年产10万m3陶粒生产线技术改造项目可行性研究报告.docx
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年产10万m3陶粒生产线技术改造项目可行性研究报告.docx
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年产10万m3陶粒生产线技术改造项目可行性研究报告
年产10万m3陶粒生产线技术
改造项目
可行性研究报告
1总论
1.1项目名称、建设地点、建设单位、法人代表
1.1.1项目名称:
某陶粒厂年产10万m3陶粒技改工程
1.1.2建设地点:
永胜五队北沟二村
1.1.3建设单位:
某陶粒厂
1.1.4法人代表:
XX
1.2企业概况
某陶粒厂位于XX市北郊的永胜五队北沟二村,西邻修建中的天泉大道约40m,距市中心约5km,是目前XX市唯一一家陶粒生产企业。
该厂年设计规模为生产普通陶粒2万m3,经过全厂职工的努力,当年可以基本达产。
该厂同时拥有一家砌块厂,砌块产品约10余种,全部在XX市境内销售。
目前,该厂拥有总资产520万元,各厂总面积133000m2,拥有各类专业技术人员24名。
综合实力在同类企业中较强。
1.3项目背景
党中央作出了西部大开发的战略决策,为新疆带来了不可多得的历史发展机遇。
与此同时,国家逐步加大了对农田水利、道路交通等基础设施的建设力度,大力推进农业产业化进程,并把新疆列为全国重点开发区之一,欧亚大陆桥沿线地区也被列为全国五大经济带之一,这正是我区发展的优势所在。
XX市作为新疆天山北坡经济带的龙头,是名副其实的经济强市,目前已进入了超速发展的阶段。
资源是人类社会发展的重要物质基础。
目前,在人类所面临的人口、资源、环境三大问题中,资源是实现可持续发展的核心问题。
开展资源节约与综合利用,是我国的一项基本国策。
根据国家的产业政策,限期淘汰实心粘土砖,积极扶持新型墙体材料,并对新型墙材的科研、技改、新建等项目,实行优先立项、优先安排资金、优惠征收税费的“三优”政策。
陶粒和陶粒砌块,作为新型墙材的主要产品,在以极其迅猛的速度发展。
我区以乌鲁木齐和XX市为代表的一大批城市,在墙改政策的强力推动下,陶粒及其制品近几年出现了产销两旺、供不应求的喜人局面,也充分地说明了这一点。
陶粒除用于普通砌块之外,在国内已广泛地应用于道路、桥梁、高层住宅的现浇砼中。
2001年,我国组织有关技术人员编写了陶粒应用的标准、规范,届时一整套以陶粒为代表的轻集料、轻集料制品及其相应的生产、施工国家及行业标准、规范将付诸实施,这必将更大地推动陶粒工业健康、稳步的发展。
本项目正是在以上背景下提出的。
1.4研究依据、范围及分工
1.4.1研究依据
⑴新疆经贸委新经贸投资函[2003]5号文“关于某陶粒厂年产10万m3陶粒生产线技术改造项目立项的批复”。
⑵某陶粒厂委托书。
⑶有关的标准及要求。
1.4.2研究范围及分工
本项目的研究范围自原料采集、进厂至成品堆放,以及相应的辅助生产设施和辅属生活设施。
具体包括原料粉磨与储存;煤粉制备;陶粒焙烧;成品输送及储存等主要生产工段,以及供配电、给排水、暖通等辅助生产工段,和综合办公室等附属设施。
本报告中主要生产设施考虑其相对独立性,辅助生产设施如供配电、给排水、暖通等则考虑与原有生产线的有机结合。
本项目由新疆建材工业设计研究院独立完成。
1.5研究的主要原则
本项目遵循以下主要原则:
⑴在满足规模要求的前提下,主机采用单机、单线设备,以达到生产线流畅、紧凑的目的。
