焊管可行性研究报告.docx
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焊管可行性研究报告
山西华晟重型机械设备有限公司焊管工程
可行性研究报告
1总论3
1.1焊管厂整体规划3
1.2本工程可行性研究的范围和内容3
1.3建厂条件4
1.4主要建设内容5
1.5建设规模及产品大纲6
1.6生产工艺7
1.7公辅设施8
1.10劳动安全卫生12
1.11消防14
1.12工程建设进度安排15
1.13投资概算及经济效益分析15
2市场分析16
2.1我国钢管生产和消费增长情况16
2.2我国钢管需求预测17
2.3焊管的市场分析19
3高等级石油专用直缝焊管(φ140~φ340)生产线生产工艺21
3.1概述21
3.2产品方案21
3.3技术性能22
3.4生产工艺流程24
3.5在线设备24
3.6主要设备简介25
3.7技术资料交付……………………………………………………………………………34
3.8交货及运输………………………………………………………………………………35
4.4机组供货范围37
4.5主要设备简介38
5高强度直缝焊管(φ32~φ89)生产线生产工艺45
5.1概述45
5.2技术性能45
5.3生产工艺46
5.4机组供货范围46
5.5主要设备简介47
6高强度纵剪(16X2200)机组生产工艺53
6.3供货范围58
7投资估算61
7.1概况61
7.2总概算表61
8投资回报预算63
Ф76-Ф165mm机组设备表65
Ф32-Ф89mm机组设备表66
纵剪机组设备表67
附图:
1.焊管工程总平面布置图
2.直缝焊管车间平面布置图
1总论
1.1焊管厂整体规划
本工程利用太钢集团的板带产品的资源优势,拟在山西平遥建设一座年产30~60万吨焊管厂,项目将分期建设,一期工程建设内容为年产40万吨能力的直缝焊管工程(φ89,φ168,φ340三条线)。
二期工程将建设四条螺旋焊管线,其中一条为年产6万吨的Ф1422高等级螺旋焊管生产线;另三条为年产10万吨的螺旋焊管生产线(φ820,φ1420,φ2540三条线);工程全部建成后,焊管厂的年生产能力将达到40~50万吨。
1.1.1直缝焊管车间
直缝焊管车间属一期工程建设内容,建设三条直缝焊管生产线,每条机组分别配备相应的精整及检验设施。
车间布置还预留了一条原料钢卷的纵剪机组。
配套建设内容还有检验中心、锅炉房、空压站、水处理、除尘设施及办公楼等。
直缝焊管车间的产品为直径Ф32mm~Ф340mm的直缝焊管,年产量为约40万吨。
1.1.2直缝焊管车间
本车间属二期工程建设内容,建设四条螺旋焊管线,其中一条为年产6万吨的Ф1422高等级螺旋焊管生产线;另三条为年产12万吨的螺旋焊管生产线(φ820,φ1420,φ2540三条线)。
年产螺旋焊管18万吨。
同时建设相应的辅助车间及设施。
本车间投资约8千万元人民币
1.2本工程可行性研究的范围和内容
本工程可行性研究的主要范围包括:
1)钢管市场的基本情况;
2)厂界围墙(包括厂界围墙)以内全部生产和辅助设施;
3)本工程范围内的安全和卫生;
4)本工程的投资估算。
本工程可行性研究的主要内容包括:
1)确定工厂生产规模和产品大纲,研究工程设计方案,确定工艺流程和主要设备选型及原料、燃料消耗和来源以及能源介质供应;
2)焊管和车间的钢结构厂房基础以及介质输送管线;
3)工艺辅助设施,包括循环水处理设施,通风除尘设施,采暖锅炉房,中心检化验室以及备品备件库;
4)生产管理及生活辅助设施,包括办公楼,工人休息室等;
5)本工程的总图布置,原料及成品道路运输系统;
