环氧丙烷循环冷却水系统技术改造工程可行性研究报告Word文档格式.docx
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第八章建设工期及工程进度22
第九章投资估算和资金筹措方案23
9.1估算范围及依据23
9.2投资估算23
9.3资金筹措方案:
24
第十章经济效益24
第十一章结论和建议25
11.1结论25
11.2建议26
第一章概述
1.1项目名称、建设单位和法人代表
项目名称:
某公司环氧丙烷循环冷却水系统技术改造工程
建设地点:
某公司聚醚分公司厂区
建设单位:
某公司
企业性质:
国有股份制企业
法人代表:
某某
1.2项目提出的背景及由来
1.2.1项目提出背景
某公司现有4PO环氧丙烷、8PO环氧丙烷两套生产装置,由于其冷却水循环系统,采用浊度较高的平山水源地表水做为补充水,在生产负荷正常情况下,经常出现运行装置的前馏塔、精馏塔塔压居高不下,尤其是8PO环氧丙烷装置前馏塔塔压高达60KPA,致使装置减负荷生产,造成产品能耗急剧上升,同时消耗大量水处理药剂。
1.2.2项目建设理由
某公司是某市能源消耗大户,公司领导高度重视节能降耗工作,近年来集团实施的节能减排工作已经取得了很好的效果及明显的经济效益。
2006年7月6日,集团公司与省经济委员会签订了“千家企业节能行动”责任书。
为更好的完成节能目标及保证4PO环氧丙烷、8PO环氧丙烷两套生产装置连续、稳定长期满负荷运行,特建此项目。
1.3可研报告编制的依据、原则和内容
1.3.1编制依据:
(1)《中华人民共和国节约能源法》及集团公司十一、五期间节能目标责任状。
(2)《化工建设项目可行性研究报告编制规定》
(3)液体处理器相关技术文件
(4)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)
(5)《自动化仪表工程施工及验收规范》(GBT50093-2002)
(6)《水处理设备技术条件》(JB/T2932-1999)
(7)某公司提供的DA863高效过滤器相关技术文件
1.3.2编制原则:
(1)按照资源综合利用、节约能源、提高社会效益及经济效益的总体思想。
(2)采用先进成熟的节能技术、最大限度地降低能源消耗
(3)采用先进可靠的工艺技术、工艺设备、自控仪表及工程材料,确保设计在技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的可靠性。
(4)严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、职业卫生、安全生产、消防及节能设计规定、规范和标准。
(5)采用各种切实可靠、行之有效的安全防范及处理措施,确保系统安全、长周期运行。
可行性研究报告编制内容为:
根据国家有关化工行业建设和运行有关规范和环境保护要求,按照建设单位委托意见和国家对项目前期工作的内容要求,对某公司环氧丙烷循环冷却水系统技术改造工程的建设必要性、可行性进行分析论证;
对项目技术方案、设备方案、工程内容、建设工期及进度等提出方案意见;
对项目进行初步投资估算,提出项目财务分析意见,在此基础上做出研究结论。
1.4项目概况和主要经济技术指标
(1)建设内容:
在4PO环氧丙烷、8PO环氧丙烷两套生产装置的冷却水循环系统安装德国液体处理器,同时在补充水管路上安装某集团生产的DA863高效过滤器。
并且停止加入各种水处理药剂。
此项目实施完毕后冷冻站由原三台运行改为二台运行。
(2)工期安排
工程计划从2009年3月至2009年10月实施并完成,建设工期8个月。
(3)投资估算
本项目估算总投资为510万元人民币,其中建筑工程费1万元,设备购置费500万元,安置工程费5万元,其它费用4万元。
(4)资金来源
项目建设资金全部为建设单位自筹,占总投资额的100%;
(5)经济效益
