5×1.5×1.5个2013过渡料仓∮2.5×4个414车间内部配电　套115中心控制设备　套1镁冶炼生产线主要设备清单序号项目名称规格与型号单位数量1回转窑系统全套设备Ф4.5×64台22破碎机PEX250×1200台23球磨机Ф2.6×13台298 4硅铁料仓Ф3×4个25提升机HL500台46提升机HL315台47萤石仓Ф2.6×3个28螺旋给料机GX400台49螺旋给料机GX200台2010混合粉料仓Ф3×4个411压球机LYQ6台2012射流真空泵LMZK-20000台5613锅炉Q14.6/800-4-1.0台414热电偶温度计铂铑个36015麦式真空计　个120016还原炉50罐台11217还原罐填料机非标台5618还原罐扒渣机非标台5619液压挤镁机　台2020鼓风机Q:2400M3/h台5621引风机Q:3600M3/h台56镁合金生产线主要设备清单序号项目名称规格与型号单位数量1精炼及合金化炉3.5t台402熔剂炉　台123静置保温炉3.5t台124复合坩锅3.5t个455长复合坩锅3.5t个146温度表XMD-101个1007铸造重熔锭浇铸机　台128浇铸自动控制系统　套1598 9温度显示控制系统　套1510换热烟气排放系统　套1511内部电力控制系统　套1512泵、搅拌器等　套4513平台及梯　套1514镁液输送泵1吨/H台1715自动抛光线　套1416喷码机　台1417打包工具　套1418半连续铸造机　台619带锯床J4250台1020车床CA6140台1621龙门铣床XB0914台4硅铁生产线主要设备清单序号项目名称规格与型号单位数量1桥式抓斗起重机Q=10t,V＝1.5m3台42颚式破碎机PEF400×600台33颚式破碎机PEF250×400台34单轴振动筛2ZD1224台25胶带输送机　台36料斗式电子秤　台套27斗式提升机　台38除尘净化系统　套39斜桥上料机　台610可逆胶带输送机　台1811还原电炉25000kVA台612电炉变压器HTSS-25000/38.5台1813开眼堵眼机THJ1800-12型台698 14铁水包　个1215波纹管式电极把持器　台616液压吊挂缸升降装置　台617块式电极压放装置　台618铁水包车　台619单梁桥式起重机　台420双梁桥式起重机Q=20/5t台2罐生产线主要设备清单序号项目名称规格与型号单位数量1中频感应电炉1t/炉次台82电弧熔炼炉3t/炉次台13卧式离心铸管机Ф370×2800台44等离子切割机　台45电动单梁起重机5t台298 4、热力车间本项目热力消耗集中在镁及镁合金生产线部分，热力设施包括余热锅炉、循环流化床锅炉及其附属设施、半焦煤气和蒸汽管网等。4.1循环流化床锅炉房(含软水站)锅炉房蒸汽用于镁还原蒸汽射流真空泵，按年产十万吨镁及镁合金的产能，112台还原炉，还原罐总数量约5600支，每200支还原罐配置一组蒸汽射流真空泵（20000L/s蒸汽射流真空泵主、预抽各一台），共需安装28组蒸汽射流真空泵，生产蒸汽耗量为约52t/h。拟安装2台25t/h循环流化床锅炉生产蒸汽，循环流化床锅炉不仅热利用率高、燃料消耗低，对于含硫量较高的煤燃料，循环流化床锅炉将石灰石脱硫剂与燃料共同破碎至≤10mm粒度后燃烧，烟气与脱硫剂可充分接触反应，较好地解决烟气脱硫问题。流化床锅炉房设计参照国家标准锅炉房设计规范：GB50041。4.2余热锅炉(含软水站)回转窑烟气经过竖式预热器预热矿石后，仍有320℃以上温度，排量约18×104Nm3/h，拟安装热管余热蒸汽锅炉回收余热，可产蒸汽量14t/h，并入循环流化床锅炉蒸汽供射流真空泵。4.3厂区热力管网本工程热力管网包括蒸汽、煤气、软化水等管道。管道布置采用枝状布置方式。管道敷设采用多管道共架、中支架架空敷设的方法。蒸汽软化水管道保温材料采用复合硅酸盐毡，保温外壳采用镀锌铁皮。98 5、供电5.1电力负荷经计算,十万吨镁合金生产(含制罐车间)年平均用电量:16.36×107kWh；热力车间年平均用电量：2.16×107kWh；硅铁车间年平均用电量：110.9×107kWh；兰炭生产线年平均用电量：1.6×107kWh；表1　镁合金(含制罐车间及热力车间和兰炭生产线)负荷计算表补偿前补偿后年耗电量（kWh）有功功率（kW）276662766620.12×107无功功率（kVAR）2003110041视在功率（kVA）3415629431功率因素（cosφ）0.810.94年负荷利用小时数：7200小时表2　　　硅铁车间负荷计算表补偿前年耗电量（kWh）有功功率（kW）134058110.9×107无功功率（kVAR）64926视在功率（kVA）148953功率因素（cosφ）0.9年负荷利用小时数：8280小时。5.2负荷性质本工程半焦炉及硅铁车间等车间为I类负荷；其他车间负荷多为II、III类负荷，其中I类负荷约占85%。因本厂生产规模较大，全厂停电会影响产能和经济效益，造成设备损坏。98 5.3电源及供电及控制方案5.3.1电源镁合金厂(含制罐车间及热力车间和兰炭生产线)的用电负荷约为165MVA，年用最大用电量约为131.02×107kWh。5.3.2供电方案a:110kV供电系统主接线由负荷性质和供电要求，确定110kV供电系统主接线采用双母线带母联装置供电系统，设置两回进线8回出线，其中6回馈电给硅铁炉；2回馈电给镁合金(含制罐车间和兰炭生产线).b:车间供电根据负荷计算和总图全厂配置情况，各车间供电配置如下：煅烧及循环水设2个低压配电所，原料库及原料制备工段设2个低压配电所,还原及油处理工段设4个低压配电所，精炼铸造工段中坩埚电阻炉单独供电设3个低压配电所，热力车间设2个低压配电所，硅铁车间设1个低压配电所。5.3.3控制方案a.110kV变电整流所综合自动化系统控制、保护、信号和测量系统采用常规的电磁式继电器实行控制和保护，继电器的灵敏度和可靠性欠佳。本设计采用集监控、保护、通讯为一体的变电站综合自动化系统装置，该系统采用先进的计算机网络通信和控制技术，可实现对一次设备的保护、监视、测量、控制、报警、开关状态记录、远方信息交换等功能。用户可由远方调度或当地后台机通过通讯管理单元对间隔层的各智能单元实现监视及控制；对微机保护装置进行远方定值查看修改、投入或退出保护及信号复归等功能。该自动化系统可提高110kV配电装置和机组回路安全运行、可靠性及自动化水平高，是目前变电站为提高管理水平而被广泛采用。b:主要车间的电气及控制对于有联锁控制要求的煅烧车间和制球车间设集中控制室，集中控制和监控，还可集中和分散两地操作。其它无特殊要求的车间用电设备均为就地控制。98 5.4电缆敷设各个车间内的电缆采用直埋或穿管相结合的敷设方式，全厂管网的电缆敷设，主要采用直埋与电缆沟相结合方式。5.5防雷、接地、照明●车间照明：车间照明分三类：工作照明、事故照明及检修照明。●厂区照明：厂区照明沿厂区主干道均匀设置，采用高压钠灯或水银灯。●建筑物、构筑物防雷措施：按设计手册及规程采用避雷针或避雷带(线)。尽量利用建筑物柱内钢筋作防雷引下线，建筑物基础内钢筋作接地装置；尽量利用钢质罐本体作接闪器，外壳防雷引进线，建筑物基础风钢筋作接地装置。三类防雷接地冲击接地电阻要求不大于30Ω，变压器中性点接地其接地电阻不大于4Ω，重复接地电阻不大于10Ω。当防雷接地、变压器中性点、重复接地，PLC接地共用接地装置时接地电阻取其中要求的最小值，沿电缆桥架敷设接地圆钢接地。5.6电讯今年各专业和生产工艺的要求，本设计生产调度电话站。5.6.1生产调度电话站生产调度电话站作为公司生产管理人员对公司内各生产岗位生产管理通讯联系用。设计选用全数字程控调度机一台，容量为50门。调度机设置在办公楼内，调度电话用户约25个。5.6.2厂区通讯线路网厂区通讯线路网电缆采用电杆架空及沿墙明敷设方式，电缆采用HYA型芯线为φ0.5mm的市话通讯电缆。6、总图运输6.1地理位置，经济及交通本项目拟建地址位于省市境内的经济开发区，开发区属于省中部干旱带的核心地区，位于市的南部，距市86km，距经济开发区基地核心区100公里,距市160公里。98 经济开发区交通便利，西有G25、G35高速公路，正在建设中的高速公路、铁路穿境而过。电力设施齐全，供电能力空间很大。园区有丰富的土地资源，地形平坦，地域开阔。由于缺水，植物成长条件较差，几乎无植物存在，土壤已呈沙化状，园区不占用耕地，搬迁量较小,因此土地条件适宜作为工业用地，并有着广阔发展的空间，土地使用条件良好。6.2自然条件6.2.1气象该地区地处大陆腹地，远离海洋，属中温带大陆性干旱气候区，其特点表现为冬长夏短，降水量小，春秋多风沙，蒸发量大，日照时数长。气象资料：多年平均气温8.8℃极端最高气温36.9℃极端最低气温-24.0℃多年平均降雨量193.4mm最大日降雨量64.2mm雨季起止日期6月-9月年最大蒸发量1974mm年日照时数2833小时年均相对湿度59%历年最大积雪厚度12mm最大土壤冻结深度1.22m年平均风速2.7m/s历年最大风速17.0m/s主导风向ENW6.2.2地震本地区地震烈度为8度。98 6.3总平面布置6.3.1总平面布置原则总平面布置本着流程合理，布置紧凑，节省用地，充分利用地形，减少土方工程量，缩短运输距离，减少管线长度，满足防火、卫生、防爆等要求，使之有利生产，方便管理，同时注意到全厂总平面布置的整体性，使之建筑群体达到统一调协。