6)本工程在安全、消防和环保卫生方面采取的措施以及预期效果;
1.3建厂条件
1.3.1原料需要量及来源
太钢提供焊管生产线原料钢卷定尺寸规格如下:
钢卷宽度:
9502000mm
钢卷厚度:
2.516mm
钢卷重量:
30t
钢卷材质:
Q235,Q345,X52,X65,X70,J55
生产所需其他规格原料采取外购形式。
1.3.2供电
本工程属三类供电负荷,正常时采用一路10kV电源供电,同时另设置一套柴油发电机组,当正常电源故障时,自动向消防水泵及部分车间事故照明提供电源。
(正常电源恢复时,自动切断此电源。
)
鉴于述情况,本项目总计算负荷(补偿后):
一期项目总功率为P1=6500kW
二期项目总功率为P2=3800kW
cosφ=0.95
1.3.2供排水
本工程设计生产总用水量为360m3/h,循环水水量为85m3/h,生产新水用量为12m3/h,生活用水量约5m3/d。
消防用水量30L/s。
1.3.3压缩空气
本项目的压缩空气综合最大消耗量为68m3/h,使用压力P=0.4~0.8Mpa。
需新建小型空压站1座。
1.3.4采暖
山西为采暖地区,主车间、内外涂层车间、检验室、水处理、空压站、办公楼等建筑物设计采暖;采用散热器或散热器加暖风机联合采暖。
需新建锅炉房1座。
1.4主要建设内容
焊钢管项目的主要建设内容如下:
●新建一条年产22万吨高等级石油专用直缝焊管(φ140~φ340)生产线,包括超级螺旋活套、修边机、成型机、固态高频焊接设备、旋铣锯及超声波检测设备等生产线设备;水压机、倒棱机等精整线设备;配套建设钢管存储\输送等精整线设备。
●新建一条年产12万吨高强度直缝焊管(φ89~φ168)生产线,包括螺旋活套、成型机、固态高频焊接设备、电脑飞锯及超声波检测设备等生产线设备;水压机、倒棱机等精整线设备及配套钢管存储\输送等精整线设备。
●新建一条年产6万吨高强度直缝焊管(φ32~φ89)生产线,包括螺旋活套、成型机、固态高频焊接设备、电脑飞锯等生产线设备。
●配套建设一套为直缝焊管生产线提供原料的高强度纵剪(16X2200)机组一套。
●建设一套为生产车间服务的水处理设施、一座空压站、一座锅炉房、理化检验中心以及办公楼等。
●建设车间生产需要的供配电设施。
●厂区管线及道路工程。
●主车间土建工程,包括主厂房及设备基础。
1.5建设规模及产品大纲
1.5.1建设规模
本项目建设规模见表1-1。
表1-1建设规模方案
序号
产 品
产 能
备 注
1
油套管
15万吨/年
占总产能37.5%
2
管线管
5万吨/年
占总产能12.5%
3
结构管
10万吨/年
占总产能25%
4
给排水用管
3万吨/年
占总产能7.5%
5
桩管
3万吨/年
占总产能7.5%
6
固态散料输送用管
2万吨/年
占总产能5%
7
机械用管
2万吨/年
占总产能5%
1.5.2产品大纲
焊管产品方案以石油套管、油气输送管、厚壁结构管为主,同时考虑社会市场的部分结构钢管、给排水用管、桩管、固态散料输送用管及机械用管等。
产品规格:
钢管外径:
32mm~340mm
钢管最大壁厚:
16mm
钢管名义长度:
12m
执行标准:
API5CT、API5L、ISO3183、GB/T9711、ASTMA53、ASTMA500、SY/T5037-2000、GB/T17219-1998等及用户附加技术要求。
具体产品方案详见表1-2。
表1-2产品方案
品种
产品尺寸规格
钢号
执行标准
年产量(万吨)
石油套管
¢139.3~¢339.3×3.5~12.7×
8000~12000
J55~N80
API5CT
ISO3183
GB/T9711
15.0
管线钢管