该工程实施后,冷冻站由原三台运行改为二台运行。
每年可节约电量811万kw.h折合费用430万元、各种水处理药剂及清洗费用140万元,同时循环冷却水系统浓缩倍率可提高至4.5,与原浓缩倍率高点控制在2.5相比,减少40%的排污量、年节水20万吨,总年节约费用为610万元,且保证了装置的正常生产。
1.5建设单位基本情况
集团公司成立于1997年,由集团化工系列经营性资产组建而成,同年在深圳证券交易所上市。
集团始建于1939年,是国家500强企业和全国18个大型化工生产基地之一,1996年改制为国有独资公司。
五、六十年代作为中国最早的化工生产试验基地,有烧碱(水银法)、聚氯乙烯、氯化苯等16种化工产品首先在集团试验成功并进行工业化生产,曾被誉为“新中国化学工业的摇篮”。
集团占地面积450多万平方米,现有员工12353人,企业现有资产总值63.77亿元。
集团以生产氯碱及有机化工产品为主,其主要产品有:
烧碱、环氧丙烷、聚醚、氯化苯等。
十年来,集团不断优化资产构成和产品结构,形成了以离子膜烧碱、环氧丙烷、聚醚三大引进装置为主的氯碱大工业化生产格局,实现了从老工艺、低效益向新技术、高附加值过渡。
其中离子膜烧碱装置从日本旭销子公司引进,具有世界先进水平,总生产能力为30万吨/年,居国内前列。
环氧丙烷、聚醚系列装置采用世界先进的氯醇法技术,环氧丙烷生产能力为12万吨/年,聚醚生产能力为11万吨/年。
此外,集团氯碱与某集团合资建设的5万吨TDI项目年内即将投产。
TDI作为生产聚氨酯的主要原料,具有广阔的市场前景和较大的利润空间。
1.6可行性研究的主要结论
依据德国液体处理器在国内多家大单位的使用情况,我们于2008年3月2日、3月11日分别在4PPG循环水装置和8PO石灰乳管线(A线)安装了德国液体处理器,同时4PPG循环水装置停止加入各种药剂。
2008年7月3日借全厂停电检修机会,我们将8PO石灰乳A、C两条管线前、后端及4PPG真空冷凝器换热器拆开。
经过对比分析,大家普遍认为效果较好,达到了预期效果。
并且运行至今,换热器及管路没有出现结垢现象。
因此,在4PO环氧丙烷、8PO环氧丙烷两套生产装置的冷却水循环系统安装德国液体处理器,同时在补充水管路上安装某集团生产的DA863高效过滤器。
每年可节约电量811万kw.h,折合费用430万元、各种水处理药剂及清洗费用140万元。
同时循环冷却水系统浓缩倍率可提高至4.5,与原浓缩倍率高点控制在2.5相比,减少40%的排污量、年节水20万吨,且保证了装置的正常生产。
因此,项目的建设具有良好的可行性。
第二章项目建设的必要性
第三章建设方案
第四章技术与设备方案
4.1循环冷却水系统现状
由于在运行冷却过程中循环水质较差,在管网及换热器等设备内壁存在严重的结垢及腐蚀问题,其主要原因为:
1、由于生产现场周围空气环境特殊,粉尘较重,冷却塔内空气与水进行充分接触的过程中,大气中尘埃不断混入水中,在系统中形成成份较为复杂的沉积性粘泥。
2、为弥补冷却水自然的蒸发、飞溅、漏损所丢失的水量,为使系统的保有足够的水量,不断的补水使得浓缩形成的各种盐类(主要是碳酸盐)水垢,造成循环管网结垢,并导致水的电导率增加,造成管道腐蚀。
3、冷却水经过被冷却设备时温度上升,水中的钙、镁离子溶解度发生变化致使受热面形成水垢。
降低了换热效率,影响系统正常运行直至造成停产清洗。
4、腐蚀与结垢的原因及危害
(1)运行腐蚀:
主要表现形式为氧腐蚀及电化学腐蚀。
●氧腐蚀
由于系统管网的补水中天然的存在着溶解氧(O2)及游离的二氧化碳(CO2),致使水系统金属内壁在运行过程中将不可避免的发生氧化腐蚀现象,其中腐蚀产物分别为红褐色锈苞(瘤)、鳞片状锈铁、锈泥等,主要化学反应过程如下:
2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
2Fe(OH)2+O2→Fe2O3.2H2O