6.3.2总平面布置在总平面布置中，将厂区划分为主要生产区和辅助生产区两个功能区。厂区主要通道设为9米宽，次要通道设为6米宽。其中主要生产车间按照生产工艺流程进行布置，满足工艺要求。6.4工厂运输全厂年运输量为2644238吨，其中运入1795218吨，运出849020吨，详见运输量表。厂区道路呈环形布置，城市型道路，道路路面结构采用沥青混凝土路面。其中主要干道路面宽度为9米，次要道路路面宽度为6米。厂区设三个出入口，使人流与货流分开，避免人货交叉。同时两处大门均设门卫，并配备警卫人员。运输设备：根据厂方要求，生活用车共8台；原料运输用车自配东风载重汽车10台，其不足部分由厂方外委当地运输部门解决。表6-1　　　　　运输量表序号货物名称起运地点运至地点数量(t/a)备注一运入1白云石厂外厂内10215202硅铁厂外厂内1082803萤石厂外厂内151604熔剂厂外厂内1583098 5合金元素厂外厂内55806煤厂外厂内628848小计1795218二运出1还原渣厂内厂外5593202煤渣厂内厂外1572003精炼渣厂内厂外266804镁合金厂内厂外105820小计849020三合计26442386.5竖向布置厂区竖向布置拟采用连续式场地整平方式。厂区雨排水拟采用暗管排水。全厂土石方工程量估算为1918050m3。表5－2　　　　全厂土石方工程量表序号名称单位数量备注1厂区用地面积m21998666.842建构筑物用地面积m2311971.243建筑系数%22.374道路及场地铺砌面积m21351305绿化占地面积m22998006绿地率%157土石方工程量m219180506.6厂区绿化、消防及警卫6.6.1消防本设计在总平面布置中考虑各建构筑物之间留有消防安全距离，并设置足够的消防通道，以保证消防车通行。该厂厂区内不设消防站，区域消防由厂方同当地消防部门联系统一设防。98 6.6.2警卫工厂四周设置围墙，大门设置门卫，配备必要的警卫人员和设施。6.6.3绿化绿化是环境保护的一项有效措施，它可以净化空气，改善环境，减少噪音，防尘降噪，美化工厂环境。做好绿化可以改善工厂面貌，使环境优美、整洁，改善劳动条件。厂区绿化采用点、线、面相结合的方法，使工厂形成绿化整体。厂区道路的两侧种植行道树，并在各生活室等地进行重点绿化，使厂区绿化占地率达到15%。98 7、给排水7.1设计依据⑴国家现行的规程、规范《建筑给水排水设计规范》、《建筑设计防火规范》、《工业循环水冷却设计规范》等；⑵工艺设备专业提供的生产用水量；⑶其他相关专业提供的有关条件。7.2设计范围本设计主要是围绕年产十万吨镁合金生产拟建厂区、车间的生产生活用水、循环水、纯水、污水处理、排水系统设计。7.3给水系统本项目年产十万吨镁合金总用水量为163970m3/d，其中新水用量5584m3/d，循环水用量为160400m3/d，水循环利用率为96.6%。水源由厂方自行解决。全厂生产、生活及消防采用同一供水系统，经水加压泵站加压后，供全厂生产、生活及消防使用。生产生活用水见下表。年产十万吨镁合金生产生活用水表序号用水单元用水量（t/d）其中水损失量（t/d）备注循环水量（t/d）新鲜水量（t/d）循环水利用率（%）1回转窑循环水2500250010096100补新水2回转窑余热锅炉软水57005700570新水3回转窑余热锅炉循环水12001200699.56补新水4还原炉循环水360003600072098720补新水5射流泵循环水480004800052098.9520补新水6铸造等其他生产用水200002000020099200补新水7酸雾洗涤用水100100109010补新水8焦化软化水30003000300新水9焦化循环水240024008096.680补新水10锅炉房用软水80008000800新水11锅炉房循环水16001600899.58补新水12硅铁炉循环水432004320034099.2340补新水13硅铁炉变压器冷却水540054003099.530补新水14硅铁生产用水17500175001750新水15办公生活用水15001500150新水98 合计163970160400558496.655847.4循环水系统为减少水资源的消耗与浪费，达到节约用水的目的，在满足工艺生产所需的水质要求前提下，尽量采用循环供水。本研究根据生产性质和要求的不同，对用水水质要求相近的还原、煅烧、制球车间，设一循环水系统；蒸汽喷射泵用水质要求较高，单独设一循环水系统；半焦炉设一循环水系统；锅炉房设一循环水系统；硅铁车间设一循环水系统。7.5排水系统全厂分生活排水、生产雨排水两个排水系统，对无污染的生产排水直接排到雨排水系统中，生活污水经化粪池处理后排至排水系统中，生产、雨排水直接排至排水系统中。7.6消防用水根据《建筑设计防火规范》GBJ-16-87，由于全厂占地面积2000亩，主要厂房还原车间属于丙类，体积大于50000m3，按照规定外部设立消防栓，室内设消防灭火器。98 8、自动控制8.1概述近年来，随着国内、国际金属镁市场竞争不断加剧，价格日趋透明和稳定，金属镁行业的发展已进入有序规范阶段。企业为了提高竞争力，纷纷在追求规模效益上展开了竞争，新建镁合金项目的规模一再创新，均在万吨左右。但简单地规模扩大并不能带来经济效益，只有在建设和生产中大胆采用先进成熟的科学技术，不断提高自动控制水平，才能降低生产成本，在竞争中占得先机。在借鉴国外镁合金生产先进经验的基础上，结合国内生产工艺的现状，从提高产量、降低成本、提高经济效益等方面考虑，将目前已在其他行业应用成熟的控制技术引入镁合金行业，在本次设计中考虑采用高效节能新型精炼炉和还原窑炉技术及自动化控制技术、配料过程自动化控制技术，具备当今世界先进水平，在实现数字化管理、提高镁合金生产过程的自动化水平、提高产品质量、提高资源的综合利用、提高生产能力，实现增效节能，具有明显的经济效益。本项目自控专业设计共包括煅烧车间、制球车间、还原车间、精炼合金车间、循环水系统以及仪表维修室等工程。各车间设计内容是根据工艺专业要求进行的。现场仪表选型以智能数字仪表为主，并配置其它类型数字仪表及控制装置。为加强操作与管理，提高产品质量，在全厂设计集中控制中心一个，还原车间，煅烧车间、配料制球车间各设计一个车间控制室进行控制。8.2计算机控制系统为适应现代镁合金工艺技术的发展，根据镁合金厂的实际情况，本设计采用全厂集中控制和主要工段分布控制相结合的集散控制系统。该系统留有与工厂管理网络的接口，以备将来的全厂管理现代化。98 考虑到镁合金生产流程分散，各工段之间连续性不强，相对独立，为保证生产运行的可靠性，设计中控制系统由中心控制室集中控制和各车间控制室分布控制组成，控制系统由过程控制级、过程监控级二部分构成：·过程控制级在本系统设计中，主要车间工序设计一套控制系统，由它来完成对车间生产过程及设备的监视与控制。每套系统为一个监控操作站。具有以下功能：·显示该工序运行信息·整理、分析、存储各工序的技术数据·各种技术报表的统计、打印·修改该工序的主要控制参数·随时调阅、打印各车间关键设备信息，如24小时运行曲线，操作记录等·工厂监控级为方便生产管理、网络管理，本系统设一个监控工作站。监控工作站与各工序监控操作站之间通过以太网相互联络。监控工作站具有以下功能：··接收监控操作站发来的各工序实时运行信息·接收操作人员录入的各工序运行状态信息，运行技术条件信息·绘制各工序的主要技术参数历史趋势图·多功能数据处理工作平台根据企业的实际情况，监控操作站特制定的如下设计原则，手自动分开、分布式控制、集中数据处理和参数设定。98 每个相对独立的控制系统又分为手动、自动两部分，该手动功能完全独立于自动控制系统，手动操作可以满足各工艺设备的基本运行需要，在自动设备检修的情况下，也能保障正常的生产。在设计的电气控制柜上，现场操作人员可根据需要选择自动或手动两种方式启停相应的工艺设备，当选择“手动”方式时，工艺设备不受计算机的控制，在人工干预的情况下生产。计算机自动控制：计算机上集中实现具体设备逻辑控制，如设备启停、互锁、设备状态指示、报警等功能，在计算机中又分逻辑上的手自动，在逻辑自动状态下，操作员只要设定的参数，设备即可自动按操作员工艺意图来执行；逻辑上的手动时，可以任意单独启动某一台设备。分布式控制，由于控制设备比较分散，而且工艺不同，从经济和可靠上考虑我们选择DCS系统，每个工艺流程由单独的DCS控制，其中某个设备的不正常运转，不会影响到整个的生产，每台设备的运行状态全部进入计算机集中显示和控制。为了保证系统的安全可靠运行，进行人机交互操作时，我们对系统进行相应的安全保护，不同用户根据事先规定的用户的使用权限和使用范围允许或禁止其对系统某些部分的操作，每用户都有相应的权限和登录密码，现场操作人员只要根据计算机上的中文提示，点击相应操作按钮和输入数值，就可以完成设备启停和参数设定，设备的当前运行状态、故障报警，都可以生成报表并统计，供工艺员参考分析，以便拿出更好的生产方案。8.3各车间主要检测内容煅烧车间：窑头、窑尾温度、压力检测；半焦煤气压力、流量检测；空气压力、流量、温度检测；煅烧带温度检测；冷却水断流信号；各种料仓料位报警等。制球车间：各种料仓料位检测及料位报警。