¢140~¢325×3~14.3×8000~12000
X42~X70
API5L
ISO3183
GB/T9711
5.0
结构钢管
¢32~¢325×1~16×6000~12000
GradeA、B
GradeA、D
ASTMA53
ASTMA500
10.0
给排水用管
¢32~¢325×1~16×6000~12000
SY/T5037-2000
GB/T17219-1998
3.0
桩管
¢219~¢325×6~16×6000~12000
SY/T5040-2000
3.0
固态散料
输送用管
2.0
机械用管
2.0
合计
40.0
1.6生产工艺
1.6.1高等级石油专用直缝焊管(φ140~φ340)生产线生产工艺
备卷→上卷→开卷→夹送、矫平→剪切对焊CO2气保焊→卧式螺旋活套→粗矫平→刨边→导向→F-F成型→精成型→高频焊接、挤压成型→去内、外毛刺→磨光辊机架→焊缝中频退火→空冷→水冷→超声波探伤→定径→土耳其头→切断→快速分离输出→下管、检查→压扁试验切管机→压力矫直机→在线矫直→检查台架→管端平头倒棱→水压试验→水压后超声波探伤→通径→涂油喷标→收集→出厂
1.6.2高强度直缝焊管(φ89~φ168)生产线生产工艺
上卷→开卷→夹送矫平→剪切头尾→对焊→活套储存→成型→焊接→去内外毛刺→中频退火→空冷→水冷→定径→定尺飞锯→锯后辊道→平头倒棱→水压试验→收集→打包
1.6.3高强度直缝焊管(φ32~φ89)生产线工艺
上卷→开卷→夹送矫平→剪切头尾→对焊→活套储存→成型→焊接→去外毛刺→水冷→定径→定尺飞锯→锯后辊道→收集→打包
1.6.4高强度纵剪(16X2200)机组工艺
上卷→开卷→直头→引料→矫平→横剪→立辊→圆盘剪→废边卷取→活套→张力器→卷取→卸卷
1.7公辅设施
1.7.1供配电设施
A10kV高压供电:
根据焊条基地及本焊管车间的工作性质及供电要求,拟设一车间变电所,由厂区110kV/10kV变电站经高压电缆引入电源,再由10kV母线向下列变压器及负荷供电:
1#变压器:
2000kVA1#、2#焊管机组
2#变压器:
2500kVA高、中频设备
3#变压器:
2000kVA3#焊管机组及纵剪机组
4#变压器:
2000kVA公辅设施
5#变压器:
2500kVA吊车、纵剪机组及检验设备
B供配电电压
交流电压:
高压10kV
低压380/220V
直流电压:
变电所用220V
PLC及仪表用24V
C电气室设置
焊管车间及公辅设施共用一个车间变电所:
焊管车间根据需要设置电气室。
所有电气室皆采用砖混结构,变压器室采用实体墙。
所有电气室均设有空调,室温保持在15℃~30℃。
电气室的地下室设有机械通风。
1.7.2水处理设施
本设计内容为该工程区域内的给排水构筑物,车间内给排水管道,车间外部循环水管道,外部生产给水管网,生活消防给水管网、生产雨水排水管网和生活污水排水管网。
本设计根据上述生产规模和工艺设备用水的水量、水质要求,同时遵照节约用水,节省占地,减少环境污染,提高生产水的重复利用率的原则进行设计。
1.7.3热力设施
本工程配套的热力设施有:
蒸汽供应、净化压缩空气供应及厂区热力管线等。
年工作小时为5784h。
1.7.4通风、除尘设施
通风除尘设施主要有:
a.生产辅助通风设施
b.生产辅助空调设施
c.采暖设施
d.消防设施
1.7.5电信设施
本工程电信设施包括:
生产主车间内及与其配套设施的电信设施及本工程区域范围内的电信传输线路。
电信种类为:
行政管理电话
扩音对讲通信
无线电话系统
工业电视系统
火灾自动报警及联动控制系统
1.7.6检化验设施
检验室承担焊管的机械性能试验、物理性能试验和腐蚀性能试验,负责焊管生产过程的质量检验及成品检验任务。