●电化学腐蚀
金属表面发生原电池作用引起了电化学腐蚀,主要由于大电池及微电池腐蚀导致极化作用,从而发生“点状腐蚀”或“坑状腐蚀”。
即一般所谓的“麻点坑”现象。
●微生物排泄物及菌类的腐蚀
虽然这种形式的腐蚀原因在业界仍然存在争论,但腐蚀的现象及危害是事实存在的。
(2)腐蚀的危害
●管网渗漏及存在“锈水”现象:
由于整个系统内壁腐蚀程度的不平均性,通常情况下会在局部形成“点状腐蚀”群,随着腐蚀的进一步加剧,致使输水管道局部的有效壁厚将逐渐减薄甚至穿孔,在供水压力作用下使得系统管路的不同地段发生渗漏,发生丢水现象。
如在管路局部大面积存在较为密集的点腐蚀群现象,在系统压力的作用下就会发生“暴管”事故,出现循环水大面积泄露而造成的丢水与停产损失。
●系统寿命缩短:
如系统内壁的各种腐蚀长时间得不到遏制,使系统的平均有效管壁厚度逐渐减薄,就会导致系统寿命缩短甚至提前报废。
◆结垢
(1)成因:
●在循环水系统管网中形成水垢的主要原因是:
给水中钙、镁盐类的的离子浓度乘积超过溶度积,使钙、镁盐类从管网水中结晶出来,并附着在管网内壁上形成水垢。
●又由于管网金属内壁表面粗糙不平,存在许多微小凸出的小丘,可能成为从水中析出固体时的结晶核心。
●管网金属内壁上覆盖的金属氧化膜,由于其表面的“剩余化合键力”具有吸附能力,使其成为金属表面和水中析出物的粘结层。
●微生物粘泥垢是在循环水管网及换热设备中经常存在的主要垢类之一,其生成的原因是:
在夏秋两季,循环水系统晾水塔水池中滋生的藻类及微生物排泄物与管网水中的杂质共同形成的粘泥性混合垢类。
(2)结垢的危害:
●影响水流量:
由于循环系统所结有的水垢占据了水的运行空间,在终端口径较小的细管处甚至会发生阻塞,致使系统水流通不畅。
●垢下腐蚀:
由于沉积物下水中杂质的浓度要大于管网中水杂质的浓度,于是沉积物下的水杂质,与覆盖在沉积物周围的水杂质之间,因产生电解质浓度差,而形成“浓差电池”,使成为阳极部位的铁被进一步腐蚀,进而使管网金属内表面腐蚀加剧。
●影响换热:
由于在换热器、反应釜等设备水侧结垢,且水垢的导热系数极低,严重影响物料侧热量的散热速度,使得生产工序不能正常进行,造成停产维修。
4.2目前解决办法及弊端
目前解决办法:
为解决管网系统结垢与腐蚀问题,投加化学药剂法(阻垢剂、缓蚀剂、水质稳定剂、杀菌灭藻剂等)是工业领域循环冷却水系统水处理常用的方法。
但由于其运行成本较高、不环保、使用效果达不到理论要求等原因,使之并不能令车间满意。
且由于投加药剂存在严格的管理要求,故结垢的现象依然程度不同的存在。
当生产到了一定的周期后,根据历史经验或者换热器进出口温差的变化情况出现明显异常时,将该管路切换到备用管路或停产,使用物理、化学清洗方法或结合其他方法进行人工清理。
可以说这种处理手段是一种不得已的方法。
目前处理办法存在的弊端:
●成本较高
为弥补冷却水自然的蒸发、飞溅、漏损及正常排污所丢失的水量,需定时频繁的向系统中补水,为保持水中所需要投加的化学药剂的浓度,即需定期频繁的补加化学药剂。
这样一来,化学药剂的累积投加就使得处理成本亦累计增加。
另外,由于结垢需要的定期频繁处理所带来的清洗费用亦是成本增加的原之一。
●环保限制
由于循环水系统因浓缩倍率的限制,必须按要求进行定期排污,由于化学药剂的投加,排污时含有大量化学药剂的溶液就自然被一并排出。
所排出的溶液中含有大量的有害化学物质,如磷酸盐等国家严格控制排放的化学物质,不进行二次处理将会造成严重的环境污染,而不间断进行二次处理的费用是一笔不小的开销。
●水资源的浪费
在地下水资源日益短缺的今天,节约、高效用水已上升到国家高度,避免循环水在系统中因腐蚀导致渗漏及减少排污量是水处理技术应该亟待解决的课题。
4.3德国某公司水处理技术
某公司液体处理技术简介
德国某公司技术的核心就是针对水中所含的各种物质开发出能够改变其物理特征的作用振波,以水作为传输和储存这种作用振波的介质,使管网中每个角落的水都能载上振波能量。