还原车间：还原炉温度检测，半焦煤气、空气压力检测；半焦煤气、空气流量计量；蓄热器前、后空气温度检测以及空气蓄热前、后烟气温度检测等。精炼合金车间：镁液温度检测；合金精炼炉炉膛温度检测及控制。循环水系统：循环水池水位报警；冷、热水池温度以及循环水流量计量等。98 硅铁车间：硅铁炉温度检测及炉顶料仓料位报警；循环水温度流量检测；配料系统及除尘系统控制检测。8.4仪表选型采用以DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表为主体的控制与检测仪表，并配置其它类型的数字仪表与电动调节装置，并在合金精练车间，煅烧车间、还原车间、硅铁车间采用了工业控制机。8.5控制室设置在各车间均设控制室，并在合金精练车间，还原车间，煅烧车间设计计算站。控制室设仪表盘，通过盘上仪表或屏幕显示工艺参数，实现对现场运行状态的监视与操作。8.6仪表维修室仪表维修室面积约320m2，仪表维修室，设有流量、压力、温度计算机等检测部门，负责全厂仪表的维护、检修、校验。保证全厂仪表的正常运行。98 9、节能9.1概述镁合金生产为耗能大户，尤其是原镁生产工序占镁合金生产总能耗的85%以上，按传统工艺，原镁生产能耗指标大致如表9-1所示：表9-1传统工艺的各工序及总能耗煅烧工序能耗53.5GJ/t还原工序能耗150GJ/t精炼工序能耗4.8GJ/t动力用电6.65GJ/t总共220.95GJ本设计所遵循的原则之一是采用合理的工艺路线及使用最新型的节能工艺设备，来达到将吨镁（合金）能耗降低的目的。9.2本项目的节能措施及预期效果为节省吨镁的能耗，我们决定在该建设项目中采用以下新技术：1.采用余热锅炉回收烟气余热；2.采用蓄热式还原炉替代传统还原炉；3.采用郑州经纬机械有限公司最新开发的气力清渣机以替代传统人工扒渣方式；4.采用大容量精炼坩埚替代传统的小容量坩埚；5.采用合理的工艺路线及先进的电力控制及工艺参数控制技术，确保各工段工艺指标的最优化；本项目的节能措施如下:⑴采用窑尾竖式预热器和窑头竖式冷却器的节能煅烧技术工艺传统的工艺过程中，煅烧工序产生大量的高温烟气，这些高温烟气的直接外排，不仅造成热能的极大浪费，还给烟气的除尘净化带来困难。新型节能型回转窑采用竖式预热器预热物料，使物料在预热器内发生部分分解，使系统产量提高40%。出料端采用竖式冷却器回收余热，充分利用回转窑燃烧产生的高温烟气，窑热效率提高35%，吨产品节省半焦煤气消耗850Nm3，98 节能效果显著。硅铁车间的硅铁炉烟气有较高潜热，本方案充分考虑余热的回收利用，在硅铁炉烟道设4吨余热锅炉回收利用烟气余热产生蒸汽用于还原车间的蒸汽喷射泵，年可节约锅炉用煤1.8万吨，经济效益显著。⑵采用蓄热式还原炉替代传统还原炉在热法镁生产过程中，还原工序所需要的热量占整个热法镁所需热量的65%以上，还原炉的余热利用一直是生产者和科研设计者的研究课题。而本工艺设计采用蓄热式还原炉。这种技术已被证明是一种很好的节能技术，已成功应用于生产过程中，取得了较好的节能效果。蓄热式还原炉与传统还原炉相比，可节能30%以上。⑶采用气力清渣机以替代传统人工扒渣方式气力清渣机是郑州经纬机械有限公司最新开发的主要用于金属镁还原的还原罐内渣的清理设备，它已实现成功应用，它的工作原理是采用压缩空气将还原炉内的渣吹入一个特定的收集箱内。与传统的清渣方式相比，它在节能方面最大的优势是缩短了清渣时间，提高了清渣效率，相应的提高了单位时间内的生产效率和燃料的空烧率；并能减少罐的空烧时间，降低了吨镁罐消耗率，也就降低了后续的还原罐再生时消耗的能量。另外，在将还原渣集中后，还可利用还原渣的余热。表9-2示出了使用气力清渣机与传统手工扒渣方式的比较。表9-2传统人工扒渣方式与气力扒渣在节能方面的比较扒渣方式单罐扒渣所需时间min*人数单罐空烧时间min出渣空烧所消耗热量106kJ/t镁吨镁罐消耗量只罐/t镁还原渣余热利用人工扒渣15*2153.1250.2不可能气力扒渣2*120.4170.19可能⑷采用大容量精炼坩埚替代传统的小容量坩埚本设计选用2t蓄热坩埚炉进行粗镁精炼、合金化作业，另选用4t坩埚炉用于镁合金静止保温。大容量坩埚炉与小容量坩埚炉相比，具有能量利用率高，温度分布均匀，单位产能散热少的优点。能节约能源10%以上。⑸采用先进的电力控制及工艺参数控制技术98 本设计工艺流程及设备选择合理，所有设备处理能力和产能都相互匹配，没有大马拉小车情况。另外，对于大功率设备，如回转窑、球磨机、压球机等采用变频控制，消除可能会出现的生产波动导致的产能不匹配。对于还原炉、回转窑等设备，普遍采用温度与燃料和空气流量自动检测控制技术，当炉膛温度出现波动时，控制系统便自动调节燃料及空气的流量，使炉膛温度保持在工艺所需要的温度范围内。通过先进的自控技术，一方面维持了生产系统的稳定，提高了生产效率；另一方面也节省了总能源消耗及单位产量能源消耗，节能效果明显。9.3总结通过采用上面所列的一些技术，可以使吨镁的能耗由传统的20000Nm3半焦煤气降低到13530Nm3半焦煤气以下，节能效果明显，其吨镁能耗低于行业标准值，符合国家产业政策及行业标准。98 10、机修10.1概述年产十万吨镁合金厂，年需一般机械备件1000t（其中加工件750t），生产消耗件8000t。为节省投资，充分利用周边的协作关系，确定如下设计原则：①生产所需的机械备件全部外协解决。②各类汽车的检修外协解决，不建汽、柴油库及加油站。③为保证生产正常运行，设检修车间及各类仓库。10.2检修车间主要负责全厂机械设备的检修及日常维护；承担全厂种各类管道的维修；部分生产工具的制作；各类炉窑的修理及日常维护。主要设备按配套选用金属切削机床9台，锻压设备5台，电焊机8台及部分修炉设备。厂房建筑参数跨度18m，长85m，内设3t单梁桥式起重机1台，轨顶标高7m。建筑面积1530m2。10.3仓库设施本厂设立备品备件库、金属材料库、耐火材料库、综合仓库等，分别贮存各类物品。98 11、土建11.1设计依据①本项目可研根据甲方委托书，各专业提供的工艺条件。②生产规模及生产特征：本工程生产规模年产镁合金十万吨，主要生产车间由煅烧车间、制球车间、还原车间、合金车间、还原罐车间、硅铁车间等构成。③厂区自然条件a.气象条件：详见总图专业。b.地形地貌：拟建厂区为矿区。c.地震烈度：地区抗震设防烈度为8度。d.工程地质及水文地质条件：本项目拟建地址位于省市境内的经济开发区，开发区属于省中部干旱带的核心地区，位于市的南部，距市86km，距经济开发区基地核心区100公里,距市160公里。开发区交通便利，西有高速公路，正在建设中的高速公路、铁路穿境而过。电力设施齐全，供电能力空间很大。地貌属冲击平原，地形平坦，场地构造为高原地堑，该地堑中新生代沉积发育。土层为第四纪冲积平原，由黏土层砂土层及卵石组成。地下水位一般在2米以下。11.2设计原则①遵循现行国家规范、规定、地方设计规程及习惯做法，在满足工艺要求的前提下，尽量做到经济实用。②因地制宜合理选择建筑材料并应有效地组织良好的自然通风和天然采光，为工人创造良好的工作环境。③做好厂区建筑环境处理，包括型体、色彩，使厂区达到协调、统一，树立良好的企业形象。11.3建筑结构形式①98 主要生产车间：除精炼厂房外单层厂房均采用彩瓦轻钢结构厂房，基础为独立柱基础，预制钢筋混凝土基础梁。精炼车间厂房采用混凝土排架结构。多层厂房为捣制钢筋混凝土框架结构，基础暂定为独立柱基础，钢筋混凝土基础梁。②其它辅助建筑：采用捣制钢筋混凝土框架结构、砖石混合结构或轻型钢结构，采用钢筋混凝土现浇、预制或轻钢彩瓦屋面，基础为独立基础或毛石带形基础。11.4建筑设计墙体：围护结构370厚多孔砖墙，框架填充墙用240及200厚空心砖墙。屋面：一般屋面做有组织排水及保温隔热处理。楼地面：根据生产特点，对不同车间采取相应的处理方法，但都要求做到耐久、易清扫、符合生产工艺的要求。粉刷：车间外墙用涂料饰面，并用不同颜色点缀以丰富立面，使全厂建筑达到统一、协调的效果。工厂大门等民用建筑用劈离砖饰面。防火设计：严格按照防火规范的各项规定，保证防火间距，疏散宽度，消防设施等符合规范要求。地面排水：为防止雨水倒灌，各建筑物根据不同的使用功能，相应调整室内外高差，保证室外排水畅通。防腐：根据精炼车间有腐蚀气体的特点，对该车间室内墙面、屋架、门窗等部分进行防腐处理。98 12、通风除尘12.1通风除尘设计工艺生产过程中产生白云石、煅烧白云石、硅铁等粉尘、氯盐等升华物和有害气体。生产过程中所产生的粉尘，采用布袋除尘器进行收尘，其除尘效率在99%以上。车间通风主要以自然通风为主，个别车间采用机械排风方式消除有害气体或通风换气。12.2空调设计煅烧车间、还原车间等控制室需空调，为一般舒适性空调，由于面积小且分散，故采用分体式空调器，空调功率约10kW。表12－1　　　　　通风除尘主要设备表子项名称系统通风除尘风量（m3/h）设备功率备注煅烧车间~-36000除尘、脱硫系统250kW制球车间P-1P-22520075100布袋除尘器布袋除尘器90kW精炼车间通风22000离心风机22kW配电站、电修通风12000离心风机7.5kW机修、炉修通风12000离心风机7.5kW还原罐回收通风12000离心风机7.5kW挤镁车间通风轴流风机15kW锅炉房、浴室通风轴流风机2.2kW中心化验室通风轴流风机11kW计控室及仪表维修通风轴流风机4.4kW仓库通风轴流风机2.2kW循环水通风轴流风机4.4kW合计416.2kW98 13、环境保护13.1环境概况本项目拟建地址位于省市境内的经济开发区。