试验数据由计算机系统传送到各有关部门。
检验室配置的设备能满足ASME、API5L、API5CT等标准对焊管的试样加工和检验要求。
1.8土建工程
1.8.1厂房结构
焊管主厂房总建筑面积约为14440m2(以轴线计算)。
辅助设施建筑面积为5000m2(以轴线计算)。
主厂房为全钢结构,厂房长为300m,宽为48m。
A焊管车间
屋面采用有檩体系轻屋盖,这种结构形式具有结构简单、受力明确、自重轻、施工快、寿命长等优点。
屋架12m间距,采用桁架。
檩条采用蜂窝檩条或轧制、焊接工字型截面,隅撑与屋架下弦及檩条连接。
厂房的每一个温度区段均设独立完整的屋面支撑系统。
屋盖的横向水平支撑及纵向水平支撑布置在屋架的上弦,并通过隅撑稳定屋架下弦。
二者组成封闭的支撑体系,增强厂房整体刚度。
天窗为上承式横向天窗,每一个独立区段两端设横向水平撑、并在天窗架的两侧设置垂直支撑,使其成为一个稳定的空间体系。
厂房各跨行驶吊车起重量有10+10t、30/10t等。
轨面标高为7.6m。
主车间钢柱下柱采用工字型斜腹杆双肢柱,上柱采用实腹式工字型截面,柱脚为刚接,插杯口,它具有制作简单、施工方便、工期短等优点。
柱头与屋架铰接。
主厂房纵向单元每个温度区段内设置二道柱间支撑,横向单元设置一道柱间支撑。
墙架系统为全钢结构的独立体系,自成系统。
纵墙架柱采用悬挂的结构体系,墙架柱支承在吊车梁辅助桁架上,上端与天沟以弹簧片相连来传递水平力;下端由槽钢销钉支座连接,这样既可以适应墙架竖向变形的需要,又可使墙架柱断面更经济。
墙皮柱采用轧制工字钢或焊接H型钢制成。
墙架檩条均采用冷弯薄壁C型钢,檩条与墙架柱用螺栓连接。
1.9总图运输
1.9.1总图布置
1.9.1.1平面布置
建设场地外形为长方形。
根据全厂的场地实际情况,及原料、成品的物流走向,将焊管车间布置在靠近围墙一侧,水泵房、空压站、电气室、锅炉房依次布置在车间的侧面,办公楼布置在整个厂区的前方,检化验室布置在办公楼的侧面;二期建设的螺旋焊管及涂层车间布置在围墙的另一侧。
龙门吊布置在两个车间之间。
1.9.1.2竖向布置和场地排水
场地标高就地平整,各建筑物室内地坪与室外高差均不小于+0.30m,台阶与台阶之间的连接处采用浆砌片石挡土墙处理。
厂区雨排水采用由雨水口汇集雨水并引入暗管,通过厂区下水系统排至厂区的排洪沟。
1.9.2运输
直缝焊接钢管项目,一期年产直缝焊管40×104t/a时,运进运出总运输量为84×104t/a。
1.9.2.1厂外运输量及运输方式
厂外总运输量为84×104t/a,运入量、运出量均为42×104t/a。
一期工程全部采用公路运输。
1.9.2.2厂内运输量及运输方式
场内运输主要采用公路及电动车运输。
1.10劳动安全卫生
1.10.1自然灾害及防范措施
a抗震
在工艺设计中,对设备底座进行加固处理,管道采用抗震连接方式。
本工程各建、构筑物严格按照《建筑抗震设计规范》、《构筑物抗震设计规范》及当地有关要求进行设计,地震烈度按7度设防。
b防雷
车间主厂房、烟囱和变电所等建、构筑物根据规范要求采取相应防雷接地保护措施。
c防洪
为防止暴雨形成洪水对本工程造成洪涝灾害,本工程设有雨水及时排出系统,以避免积水浸渍设备、厂房,造成其损坏。
d防渗
为防止地下水浸入对电缆隧道以及其它地下建筑等造成的影响,本工程所有建筑物的地下部分采取完善的防渗设施,并视情况设有排水设施。
1.10.2总图布置与建筑设计
本工程各建、构筑物严格按照《建筑设计防火规范》、《钢铁企业总图运输设计规范》和《机械工厂总平面及运输设计规范》的要求进行设计,相邻各建筑物均考虑有足够的防火和安全距离。