环形的处理器发出的振波穿过管壁进入水中,以远远高于流体本身的速度传播到下游远处,使振波在整个管网系统发挥防阻垢、缓蚀、杀菌灭藻的作用。
■工作原理
某公司掌握了测定和存储各种物质如铁锈或钙的分子振波的技术。
针对这些物质的自身振波某公司再开发一种作用振波。
将这种作用振波存入一个载体(某公司液体处理器)中,处理器安装在管路上将作用振波持续恒量地释放出来,穿过管壁传入液体之中。
释放振波的所需能量更是巧妙地利用了周围环境本身提供的能量,无须任何外部能源的人工的额外馈给。
液体接纳这种作用振波并将其按流体方向传播开去。
其速度远远高于流体本身的速度。
就连管路中很少流动的死角也被载上这种振波,结果水中物质的物理特征发生变化。
钙镁等致垢阳离子的溶解度提高,即使温度升高后也很少析出或结晶。
在无垢无锈的最佳工况下,热传导率大幅度提高,实现节能;
循环水可以容纳更多的钙镁等离子继续运行,延长循环水的更新间隔时间,从而实现节水;
取代各种水处理的化学药品从而实现环保。
■产品结构
某公司水处理器由两个半圆形组件构成。
使用简便,不需停水停机,不用对现有管路作任何改动,适用任何管材。
用两颗螺丝将组件环箍在管路上即可。
处理器根据不同用途分为标准、工业、生物、高密、生物高密五个系列近百种规格。
可适用于直径为1/2英寸到2米的各种管路。
某公司公司的每一个产品都有单独编号便于技术跟踪服务。
德国某公司集欧洲量子物理之精粹,凭借着特殊的材料合成技术研制成了划时代的水处理产品—某公司液体处理器。
它的作用机理是激活并干扰着水垢物质的分子振波,运用强烈的“干扰振波”和“共鸣振波”使碳酸钙等盐类的结构形态发生改变,从晶态结构变成无定型结构,质地疏松并易于脱落而不易聚积。
另外某公司液体处理器有效地改变了水中各成分间的缔合状态,使大的缔合水分子变成了单个水分子,改变了水与水中离子微晶体间的水合状态(见图一),水分子团之间连接的氢键被击断,水的活性大大增强。
从而大大提高了水对水中所有物质的溶解度。
经过MERUS水处理的水晶体结构
(放大400倍)
没经过MERUS水处理的水晶体结构
另外,水和物料中的其他固体混合物亲和力大大减弱,发生分离。
使水在管路的内表面形成水膜附面层,使垢类黏附在内表面的几率大大减少,从而使垢类的沉积的速度得到根本性的减缓。
因此可以大大延长管路的堵塞周期。
同时某公司水处理器使水中其他杂质极性发生了改变,相互间不易引起水凝结形成沉淀物质,从而达到预防沉积效果。
(某公司水处理器能产生200多种振波方式,可以对许多不同种类物质施加干扰振波和共鸣振波)
4.4工艺流程简述
4PO环氧丙烷、8PO环氧丙烷两套生产装置的冷却水循环系统补充水通过DA863高效过滤器后分别进入各自循环水池。
环形的某公司处理器发出的振波穿过出水管路管壁进入水中,以远远高于流体本身的速度传播到下游远处,使振波在整个管网系统中发挥防阻垢、缓蚀、杀菌灭藻的作用。
4.5循环冷却水系统主要技术数据
2.5.1、8PO环氧丙烷循环水系统
(1)总循环量为4000M3/h,两台冷却塔,单台循环水量2000M3/h。
(2)风机型号:
Y315M-6;
功率:
90KW。
(3)送出水温≤30℃、回水水温≤38℃。
(4)平均补水量92M3/h、高峰时补水量约为120M3/h。
2.5.2、4PO环氧丙烷循环水系统
(1)总循环量为2200M3/h,五台冷却塔,单台循环水量500M3/h。
BCT-3、功率:
22KW。
(4)平均补水量48M3/h、高峰时补水量约为80M3/h。
4.6主要设备
序号
设备名称
主要参数
数量
1
DN500生物高密型
处理水量1550m3/h.台
二台
2
DN400生物高密型
处理水量1250m3/h.台
四台
3
DN200生物高密型
处理水量600m3/h.台
一台
4
DA863高效过滤器
处理水量200m3/h.