该地区北临边缘，南至北界，东地界，海拔在603-825之间，平均海拔高程1424.5米，总体地形由东向西及由南向北倾斜，地形相对平坦，地势开阔，地表物质以沙质、砂砾质为主。13.2工程概况本工程为新建项目，拟建规模为十万吨/a镁合金。粗镁制备工艺采用皮江法，燃料为半焦煤气。合金生产工艺采用短流程工艺--熔化、合金化、搅拌、精炼、取渣、气体保护、浇铸新工艺。配套建设相应的锅炉房、还原罐车间及硅铁车间等。13.3环境保护13.3.1设计依据及采用标准本项目以下列依据及标准进行设计：①《建设项目环境保护管理办法》（86）国环字第003号；②《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号；③《有色金属工业环境保护设计技术规定》（YSJ017-92）；④《轻金属工业污染物排放标准》（GB4912-85）；⑤《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-91）；⑥《污水综合排放标准》（GB8978-88）；⑦《工业企业噪声控制设计规定》（GBJ87-85）；⑧《工业炉窑烟尘排放标准》（GB9078-88）。13.3.2主要污染源与主要污染物本项目的污染源与污染物主要来自回转窑煅烧、原料车间的球磨机、配料、压球和物料运输产生的粉尘、还原炉烟气等。主要污染源有回转窑、还原炉、精炼炉、半焦炉，另外还有物料输送、磨粉、压球、装料和出炉铸锭等设备。98 主要大气污染物是粉尘与CO2；废水主要是零散设备冷却水与生活污水；废渣有还原炉渣、精炼炉渣、和煤渣；噪声主要是球磨机、破碎机、风机等设备噪声。13.3.3控制污染的初步方案⑴废气及粉尘治理本项目原镁制备采用皮江法工艺，三废排放量少，对环境产生的危害性少，其主要污染物为粉尘、二氧化硫。本工程对工业过程中排放的有害物均采取有效治理措施，使污染物的排放达国家排放的标准。①回转窑烟气：本工程安装回转窑4台，其最大烟气量约为135000Nm3/h.台，烟气离开窑尾温度600℃--700℃，含有煅白粉尘，烟气主要成份为燃料燃烧及白云石分解产生的CO2，随助燃空气代入的N2及少量不完全燃烧的CO。回转窑烟气经预热回收、旋风收尘、脱硫后粉尘浓度从1500mg/Nm3降到50mg/Nm3；SO2浓度从4500mg/Nm3降到550mg/Nm3以下，设一座60m高烟囱，烟气可达标排放。②原料车间原料车间在硅铁的破碎、输送，煅白的球磨及输送及配料、制团的过程中，均产生粉尘，本工程采用袋式除尘系统，对其进行净化，该车间设计有8个除尘系统，总排风量为95000Nm3/h。排尘浓度为50mg/m3，达到国家排放的标准要求。在设施方面，建成封闭式的生产联动线，对所有粉尘污染点首先是密封，减少跑、冒、滴、漏，在此基础上采取局部装排尘罩，含尘空气经旋风收尘后可达标排放。③还原炉烟气：本工程共设50罐还原炉112台，烟气量为3400Nm3/h.台。使用半焦煤气（冷煤气）作燃料，烟气主要成份为CO2、N2及少量CO，还原炉烟气离炉温度不高于180℃，采用引风机经排气筒排放，可达环保排放标准。④合金车间：镁合金车间设镁合金熔化精炼炉，合金化及保温炉，交替使用，熔炼炉烟气含微量的SO2与氯化物，烟气量为127800Nm3/h，经石灰乳洗涤,尾气达标排放；熔融镁合金出炉后在其铸造过程中，为防止镁氧化燃烧，采用N2作保护气氛。98 ⑵废水①新水用量：本项目的新水用量为5584m3/d。②循环水：为节约新水用量，减少废水外排，本工程对煅烧窑、还原炉等设备冷却水设循环水系统，循环水量为160400m3/d，水循环利用率高于96%，满足《污水综合排放标准》（GB8978-88）的要求。上述冷却水均属间接冷却水，除水温升高外，水质不受污染，经冷却塔冷却降温后循环使用。焦化设独立的循环水处理系统，水不外排。③排水：本项目中的有害废水为精炼炉尾气洗涤塔酸性废水，采用废煅白中和处理达到PH6～9后沉淀循环使用,可达到环保标准要求.生产系统除蒸发、漏损外，水不外排。⑶废渣本项目每年排出还原渣559320t，煤渣157200t，该渣的主要成分为2CaO·SiO2，用于制水泥；精炼渣26680t。⑷噪声设计对球磨机、破碎机、鼓风机、风机等高噪声设备都设在单独隔音间内，并设有减振基础。对操作工人还设置隔音值班室。噪声可控制在《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）范围之内。⑸环保投资估算镁合金厂的建设总投资为165325.12万元，环保设施投资为15329.0万元，占工程建设总投资的9.27%。⑹问题与建议根据《建设项目环境保护管理办法》，本工程应编写环境影响报告书，为主管部门提供决策依据。建议建设单位尽快委托有评价资格的单位开展环境影响评价工作。98 14、职业安全卫生14.1设计依据及采用标准本项目依据下列法规及标准进行设计：　　①《关于生产性建设项目职业安全卫生监察的暂行规定》（劳字[1988]48号）；②《有色金属工厂安全卫生设计规定》[（88）中色安字第0958]；③《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）；④《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；⑤《电气设备安全设计导则》（GB4064-83）；⑥《生产设备安全卫生设计总则》（GB5085-85）；⑦《工业锅炉房设计规划》（GBJ47-79）；⑧《工业企业采光设计标准》（TJ33-79）；⑨《工业企业照明设计规定》（TJ34-79）。14.2生产过程中的职业危害因素镁合金生产过程主要危险因素可分为两类:一类为自然因素形成的危害和不利影响,包括地震、不良地质暑热、冬季低温、雷击等因素；另一类为生产过程中产生的危害，包括尘毒、火灾、爆炸、机械伤害、噪声振动、触电事故、坠落碰撞等各种因素。⑴自然因素形成的危害和不利影响①地震地震是一种能产生巨大破坏作用的自然现象，它对建构筑物破坏作用明显，作用范围大，进而威胁设备、人员安全。②不良地质不良地质对建筑物的破坏作用较大，甚至影响人员安全。③雷击雷击能破坏建筑物和设备，并可能导致火灾和爆炸事故的发生。④气温98 人体有最适宜的环境温度，当其超过一定范围时，会产生不舒服感，气温极端会使人发生中暑的冻伤。气温过低，可冻坏设备。⑤其它暴雨和洪水威胁工厂安全,其作用范围大,但出现的可能性较小,内涝浸渍设备,影响生产.⑵生产过程中主要职业危险、危害因素分析本工程是以白云石、硅铁、萤石粉为原料，以半焦煤气为燃料，在1250℃下采用真空还原。其生产过程存在着不同程度的危害因素，主要包括有害尘毒、火灾爆炸事故、机械伤害、噪声振动、电伤、坠落、高温烫伤等各种因素。本工程生产过程中所涉及到的原料、辅助以及半焦煤气中主要危险、有害物质很多，主要包括CO2、CO、NH3、NOx、H2S、CmHn、粉尘、硫磺、硫酸等，上述物料均具有易燃、易爆、有毒、有害、腐蚀等危害性，均出现在各工序中。各工序危害性分析①有害气体：烟气中的CO2。②粉尘：破碎机、球磨机、回转窑、精炼车间以及物料输送过程中散发的粉尘。③噪声：破碎机、球磨机、压球机、各种风机等产生的噪声。④余热：回转窑、还原炉、镁合金熔炼炉、铸造机及锅炉等散发的余热。⑤电器的不安全因素：电器设备的短路、断路、停电、雷击以及触电等。⑥煤气泄漏产生的中毒、着火、爆炸等事故。⑦烫伤、机械伤害等因素。14.3有害物质危险性分析⑴气体物质危险性分析CO:是一种无色、无味、无臭的气体，比重为0.967，燃烧时呈浅兰色的火焰，主要来源于煤气系统的泄漏和燃料的不完全燃烧。人体吸入CO后，即与血红蛋白结合，生成碳氧血红蛋白（COHb）阻碍血液输氧，造成人体缺氧中毒，空气中浓度达到1.2g/m3，短时间可可致人死亡。属Ⅱ级危害毒物。SO2：属Ⅳ98 级危害毒物。是无色、不燃、有恶臭、并具有锌辣味的窒息性气体，比重1.434,它主要来源于燃料的燃烧.其对人体的危害表现为对结膜及上呼吸道粘膜具有强刺激性，可引起喉部不适，甚至窒息，并可导致支气管炎、肺炎和呼吸麻痹。大气中SO2易形成酸雾或酸雨，空气中酸雾达0.8mg/l时，人体即有不适感觉。H2S：是一种可燃、无色、有臭鸡蛋味的有毒气体，比重1.19,H2S是强烈的神经毒物，结粘膜有强烈的刺激作用，长期接触低浓度的H2S，可引起神经衰弱症及植物神经紊乱症状，高浓度的H2S可抑制呼吸中枢，引起窒息、支气管炎、肺炎等，车间空气中H2S的最高允许浓度为10mg/m3。属Ⅱ级危害物。CmHm：包括所有烷烃、烯烃和芳烃等，CmHm对眼、鼻、呼吸道均具有强刺激作用，危害肺、肝、肾、心血管系统，某些强致癌物质，芳烃及稠环化合物影响最大，属Ⅱ级危害物。⑵粉尘物质危险性分析粉尘分为两类：直径>10um者，称为降尘；直径≤um者，称为飘尘，直径在0.3-10um之间的粉尘，对人体危害最大，它可直接进入人体，沉积于肺泡内，并有可能进入血液，扩散至全身，由于粉尘表面积大，能吸附多种有毒物质，可引发多种疾病，本工程的主要粉尘包括备料、炼镁过程中产生的还原渣，在推渣、运渣过程中产生渣尘。