车间厂房设有天窗、采光带进行采光,并通过天窗自然通风。
车间周围环行道路宽度为10m、12m,既能满足产品运输的需要,也能确保消防车辆通行。
1.10.3职业危险因素
a电焊作业、修磨等工序生产中产生少量含尘的烟气;
b螺旋活套、成型机、飞锯机、倒棱机等设备工作时产生噪声;
c钢管在输送、装卸过程中钢管与设备、钢管与钢管之间的碰撞产生噪声;
d空压机、泵等设备在运转过程中产生噪声;
e焊接工序焊接时会产生电弧光,电弧光能对人眼造成伤害;
1.10.4劳动安全防范措施
防火防爆
电气安全及照明
安全供电及供水
防静电
防机械伤害和设备事故
1.10.5职业卫生防护措施
防尘及有害气体
噪声防护
防放射性辐射和电弧光
防暑降温及采暖
1.10.6劳动安全卫生机构
本工程建成投产后的劳动安全卫生管理和检测工作由公司设置相应的劳动安全机构负责。
1.11消防
1.11.1工程火灾因素分析
根据本工程生产工艺、生产设施和设备特点分析,存在火灾隐患的场所主要有:
液压站、润滑油站有能引发火灾;
电气设备、输配电线路、电器元件等过流或故障时可能引发火灾,电缆室、电缆夹层因绝缘不良可能发生火灾;
较高的烟囱以及易受雷击的建、构筑物、电气设备等遭雷击也可能引发火灾。
根据本工程生产工艺特点,按生产火灾危险性分类为:
各变电室、电气室、变压器室、液压站、润滑油站等属丙类;车间主厂房属丁类。
1.11.2防范措施
本设计认真执行“预防为主、防消结合”的消防工作方针以及国家和本行业的有关消防规定,在总图布置、建筑结构、消防供水以及火灾报警等消防设计中采取了一系列防范措施,以期消除隐患,防止和减少火灾的危害。
1.12工程建设进度安排
本工程设计和设备制造都需要一定时间,所以工程进度按设备合同生效后10个月建成投产考虑。
1.13投资概算及经济效益分析
1.13.1投资概算
本工程建设项目静态投资6808万元。
机组正常生产年利润5000万元,约一年半内可收回工程建设投资。
1-3主要技术经济指标
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
车间产品及规格
mm
外径:
Ø32~340
最大壁厚:
16
长度:
12000
2
年产量
t
40x104
3
主要设备型式
直缝焊管成型机
4
设备年额定工作时间
h
4916
5
车间设备总重量
t
2486
其中:
工艺设备
t
2161
起重运输设备
t
325
6
装机总容量
kW
6500
7
厂区占地面积
m2
83600
8
主厂房面积
m2
14400
9
货物运输量
运入
t/a
42×104
运出
t/a
42×104
10*
职工人数
人
96
11
年耗电量
kW/h
15.3×106
12
生产新水耗量
m3/h
4
13
工程建设静态投资
万元
6808
14
投资回收期
年
1.5
注:
10*职工人数:
包括焊管车间76人、检化验室6人、电气4人、水泵房1人、锅炉房3人、辅助6人。
2市场分析
2.1我国钢管生产和消费增长情况
2.1.1我国钢管生产情况
近年,随着我国钢铁工业的迅猛发展,钢管生产量的增长极为迅速。
2001年焊管的年生产量为640.36万吨;至2005年产量已达到1567.06万吨,较2001年增长144.7%,年平均增长速度为36.18%。
2005年据统计,焊管和无缝钢管与2001年相比都有较大程度的提高。
其中焊管生产量为1567.06万吨,无缝钢管生产量为1047.05万吨。
近年来,我国钢材生产增长情况见表2-1。
表2-1我国钢管生产增长情况表
名称
2001
2002
2003
2004
2005
钢管总量
1153.1
1440.6