⑵辅机设备选型以成型、可靠、节能为选型原则,以确保正常生产后优质高产低消耗。
⑶充分结合当地自然条件,在满足工艺生产条件下,优化设计方案,减少工程造价。
⑷认真执行国家有关环境保护法律、法规及标准,严格控制环境污染,确保污染物达标排放,保护和改善环境,实现文明生产。
1.6技改方案简述
1.6.1焙烧系统
采用φ3×26m焙烧窑和φ3/2.5×32m预热窑组成回转窑系统,该系统是在吸收消化国外设备基础上,由国内生产厂家自行设计制造。
1.6.2煤粉制备
采用φ1.7×2.5m风扫煤磨。
该磨机在我国已有多年制造和生产操作经验,运转率相对较高。
1.6.3原料粉磨
采用ZMJ900型柱磨机,该磨机在国内多次获奖。
由于采用新式设计,节能效果良好。
在产品性能上完全可以满足陶粒生产的要求。
1.6.4本项目配套设施有供配电、给排水、暖通等辅助生产系统及综合办公室等附属系统。
1.7主要技术经济指标
综合技术经济指标表
表1-1
序号`
指标名称
单位
数量
备注
1
规模及品种
陶粒产量
万m3/年
10
全厂
其中超轻陶粒
万m3/年
8
全厂
高强陶粒
万m3/年
2
全厂
2
主机规格型号
回转窑φ3/2.5/3×58m
台
1
能力14m3/h
单冷机φ2.4×24m
台
1
能力14m3/h
煤磨φ1.7×2.5m
台
1
能力4t/h
原料磨ZMJ900
台
1
能力12t/h
3
年耗电量
万kwh/年
220
4
年耗水量
m3/年
16848
5
工程占地面积
m2
53340
6
建构筑物占地面积
m2
3470
7
建筑系数
%
6.5
8
绿地系数
%
30.5
9
围墙长度
m
924
10
全线职工人员
人
80
全厂
11
劳动生产率
按产量全员
m3/人.年
1250
其中生产人员
m3/人.年
1538
按产值全员
万元/人.年
17.5
其中生产人员
万元/人.年
21.5
12
总投资
万元
963.01
13
工厂成本
万元/年
637.00
14
销售收入
万元/年
1200
15
所得税
万元/年
171.90
16
税后利润
万元/年
349.10
17
财务内部收益率
%
34.52
1.8综合评价
通过本次技改,某陶粒厂产量和品种增加,质量改善,设备装备水平也有了很大提高,同时规模也极大增大,企业的生存能力和市场竞争能力大为增强,为企业今后的发展打下了良好的基础。
随着产量的增加,也可带动当地相关行业的发展,促进就业,增加市级财政收入,为XX市经济发展注入了活力。
更为重要的是,本项目是在党中央做出西部大开发的背景条件下提出的,作为新型建材项目,可以大大节约宝贵的土地资源,既符合产业政策,又符合可持续发展的基本国策,因此说,本项目社会效益显著。
本项目建设资金需963.01万元,财务内部收益率34.52%,达产后,年税金171.90万元,年利润349.10万元,因此,经济效益也十分显著。
通过综合分析和比较,该项目市场前景广阔,投资效果明显,企业经济效益和社会效益显著,是完全可行的。
同时,本报告认为此次某陶粒厂技改存在以下问题,需引起建设单位重视:
⑴高强陶粒作为陶粒的发展方向,在国内引起了广泛的重视。
建议建设单位作好试验与研究工作,并大力培育和开拓市场。
⑵由于利用糖厂废渣—滤泥烧制陶粒,有着良好的经济效益和社会效益,建议建设单位加速此课题的研究工作,这样同时弥补了粘土储量偏小的缺陷。