《工业企业设计卫生标准》规定，粉尘在车间空气中最高允许浓度为10mg/m3。⑶振动及噪声危险性分析振动可能导致人体患发振动病,主要表现为足的损害,还可导致植物神经功能紊乱。长期接触工业噪声可引起耳呜、耳背、头晕头痛、失眠、神经衰弱等症状，并可引起暂时性听闻位移，永久性听闻位移直至噪声性耳聋等症状，并对心血管系统有影响。引风机、球磨机、空气鼓风机、各种泵、除尘器、氮气和压缩空气系统等设备系统在运行过程中都会产生噪声。《工业企业噪声控制设计规范》规定，工作场所的噪声不得超过85db，操作室有通讯要求时为70db，无通讯要求时为75db。⑷高温辐射危害性分析当工作场所的高温辐射强度大于4.2J/cm2.min时，可使人体过热，产生一系列生理功能变化；体温调节失去平衡，水盐代谢紊乱、消化及神经系统受到影响。⑸火灾爆炸危害性分析98 本工程能引起燃烧和爆炸事故的因素很多。如高温可引起可燃物起火，输送煤气设备、管道中煤所氧含量超标，煤气泄漏静电火花等原因即可导致燃烧和爆炸事故，电器电缆的火灾危险，锅炉爆炸的危险，压力容器超压爆炸，火灾及爆炸事故能造成较大的人员及财产损失。⑹其它安全事故危险分析锅炉太压力容器的安全事故,不但造成设备损害,而且危及人体安全.生产过程中使用的各种大型转动运行设备,破碎机、皮带运输机等，存在着机械伤害的可能。触电、碰撞、坠落、酸碱灼伤、高温烫伤、误操作等事故对人体形成伤害，严重时可造成人员的死亡。腐蚀既损坏设备，也对人体构成威胁。停电事故影响生产，损坏设备，造成有害物外逸，危及人身安全。14.4劳动安全卫生设计中采取的防范措施⑴对自然危害因素的防范措施①抗震本工程所在地地震烈度为8度,为防止地震危害,本工程在设计中均采取相应的抗震措施,根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）和《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）中规定,按8度地震烈度对建筑物设防.电力变压器则采取相应的保护措施,防止其受损.②防雷全厂爆炸和火灾危险区域为二类防雷,其余为三类防雷,按《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）进行设计，对主厂房、烟囱、煅烧、原料制备、精炼车间等建筑物设避雷带、避雷网及接地极，对设备、风帽、放散管等突出物采取相应的防雷措施。③防暑防寒98 为防止夏季暑热，在生产厂房内采取通风换气措施，在工段内部设置工人休息室、操作室、控制室、低压配电室等，并在室内设置必要的风扇等装置，在控制室、低压配电室设置有空调。为防止冬季低温，采取集中供暖措施，使车间内工作地点及休息室内的温度均可满足有关的要求。对贮存输送水或蒸汽介质的设备及管道采取必要保温措施，在操作管理上采取相应的排空措施，以防冻坏设备与管道。④其它为了防止或避免不良地质对建构筑物的破坏，拟对回转窑、烟囱等重要生产建构筑物基础采取必要的地基处理措施。为了防止内涝，及时排出雨水，避免积水毁坏设备、厂房，在厂内设相应的场地雨水排水系统。在厂内的平面布置上，将散发粉尘的贮煤场及焦场布置在全年最大频率风向的下风侧和厂区边缘地带，减轻有害物由于风向的作用对职工的有害影响。⑵对生产危害因素及职业卫生采取的防范措施本项目在建设过程中必须把“安全第一，预防为主”的方针贯彻始终，确保有关安全卫生设施的工程质量，从而保障劳动者在生产过程中的安全健康。①粉尘与烟气的防范措施：设计对回转窑、制球车间、上料系统及硅铁车间原料系统都设布袋除尘器处理，以防粉尘散入车间；镁合金炉烟气、铸造机的吸气罩集气都经石灰乳洗涤塔洗涤，用风机抽入烟囱排空；厂房设侧窗与避风天窗，使车间有良好的通风换气条件。车间工作地带SO2浓度低于15mg/Nm3，粉尘浓度低于10mg/Nm3。所有车间工作地带污染物浓度都控制在国家卫生标准以下。②噪声防治措施：破碎机、球磨机、各风机均设在单独隔音间内，并设有减震基础。为降低噪声对工人的影响，高噪声岗位还设有隔音操作室。室内噪声可控制在75dB(A)、作业场所噪声控制在90dB(A)以下，可满足《工业企业噪声控制设计规范》的要求。③通风降温措施：煅烧车间、还原车间、合金铸造车间、锅炉房、硅铁车间、还原罐车间等高温场所都设自然通风侧窗与天窗，使车间有良好的通风换气条件，在局部高温区还设置了机械通风装置，所有车间室内外温差基本可控制在5℃左右，满足卫生标准要求。④采光与照明：煅烧、制球、精炼与铸造车间的采光系数大于1%，室内工作面上的天然光照度在50勒克斯以上；风机房等厂房的采光系数则大于0.5%，工作面上的天然光照度大于25勒克斯。煅烧车间、制球车间、精炼及铸造车间工作面上的人工采光照度值都在30勒克斯之上；风机房等场所则大于20勒克斯；办公室为50勒克斯；厂区主干道与次干道分别为0.5与0.2勒克斯。⑤98 辅助生产用室设计：设计考虑了职工休息室、更衣室及浴室，以上辅助用室的设置满足《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）要求。98 15、劳动安全15.1设计依据15.1.1设计依据中华人民共和国劳动法《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》中华人民共和国劳动部令第3号（1996）。《国务院关于加强防尘防毒工作的决定》国发（484）97号。《中华人民共和国尘肺病防治条例》中华人民共和国国务院1997年12月3日。工业企业建设项目卫生预评价规范，中华人民共和国卫生部1994年。15.1.2设计遵循的标准、规范工业企业设计卫生标准，TJ36-79。建筑设计防火规范，GBJ16-87（1997年修订版）。建筑物防雷设计规范，GB50057-94。爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范，GB50058-92。生产过程安全卫生要求总则，GB12801-91。工业企业总平面设计规范，GB50187-93。工业企业噪声控制设计规范，GBJ87-85。有色金属工业环境保护设计技术规定YSJ017-92。轻金属工业污染物排放标准GB4912-85建筑抗震设计规范，GBJ11-89。构筑物抗震设计规范，GB50591-93。职业性接触毒物危害程度分级，GB5044-85。工业企业采光设计标准，GB5033-91。工业企业照明设计标准，GB50034-92。安全色，GB2893-82。安全标志，GB2894-96。98 15.2工程概述15.2.1设计范围本项目设计规模为十万吨/年金属镁及镁合金。主要有煅烧工段、制球工段、还原工段、镁合金工段、还原罐车间、硅铁车间及公用工程和辅助工程。15.2.2工程性质和地理位置(1)工程性质工程名称：镁业有限公司年产十万吨镁合金综合利用工程建设性质：技改工程行业属性：有色行业。产品方案：产品方案见下表镁合金的产品方案和生产规模产品规模高品质铸造镁合金牺牲阳极20000吨普通镁合金牺牲阳极铸造及合金锭60000吨挤压镁合金牺牲阳极20000吨合计100000吨(2)地理位置本项目拟建地址位于省市境内的经济开发区，开发区属于省中部干旱带的核心地区，位于市的南部，距市86km，距经济开发区基地核心区100公里,距市160公里。经济开发区交通便利，西有高速公路，正在建设中的高速公路、铁路穿境而过。15.2.3主要工艺设备及主要职业危险、危险因素概述。(1)主要工艺流程主要工艺流程祥见工艺篇。(2)主要原料、半成品及成品本工程生产中使用的主要原料、生产出的半成品及成品见下表：主要原料、半成品及成品表98 车间名称原料成品煅烧车间白云石煅白料制球车间煅白、硅铁、萤石粉球团料还原车间球团料、半焦煤气结晶镁合金精炼车间结晶镁、熔剂、合金元素合金镁产品还原罐车间钢材、合金元素还原罐硅铁车间硅石、焦炭、钢屑硅铁(3)主要职业危险、危害概述主要危害因素分为两类，其一为自然因素形成的危害或不利影响；一般包括地震、不良地质、暑热、雷击等因素，本地区存在有地震、署热、雷击等有害因素，需在设计中进行考虑。其二为生产过程中产生的危害，包括有害尘毒、火灾爆炸事故、机械伤害等各种因素。在煅烧、制球、还原、合金精炼、还原罐回收、硅铁车间等工段都有可能出现上述危害因素。15.3建筑及场地布置根据场地自然条件中有关情况预测的主要职业危险危害因素及防范措施。建厂区地处大陆腹地，远离海洋，属中温带大陆性干旱气候区，其特点表现为冬长夏短，降水量小，春秋多风沙，蒸发量大，日照时数长。主要自然危险、危害因素及防范措施，自然因素形成的危害或不利影响，一般包括地震、雷击、暑热等因素，各种危害因素的危害性各异，其出现发生的可能性、机率大小不一，危害作用范围及所造成的后果均不相同。地震：地震是一种产生巨大破坏作用的自然现象。在建筑设计中，进行准确的抗震验算，并根据《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）及《构筑物抗震设计规范》（GB50191-93）中的规定按8度地震烈度对建构筑物设防，对砖混结构适当增设圈梁、构造柱等措施来增强建筑物的抗震能力。地震烈度的确定已有地区证明文件，但在施工前尚需进行地震安全预评价的确认。