1763.9
2149.31
2614.11
1.焊管产量(万t)
640.36.8
830.59
1030.77
1301.26
1567.06
2.无缝管产量(万t)
512.7
610
733.9
848.05
1047.05
焊管占钢管的比例(%)
55.53
57.60
58.44
60.54
59.95
2005年以来,钢管产量平均以22.46%,表观消费量平均以19.77%的幅度高速增长。
钢管自给率以2003年为转折点,2003年以后逐渐呈供大于求的局面,即自给率大于百分之百。
中国钢铁工业协会指出:
管材在钢材表观消费总量中的比例2000年为6.61%,2005年为6.42%,变化不大。
其中,无缝钢管由2000年的净进口3万t转为2005年净出口71.4万t;焊接钢管由2000年的净进口3万t转为2005年净出口124.5万t。
管材在国内市场的国产化率已达95.5%。
中国钢管的发展情况表明:
中国钢管已进入供大于求的新阶段。
在2005年焊管产量中,螺旋埋弧焊管产量约300万吨,占19%;直缝埋弧焊管产量约40万吨,占2%;ERW焊管产量1227万吨,占79%。
我国是世界ERW焊管第一生产大国。
2005年,ERW用于油气输送管线约30万吨,占ERW焊管总产量的2%,占油气长输管线总重量的8%。
2005年,全国油井管产量为240万吨,其中无缝管220万吨,占90%以上,ERW焊管20万吨,占8.3%;全国生产锅炉管80万吨,其中由ERW管制作的中低压锅炉管产量为8万吨,占10%。
我国ERW焊管机组按规格比例分布看,大中规格机组所占的比例偏低。
2.2我国钢管需求预测
我国钢管消费量一直较高,占钢材的消费比例也颇高。
中国能源需求强劲是中国钢管发展的直接动力和间接动力。
主要表现在煤炭用钢管、石油天然气用钢管、化工用钢管、电力用钢管、钢结构用钢管、房地产用钢管、汽车工业用钢管、造船工业用钢管、集装箱行业用钢管、机械工业用钢管、轻工业用钢管、铁路(车辆)用钢管、港口建设用钢管、外贸出口。
2006~2010年我国钢管市场主要用户需求结构预测表见表2-2。
表2-22008~2012年钢管市场主要用户需求结构预测表
项目
石油天然气
电力
煤炭
钢结构
房地产
汽车
造船
机械
轻工
化工
集装箱
铁路车辆
港口
外贸出口
钢管用量(万t)
3800
575
1120
700
4250
160
250
2200
880
900
105
200
250
3000
百分比(%)
20.66
3.12
6.05
3.80
23.11
0.87
1.36
11.97
4.79
4.90
0.57
1.08
1.36
16.36
2.3焊管的市场分析
2001年以来,我国焊管产量迅速增加。
2005年我国焊管产量为1567万吨,2006年1-8月份焊管产量为1255.9万吨,同比增长了23.4%。
在2005年焊管产量中,螺旋埋弧焊管产量约300万吨,占19%;直缝埋弧焊管产量约40万吨,占2%;ERW焊管产量1227万吨,占79%。
我国是世界ERW焊管第一生产大国。
2005年,ERW用于油气输送管线约30万吨,占ERW焊管总产量的2%,占油气长输管线总重量的8%。
2005年,全国油井管产量为240万吨,其中无缝管220万吨,占90%以上,ERW焊管20万吨,占8.3%;全国生产锅炉管80万吨,其中由ERW管制作的中低压锅炉管产量为8万吨,占10%。
我国ERW焊管机组按规格比例分布看,大中规格机组所占的比例偏低。
焊管在经济上的诱惑力是焊管发展的根
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