4.7项目节能量、费用测算及监测方法
4.7.1项目节能量及费用的测算
4.7.1.1节约电量折合标煤数及费用
DA863高效过滤器及某公司水处理器投入运行后,冷冻站由原三台运行改为二台运行。
冷冻压缩机型号为AMA450L2ABAH、电压10KV、功率932KW
因此年节约电量为:
932KW×
8700h=811万kw.h
折合标煤:
811万kw.h×
1.229吨/万kw.h=997吨
折合费用:
0.53/kw.h=430万元
4.7.1.2节约药剂及清洗费用
目前每年需加入各种水处理药剂85吨、在线清洗一次,折合费用共计140万元。
项目实施完毕后,每年可节约各种水处理药剂及清洗费用140万元。
4.7.1.3节约水量及费用:
两系统循环水每年总排污量约为47万吨,项目实施完毕后,每年总排污量约为27万吨,年节约用水约20万吨,折合费用40万元(平山水购进价2元/吨)。
2.7.1.4年节约总费用:
610万元。
430万元+140万元+40万元=610万元
4.7.2监测方法
车间成本核算台账及运行日报表。
第五章环境保护
5.1项目环境控制及保护依据
(1)《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准
(2)《地表水环境质量标准》(GHZB1-1999)Ⅴ类水质标准
(3)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-1993)二类标准
(4)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准;
(5)《某省污水与废气排放标准》(DB21-60-89)新扩改二级标准;
(6)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准;
(7)《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》(GB15581-95)二级标准;
(8)《某省工业固体废物污染物控制标准》(DB21-777-94);
(9)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-1990)Ⅲ类标准
5.2环境现状及主要污染物
本项目建于集团老厂区内,集团公司现有三废排放和环保治理情况:
(1)废气
集团公司现有废气排放源20个,主要是烧碱装置、环己酮装置、聚氯乙烯装置、环氧丙烷装置尾气及新老热电厂的烟道气。
年排放废气量约为519060.82万立方米。
主要污染物有SO2、NOx、烟尘、Cl2、HCl、总烃、氯乙烯等。
(2)废水
集团公司现有装置年外排废水量约为1080万吨。
其中污染浓度较高的废水为1158.1t/h,占废水排放总量的85.83%。
(3)废渣
集团公司现有生产装置排放废渣主要为水淬渣、粉煤灰、聚醚渣、盐泥等共有28.28万吨。
其中化工类渣17.18万吨,占60.75%,炉渣11.1万吨,占39.25%。
公司废渣利用率约64.78%。
(4)噪声
集团每年对厂区及生活区采用500×
500m网格法进行环境噪声监测,监测结果表明基本满足《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中Ⅲ类标准和《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)中Ⅱ类标准的要求。
5.3项目环境影响分析
本项目无废水、废气、废渣的产生,投产后对大气、水体无任何不良影响。
第六章劳动卫生、安全与消防
6.1设计原则
认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针及劳动安全卫生设施的“三同时”原则,严格遵循有关劳动安全卫生规范和规定。
各专业在设计中,充分依托集团现有的劳动安全卫生与消防机构和设施,并采取完善、可靠、有效的劳动安全卫生与消防防范措施,在确保安全卫生与消防符合要求的前提下节约投资,减少和防止各类事故的发生。
6.2设计与施工采用的主要标准和规范
(1)工业企业总平面设计规范(GB50187-93)
(2)建设设计防火规范(GBJ16-87,1997年修订版)
(3)石油化工企业设计防火规范(GB50160-92)及1999年局部修订条文。
(4)工业企业噪声控制设计规定(GBJ87-85)
(5)石油化工企业职工安全卫生设计规定(SH3047-93)
(6)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-92)
6.3主要防范措施
(1)本工程在总平面布置中,将根据工艺流程、生产特点、火灾危险性和老厂现有各装置的布置情况,结合地形及相关标准规范的要求,进行合理设计保证装置区内各设备之间留有必要的安全间距。
(2)本装置在设计中,结合本地气候条件,尽可能采用露天设计,将必要装置安放在室外,防止有害气体积聚,各建筑物的基本震烈度按七度设防。
(3)装置区按规定选用电气设备和仪表,。
按规范配线。
(4)生产系统严格选材,防腐蚀、防泄漏,做到设备本质安全。
(5)本工程采用成熟可靠的工艺技术,生产过程中实现零排放,建成后满足环保、安全卫生和消防等各方面要求。
(6)在危险地点和危险设备处设立安全标志,各消防设施均涂刷成红色。
6.4消防
依托老厂消防站,其消防装备和定员配置均可满足要求。
第七章节能
能源是发展国民经济的命脉,是提高人民生活水平的重要物资基础。
随着国民经济的发展,对能源的需求日益增加。
我国是能源资源比较丰富的国家,由于我国人口众多,按人均的能源产量还是很低,约为世界平均水平的三分之一。
因此,我国采取开发与节约并重的能源方针,把节能放在很重要的位置。
环氧丙烷循环冷却水系统耗能相对较高,在产品生产成本中占的比重较大,因此需要努力降低项目能源消耗,不仅对于经济社会的可持续发展,而且对于项目成本控制本身也具有十分重要的意义。
本项目节能按照以下国家节能的政策规范进行:
《中华人民共和国节约能源法》
国家《节约能源管理暂行条例》;
国家《节能中长期专项规划》(发改环资[2004]2505号)
《中国节能技术政策大纲》(
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