98 雷击：雷击能破坏建筑物和设备，并可能导致火灾和爆炸事故的发生，建筑物采用避雷带（针）等防直击雷，引下线不少于2处，并沿建筑物四周均匀布置。防感应雷的措施为建筑物内的设备管道构架等主要金属物就近接到防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上。烟囱则设避雷带（针），防止雷击引发的火灾。气温：气温过高能发生中暑，气温过低达到零下，则可能发生冻伤和冻坏设备。本厂属采暖地区，配料制球工段、循环水等系统采用110/70℃的热水。根据本地区夏季高温与操作岗位环境温度高的特点，在操作室、车间办公室等处设吊扇台扇等进行防暑降温。厂区内通道的劳动安全卫生：在总平面布置中，将厂区划分为主要生产区和辅助生产区两个功能区。厂区道路呈环形布置，城市型道路，道路路面结构采用混凝土路面。其中主要干道路面宽度为9米，次要道路路面宽度为6米。生产场所梯子、平台及高处通道均设置安全栏杆；地沟、水井设置盖板；有危险的吊装口、安装孔等处则设安全护栏；在有危险性的场所设置相应的安全标志及事故照明设施。厂内道路设置相应的照明设施和排水设施。建筑物的安全距离、采光、通风、日晒等情况，有害气体与主要风向的关系本工程主要建筑物间设计的防火安全间距见下表：主要建筑物间设计的防火安全间距表序号建筑物相邻建筑物设计的防火安全间距(m)标准要求的最小防火安全间距(m)名称耐火等级名称耐火等级1煅烧二配料二15122还原二配料二241298 3合金二还原三27124半焦炉一煅烧二24185还原罐车间二还原三24126硅铁车间二配料二2412建筑物的采光、通风等情况：本工程所在区域采光条件较好，在建筑设计中，充分利用日光资源与人工光源，提供高质量的采光照明条件，光照度符合《工业企业采光设计标准》GB5033-91和《工业企业照明设计标准》GB5034-92的要求。在厂房的建筑设计中，对无毒无害岗位采用自然通风，对有爆炸危险及有害气体存在的场所则采取强制通风。有害气体与主要风向的关系：本工程所在地的主导风向为东风，风向对有害物质的输送作用极为明显，操作人员处于危害源的下风向则极为不利，总平面布置中，煅烧工段布置在厂区的西南部，与之毗邻为配料制球工段，精炼工段布置在厂区西部，以减少对厂区的影响。辅助工程设置：本工程建有车间办公楼、操作室等生产辅助用室，生活辅助设施如单身宿舍、食堂、浴室等，能满足《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）的要求。15.4生产过程中职业危险危害因素的分析生产过程中有高温、高压、易燃易爆、辐射、振动、噪声等有害作业。生产过程中各车间可能出现的危害因素见下表：各车间可能出现的危害因素表序号车间名称有害物质危害因素1煅烧车间半焦煤气机械伤害、噪声、高温2制球车间粉尘机械伤害、噪声3还原车间半焦煤气爆炸、高温4合金车间SO2机械伤害、火灾、爆炸、噪声、中毒5焦化车间半焦煤气机械伤害、火灾、爆炸、噪声、中毒98 6还原罐车间爆炸、高温7硅铁车间机械伤害、火灾、爆炸、噪声、高温15.5劳动安全设计中采取的主要防范措施15.5.1工艺和装置中选用的防火、防爆等安全设施和必要的监控、检测、检验设施全厂所用的半焦煤气均设有低压报警及自动切断煤气的装置，以防回火造成火灾。煤气系统的设备管道设置相应的蒸汽吹扫装置和煤气放散阀取样设施。回转窑、还原炉及合金精炼炉烟道均设氧含量自动分析仪，随时检测煤气中的氧含量，防止氧含量超标而引发的爆炸事故。设置火灾报警系统，在35kV配电所、各变电所、控制室等处设置感烟控制器，火灾报警控制盘设在总调度室内。厂区设有水消防系统，并按照《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90的规定设置相应型号及数量的移动式灭火器材，以满足消防的要求。15.5.2根据爆炸和火灾危险场所的类别、等级、范围选择电气设备、安全距离、防雷、防静电及防止误操作等设施。在爆炸和火灾危险场所严格按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）的有关要求进行设计，避免电气火花引发的火灾。电气设备的选型在精炼车间爆炸危险区域选择隔爆型设备。安全距离和防雷、防静电及防止误操作措施参见前所述。在爆炸和火灾危险环境中作静电接地设计，属于户外装置的防静电接地与防雷接地装置共用；对于建筑物内部设备的防静电接地利用电气系统的保护接地装置。所有的煤气设备与管道均设置防静电接地装置，防止静电火花引发火灾。15.5.3危险性较大的生产过程中，发生事故的抢救、疏散和应急措施(1)事故的抢救措施火灾爆炸事故的抢救措施：一旦发生火灾爆炸事故，利用设置的火灾自动报警系统及电话向消防队报警，同时采用设置的移动式消防器材及固定式消防设施进行灭火。98 生产厂房等建筑物火灾主要采用水灭火，利用消火栓、消防车、消防水枪并配合其它消防器材进行扑救。电气室、控制室等带电火灾主要采用磷酸铵盐干粉灭火器和气体灭火器进行扑救。人身伤害事故的抢救措施：烧伤的抢救措施：烧伤一般发生在爆炸火灾现场或高温操作岗位，发生事故后，立即组织现场急救。迅速使受伤者脱离烧伤现场，去除烧伤源，进行现场的初步急救，严重时送医院抢救。机械性外伤一般由机械刮、碰、挤或由高处坠落造成的，发生事故后，迅速使受伤者脱离致伤源，并进行初步的现场急救，严重时送医院抢救。(2)事故的疏散方式厂区主要生产厂房设置两个以上的安全出口，厂房每层的疏散楼梯、走道门的宽度、厂房内最远工作地点到外部出口或楼梯的距离均执行《建筑设计防火规范》GBJ16-87（1997修订版）的相应规定。(3)事故的应急措施关键的工艺过程、重要的设备如回转窑、球磨机、压球机、连续铸造机等设置自动调节系统或安全联锁系统。变电所、操作室等关键岗位设置事故照明设施，便于火灾的扑救和人员的疏散。在散发粉尘或有毒有害气体的工作岗位配备防尘防毒口罩、防毒面具、氧化呼吸器等事故应急器具。自动控制的阀门、调节器均设置相应的手动控制，以防自控装置出现故障时应急手动操作。15.6工业卫生设计15.6.1生产过程中的主要职业危害因素有毒物质：有毒物有半焦煤气、二氧化硫等，主要出现在合金精炼系统。粉尘：主要出现在制球、还原系统。噪声振动：主要发生在破碎机、球磨机、回转窑、引风机等设备周围。高温及热辐射：主要发生在煅烧、还原及合金精炼系统。98 15.6.2主要职业危害因素的危害特性半焦煤气：煤气中的主要有害成分在CO、CH4、H2S等，本工程煤气CO、CH4的含量分别为～6%、＜20%。氮、苯等有害物质因含量较少，一般不会引起中毒事故。二氧化硫：主要经人体呼吸道吸收，引起不同程度的呼吸道及眼粘膜的刺激症状。轻度中毒者有眼灼痛、畏光、流泪、阵发性干咳，甚至有呼吸短粗、胸闷等症状，严重中毒很少见。长期接触浓度二氧化硫引起嗅觉、味觉减退，弥漫性肺间质纤维化及免疫功能减退等。《工业企业设计卫生标准》规定，车间空气中SO2的最高容许浓度为10mg/m3。粉尘：白云石的粉尘，对人体有一定危害，它可直接进入人体，沉积于肺泡内，并有可能进入血液，扩散至全身，由于粉尘本身能吸附多种有毒物质，可形成多种疾病。《工业企业设计卫生标准》规定，白云石粉尘短时间接触容许浓度总尘10mg/m3，呼尘为8mg/m3。噪声和振动：长期接触工业噪声可引起耳鸣、耳背、头晕、失眠等症状，并可引起暂时性听阈位移、永久性听阈位移、高频听力位移直到噪声性耳聋等症状。《工业企业噪声控制设计规范》规定工作场所的噪声不得超过85dB。振动可导致人体患振动病，主要表现为足的损害。高温辐射：当工作场所的高温辐射强度大于4.2J/cm2.min时，可使人体过热，体温调节失去平衡，水盐代谢出现紊乱，消化及神经系统受到影响。15.6.3各职业危害因素的主要生产部位生产过程中产生的职业危害的生产部位见下表生产过程中产生的职业危害的生产部位序号有害因素生产部位备注车间或工段部位名称1高温煅烧回转窑还原车间还原炉合金合金炉、连续铸造机半焦煤气半焦炉还原罐车间合金炉、离心铸造机硅铁车间硅铁炉、铸锭98 2粉尘制球车间球磨机、压球机煅烧白云石粉还原车间还原炉还原渣粉半焦煤气半焦炉煤粉、渣尘3噪声及振动煅烧车间回转窑制球车间球磨机、破碎机、压球机还原车间通风机及各种泵类半焦煤气通风机合金车间铸造机、鼓风机、引风机4有毒物制球球磨、压球煅烧白云石粉还原车间还原炉还原渣粉合金车间精炼炉、连续铸造机SO2气体半焦煤气半焦炉半焦煤气15.6.4设计中采取的防范措施(1)有毒有害物及粉尘的防范措施在正常操作条件下，设备、管道及其附件完好无损的情况下，有毒有害物均在密闭的设备或管道中，不会散发到空气中，也不会对操作人员造成危害，但在长期的生产过程中，设备、管道、密封法兰的损坏都有可能产生有害物泄漏，有可能引起中毒事件的发生。因此，在设计中需采取必要的防范措施。在满足工艺生产要求的前提下，设备管道尽可能在露天布置，使得有害气体能迅速扩散。散发有害物的工作场所设置通风设施。设备、管道、法兰的密封性经常进行检查，防止跑冒滴漏现象的发生。设置有毒气体探测报警系统，在燃气回转窑、还原炉等设备周围设置有毒有害气体浓度检测点，当空气中有害气体含量超标时报警。配料制球车间包含了硅铁粗碎、细碎、粉体物料的配料粉磨、输送、压球、包装等工序。造成多个扬尘点，车间分为5个功能区：硅铁区、萤石粉区、配料粉磨区、压球区、包装区。为此各区设计相应的收尘装置。本设计中，所有扬尘点收尘均采用高效脉冲袋式除尘器，收尘效率均大于99.9%，净化后总体排尘浓度均小于30mg/Nm3，目标值是排尘浓度小于10mg/Nm3。收尘粉尘均返回工艺系统回收利用。绿化对净化空气具有重要作用，是防治尘毒的有效措施之一，本工程的绿化系数为30%。98 (2)高温的防护措施煅烧、还原、合金精炼车间设固定式轴流风机；工人休息室设吊扇防暑降温；局部设空调；对温度较高的工作场所操作人员采取必要的个体防护措施。(3)减振降噪震动较大设备设置单独基础，通风机采取相应的减震措施，强震设备与管道间采取柔性连接方式，防止振动造成的危害。主要工作场所的噪声治理见下表：主要工作场所的噪声治理工作场所噪声（分贝）治理措施备注破碎机90设隔音操作室符合《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85的要求球磨机90设隔音操作室压球机90设隔音操作室连续铸造机<70设隔音操作室各种风机<90设消音器及隔音操作室15.6.5危险性较大的急性中毒的抢救和应急措施在事故和非正常操作状态可能会产生有毒物料的泄漏而造成操作人员的急性中毒，本工程生产过程中的主要有毒气体是煤气和二氧化硫，在正常生产过程中，即使有少量的泄露，也不会造成中毒事故。⑴煤气中毒的抢救和应急措施：急救：迅速脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧，呼吸停止者立即进行人工呼吸。严重时立即送医院抢救。防护：处理事故和抢救人员需佩带防毒面具或氧化呼吸器进入有毒现场。泄漏处置：迅速撤离污染区人员至上风处，切断火源和气源，对泄漏区（室内）进行抽排或强力通风，直到气体散尽。(2)二氧化硫中毒的抢救和应急措施：急救：迅速将患者移离中毒现场至通风处，松开衣领，注意保暖、安静，观察病情变化。对有紫绀缺氧现象患者，应立即输氧，保持呼吸道通畅，如有分泌物应立即吸取。严重时立即送医院抢救。98 防护：处理事故和抢救人员需佩带防毒面具或氧化呼吸器进入有毒现场。泄漏处置：迅速撤离污染区人员至上风处，对泄漏区（室内）进行抽排或强力通风，直到气体散尽。15.7劳动安全卫生机构设置及人员配备情况本设计设有安全科，主管公司和安全生产，对各类人员进行安全、防火、卫生知识的培训教育，防止发生事故和职业病，避免各种损失。本工程为公司的下属分厂，设置专职安全员10名，负责本厂的安全生产。各车间设兼职安全员。卫生工作人员15名，对各类从员进行安全卫生知识的培训。本工程建有食堂、浴室、卫生所。15.8预期效果及评价经采取上述措施后，本工程操作场所及岗位空气中尘毒有害物浓度将低于《工业企业设计卫生标准》中相应的最高容许浓度，噪声均低于《工业企业噪声控制设计规范》的规定，总图布置、建筑设计符合《建筑设计防火规范》的要求，电气设备的选型符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求，压力容器的选型、设计符合《压力容器安全技术监察规程》的要求，可基本避免火灾、爆炸、压力容器事故等危害的发生，并减少其它事故的发生或出现，一旦出现事故，即可采取相应的备用或应急补救措施，将事故造成的损失降至最低。98 16、生产组织及劳动定员16.1劳动岗位和定员企业劳动定员编制的原则是先进合理、切实可行、精简节省。本研究采用的定员确定方法不是单一的，而是同时结合使用了按劳动效率、按设备、按岗位、按比例、按组织机构和职责范围等定员方法。项目建成后岗位和所需劳动定员见表16-1。表16-1岗位和所需劳动定员表序号工作部门出勤定员备注ⅠⅡⅢⅣ合计1煅烧车间806060　2002配料制球车间150120120　3903还原车间560520520　16004精炼合金车间988080　2585硅铁车间1208080　2805供电车间604040　1406电器仪表车间504040　1307化验室403030　1008门卫666　189其它（含制罐车间等）2408080　40010兰碳280120120　520合计16841176117604036注:各单位的劳动定员中已包括管理干部和技术人员，生产工人3528人,总定员4036人。16.2职工工资根据建设单位的意见，人均年工资为21000元/人.年。16.3劳动生产率本研究采用产量指标形式计算劳动生产率，具体计算结果见表16-2。表15-2　　　产量劳动生产率计算结果一览表劳动生产率指标备注生产工人劳动生产率(吨/人.年)66.7镁合金全员劳动生产率(吨/人.年)60.24镁合金98 16.4人员培训为了保证项目的顺利实施，达到预期效果，必须对职工进行培训，以便使职工掌握生产经营、管理的先进技术和设备操作技能。本设计只编制投产前的培训计划。人员培训的要求应按照“全员培训，突出重点”的原则，重点培训管理人员和技术人员、大型设备组装及维修人员、机电设备维修人员、重要自控仪表维修人员、车间主任、班组长、主要操作人员。根据国家有关规定，本设计要求职工至少提前6个月进厂，重要人员要求提前9个月进厂。培训时间最少3个月，重要人员应达到6个月以上。培训人员比例要求达到主要生产人员的60%以上。关于培训计划宜在项目开工后与建设单位共同编制。外培地点宜选择同类企业。内培工作的安排由建设单位根据自身条件进行安排。16.5项目实施计划本项目建设拟二年完成，具体实施计划见表16-3。表16-3进度计划表时间阶段月份（月）24681012141618202224项目审批●●工程设计●●●●设备订货●●●●●●●工程施工●●●●●●●●●试车投产●98 17、投资估算17.1工程概况本项目的任务新建年产十万吨镁合金生产线及与之配套的相关辅助工程。本项目新增投资估算依据以上内容。17.2投资估算17.2.1投资估算编制依据及说明本项目投资估算方法采用（93）中色字第0169号文批准的《有色金属工业工程建设概预算编制办法》。建筑工程采用《建筑工程预算定额》；安装工程采用《有色金属工程建设定额指标》和《安装工程单位估算表》，按省及当地有关文件规定取费，并参照我院类似工程指标，调整到2008年价格水平。安装工程：按有色行业有关定额指标计取，并调整到2008年价格水平。标准设备购置费用，特别是大型、重要设备主要是采用现行市场价格加运杂费进行估算。非标设备依据《有色金属工业非标设备订价办法》进行估算，并参照我院类似工程指标，调整到2008年价格水平。设备运杂费按（92）中色基字第0123号文批准的《有色金属工业工程建设设备运杂费率的规定》计取，设备运杂费率取6%。其它费用：按有色行业有关定额指标计取，根据工程情况并作适当调整。工程预备费率取4.5%；根据“计投资（1999）1240号”文件，价差预备费取3%。17.2.2建设总投资估算根据各专业提交和有关编制依据，本项目建设总投资构成和估算结果列于表17—1“投资总额估算表”、表17－2“建设投资一览表”和表17-3“投资构成表”。表17－1　　　　投资总额估算表（万元）序号投资内容金额1建设投资141709.0098 2建设期利息5341.823流动资金18274.30合计165325.12表17—2　　　建设投资一览表序号工程或费用名称估算价值（万元）备注建筑工程安装工程设备购置其它费用合计1工程费用　　　　　　1.1煅烧车间1787172564009912　1.2配料车间16126135500　7725　1.3还原车间570010754190048675　1.4精炼合金车间133878711062　13187　1.5还原罐车间6874632175　33251.6挤镁车间487213400　11001.7硅铁生产线2913196226125　310001.8兰炭生产线250175171221371.9变配电站41225263　700　1.10供水系统50598866703　12648　1.11锅炉房43723824253100　1.12机修电修17525125　3251.13办公楼22570680　9751.14仓库20000　200　小计212828257105470135009　2其它费用　　　　　　2.1建设用地准备费　　　1600.001600.00　2.2业主管理费　　　150.0150.0　2.3工程建设监理费　　　195.0195.0　续表17—2　　　建设投资一览表序号工程或估算价值（万元）备注98 费用名称建筑工程安装工程设备购置其它费用合计2.4职工提前进厂和培训费　　　65.065.0　2.5联合试运转费　　　120.0120.0　　无负荷联试　　　82.082.0　　有负荷联试　　　38.038.0　2.6工器具、生产家具购置　　　200.0200.0　2.7办公及生活家具购置　　　180.0180.0　2.8评估招标费用　　　0.000.00　2.9勘察设计环评费　　　600.0600.0　2.10供电增容费　　　0.000.00　2.11施工机构迁移费　　　0.000.00　　小计　　　3110.03110.0　3预备费　　　3590.03590.0　3.1工程预备费　　　1840.01840.0　3.2价差预备费　　　1750.01750.0　4建设投资2128282571054706700141709　表17-3投资构成表序号项目名称价值(万元)占百分数(%)1工程费用13500981.66%1.1建筑工程费用2128212.87%1.2安装工程费用82574.99%1.3设备费用10547063.80%2其它费用31101.88%3预备费35902.17%3.1工程预备费18401.11%3.2价差预备费17501.06%4建设期利息5341.823.23%5流动资金18274.311.05%　建设总投资165325.12100.00%98 17.3流动资金估算流动资金年占用额的估算采用分项估算法，其估算参数见表17-4。项目正常年度流动资金18274.30万元。表17-4　流动资金估算参数序号项目最低周转天数（天）最低周转次数（次）1外购原材料白云石3012硅铁3012熔剂30122应收款30123应付款30124在产品31205产成品20186备品备件12037现金152417.4资金筹措本项目总投资额为165325.12万元，其中，建设投资为141709万元，建设期利息为5341.82万元，流动资金18274.30万元。项目分两年建设，第一年投资40%，第二年投资60%。本项目投资通过企业自有资金和银行借款来解决，其中自有资金为66133.74万元，占总投资的40%，其余申请银行借款。项目建设投资为141709万元，其中60651.45万元为建设单位自有资金，其余81057.55万元申请银行贷款，年利率为7.21%（名义利率7.02%），产生建设期利息5341.82万元。98 项目达产期需流动资金18274.30万元，其中自有铺底流动资金5482.29万元，占总流动资金的30%，符合有关规定，其余12792.01万元申请银行贷款，年利率为6.83%（名义利率6.66%）。98 18、技术经济18.1概述根据镁业有限公司年产8万t镁合金综合利用项目计算。18.2成本估算1)成本估算的原则和说明计算期及达产期：项目计算期为17年，其中建设期为2年。投产后第一年达产率为90%，以后各年均为100%。·折旧费与摊销本项目新增固定资产包括：全部工程费用；其它费用中除应形成无形资产和递延资产以外的部分；按比例分摊的一部分预备费；为简化计算，建设期利息全部计入固定资产。新增固定资产折旧的计算方法采用分类平均年限法，分为房屋、建筑物类、机器设备、电子设备和运输工具四大类。房屋、建筑物按受腐蚀生产用房对待，折旧年限取30年；机器设备折旧年限取15年；电子设备和运输工具折旧年限各取5年。净残值率取5%。无形资产摊销为10年，递延资产摊销按5年。·修理费修理费的估算不再分大、中、小修，而是以固定资产原值为基数，按3%的综合比例计取整个项目的修理费。·职工工资及福利费根据建设单位的意见，本项目的职工年平均工资为21000元/人·年，根据《工业企业财务制度》的规定，职工福利费按职工工资总额的14%计提。·管理费用管理费用包括：总厂经费（按计税工资总额的2%计提）、职工教育经费（按计税工资总额的1.5%计提）、劳动保险费（按计税工资总额的1.5%计提）、待业保险费、咨询费、审计费、排污费、绿化费、技术开发费、税金、土地使用费、业务招待费等。98 上述管理费用中科目多，且有些费用所占比重也很小，因此不一一计算，有规定的按规定计算，没有规定的参照同类型企业统计资料进行选取。管理费用中还包括无形资产和递延资产的摊销费。·销售费用销售费用按40元/吨计算。·产品销量年产金属镁视为全部当年销售。2)成本估算经估算单位产品总成本平均为13778.91元/吨。表18-1各种原、燃料和动力单耗和价格序号项目含税价格单耗指标含税成本（万元）1原材料白云石(吨)609.65579硅铁(吨)60001.026138其他金属200000.0714002辅助材料　　0.00萤石(吨)700.000.14100.10熔剂(吨)1600.000.15240.00合金熔剂(吨)5000.000.03150.00还原罐8000.000.12960.003外购动力　　0.00煤气0.1135301353电0.3961800.00712.80水2.0015.0030.00合计　　11662.918.3财务评价18.3.1销售收入估算产品销售价格的确定遵循了如下原则：以产品的价值为基础；以社会成本为依据；贯彻按质论价的原则；考虑相关产品的合理比价；以国家的各项经济政策为依据。98 产品销售价格的预测采用了“成本导向定价法”中的“目标成本加成法”。目标成本虽然是建立在科学测算的基础上，但也是企业必需经过一定的努力才能实现的预期成本。因此，采用该种定价方法所估算的产品销售收入可能是最少的，各项财务评价指标可能是最低的，但从另一方面看，这些指标也是最保险的。从实践经验看，目标成本一般是在保本点往后直到设备利用率达到80%左右的产量区间确定的。通常设备利用率在85%～90%时成本水平最低。根据上述产品销售价格的预测原则和方法，本可研将镁合金的销售价格确定为25000元/t（含税）。各正常年度销售收入均为250000.0万元。18.3.2税金应纳税种有销售税金和企业所得税，销售税金中包括增值税、城市维护建设税和教育费附加。增值税税率执行17%（含销项和进项税率）；城市维护建设税和教育费附加均以增值税应纳税额为计税依据，城市维护建设税税率执行7%，教育费附加费率执行3%，企业所得税税率为25%。本项目年平均销售税及附加为21174.45万元，所得税为22489.26万元。18.3.3利润总额及分配利润总额的构成是产品销售收入减销售税金和总成本费用。利润分配顺序是首先缴纳企业所得税，再提取盈余公积金（包括法定盈余公积金和公益金），最后才是向投资者分配利润。法定盈余公积金和公益金的提取比例分别是当年税后利润（减弥补亏损后）的10%和5%。本项目年平均利润总额为89957.05万元，税后利润为67467.79万元。18.3.4财务盈利能力分析本项目在财务盈利能力分析和借款清偿能力分析中所采用的产品销售价格是以建设期初为基年的基价，即前述的25000元/t。本项目的财务盈利指标计算结果如表18-2。表18-2财务盈利指标一览表序号指标名称指标值98 1全部投资财务内部收益率（%）税前52.79%全部投资财务内部收益率（%）税后42.49%2全部投资财务净现值(io=13%,万元)税前377339.60全部投资财务净现值(io=13%,万元)税后265364.143投资回收期（年）税前3.69投资回收期（年）税后4.134投资利润率（%）54.41%5投资利税率（%）67.22%由表18-2可以看出，本项目的各项财务盈利指标较好，高于行业基准值，项目建成后会给企业带来较好的经济效益。18.4不确定性分析本项目的不确定性分析为盈亏平衡分析和敏感性分析。18.4.1盈亏平衡分析根据项目正常生产年份的产品产量、固定成本费用、可变成本费用、税金等因素，确定项目的盈亏平衡点（BEP），经测算，本项目用生产能力表示的盈亏平衡点（BEP）为18.89%，即企业的生产能力达到18890吨时，企业刚好不亏不盈，如果生产能力超过18890吨时，企业就有盈利。本项目的盈亏平衡点较低，说明具有较强的抗风险能力。18.4.2敏感性分析项目在经济评价中存在许多不确定因素，为了提高经济评价的可靠性和决策的科学性，应对项目中由于不确定性因素的变化对项目经济效益产生的影响程度进行分析。结合本项目的具体情况，选择建设投资、产品售价和产品经营成本等三种敏感性指标，考查其单因素变化时，对全投资财务内部收益率的影响，测算结果见表18-3和“敏感性分析图”。表18-3敏感性分析表变动因素单项变化98 变化幅度税前FIRR(%)差值名次基本方案　　52.79　　建设投资增加10%48.85-3.943下降10%57.454.66产品售价下降10%42.97-9.821增加10%62.089.29经营成本增加10%46.60-6.192下降10%58.816.02从表18-3和敏感性分析图可以看出项目对产品售价和成本最为敏感，也就是说项目在投产后来自产品售价的风险最大，其次是成本方面的风险。这说明该项目经济风险较小。19、结论与建议·本可行性研究报告所采用的基础资料可靠，符合国家计委和建设部联合颁布实施的《关于建设项目经济评价工作的若干规定》和本部门本行业的具体要求；98 ·该项目符合党和国家有关的方针、政策、法令和法规，符合本部门、本地区的总体发展规划及一系列方针政策。该项目及其产品在本部门、本地区的地位和作用较大，在促进当地工农业生产发展和科技进步方面将会发挥一定的影响；·该项目采用的工艺技术是先进、可靠而实用的；环保资源综合利用节能效果显著；·本研究生产兰碳所用的煤来自府谷或神木,要落实价格、运输及供应方案，尽可能解决运距短的本地煤供应，降低生产成本。·该项目全部投资收益率（%）52.79%，高于行业基准值，项目建成后会给企业带来较好的经济效益。·该项目不仅有很好的经济效益，且还有较好的社会效益，符合国家对环保的有关要求和规定。·建议上级主管部门尽快批准该项目，早日发挥其经济效益和社会效益，为国家和本地区经济做出更大贡献。98 山西省化工设计院：我公司拟开展年产十万吨镁合金项目的建设，现委托贵院开展该项目的可行性研究报告工作，请贵院按照国家有关规范、标准如期完成该报告的编制。镁业有限公司2009年8月'