(3)为避免一次性投资过大,本报告未考虑粘土烘干,这将对今后正常生产产生一定影响,建议建设单位在资金允许时尽早实施。
2市场预测
2.1国内陶粒发展现状
陶粒是以粘土、泥岩、板岩、页岩、粉煤灰、淤泥等为主要原料,经加工成粒,再烧制而成的人造轻集料。
具有容重小、强度高、隔热保温性能好、施工适应性强等优点,应用领域十分广阔。
特别是在传统的建筑行业,陶粒有着巨大的优势:
一是与粘土砖相比,可节约土地60%以上;二是可以使建筑物重量减轻30%以上,大大地提高了建筑物的抗震能力;三是导热系数约为0.11W/mK,热损失比粘土砖低50%左右,节能效果明显,且耐酸、耐碱、隔音。
据不完全统计,2001年我国陶粒产量约340万m3,天然轻骨料和工业废渣轻骨料约120万m3,轻骨料总产量约460万m3,低于美国、俄罗斯等发达国家水平。
近几年来,随着全国160多个大、中城市禁止使用实心粘土砖和大力推广节能建筑,全国很多地区的轻骨料及其制品获得了快速发展。
以广州华穗轻质陶粒制品厂为例(该厂主机从丹麦引进,设计能力为单窑产量16万m3/年,是我国陶粒行业的龙头企业),2000年分别为133000m3和74000m3,2001年分别为147000m3和76000m3,2002年分别为165000m3和78000m3,出现连年增长的喜人景象。
根据市场需求,目前国内已建成投产的有江苏金坛海发新型建材厂年产10万m3高强陶粒生产线;天津宝通公司年产10万m3高强陶粒生产线;正在建设的有大庆油田热电厂年产20万m3的粉煤灰陶粒厂;吉林化学总公司动力厂年产10万m3粉煤灰陶粒厂;鞍山华兰新型建材公司年产15万m3粉煤灰陶粒厂等。
此外,目前国内大力发展新型人造轻骨料及其制品,主要有:
利用城市污泥或淤泥生产陶粒(广州、上海、昆明、重庆等地);非焙烧粉煤灰发泡包壳轻骨料(北京、天津);城市高架路声音屏障(广州)等。
有的已取得了成熟技术和生产经验,市场需求量大,经济效益和社会效益良好。
国内陶粒应用也取得了良好的经济效益。
例如天津市在湖北路16层两栋大开间剪力墙住宅,总建筑面积为2.1万m2,±0.000以上全部采用粉煤灰陶粒混凝土,与普通混凝土相比,自重降低25%,桩基造价降低25%,钢材用量降低7.5%,建筑造价降低1.6%,综合效益明显。
2.2市场分析
由于乌鲁木齐市离XX市很近,本项目涉及的市场范围为乌鲁木齐和XX两地。
目前,两地共有陶粒厂6家。
详见表2-1。
表2-1
序号
名称
地址
规模(万m3/年)
1
新疆恒泰膨胀页岩陶粒公司
乌市水磨沟区
3.5
2
乌鲁木齐天燕新型建材有限责任公司
乌市六道湾
3.5
3
乌市东山华域陶粒轻型建材厂
乌市东山区芦草沟乡
3.0
4
新疆金建建材有限责任公司
乌市仓房沟路
2.5
5
新疆华兴轻质陶粒制品总厂
乌市头屯街
3.5
6
某陶粒厂
永胜五队
2.0
从中可以看出,乌鲁木齐陶粒生产能力计16万m3/年。
目前陶粒销售渠道有两个:
一是销往各陶粒砌块厂;二是直接销往各建筑工地。
二者比例大约8:
2。
目前,乌鲁木齐共有各种陶粒砌块厂17家,实际总生产能力为28.5万m3/年,需陶粒约19万m3/年,建筑工地直接用陶粒约为3.8万m3/年,二项合计约22.8万m3/年,产销相比,缺口约6.8万m3/年。
XX市陶粒产量2万m3/年,目前拥有陶粒砌块厂共4家,总产量6万m3/年,年需陶粒4万m3/年,直接建筑市场需要约1万m3/年。
产销相比,缺口约3万m3/年。
以上乌鲁木齐和XX两地合计陶粒缺口约10万m3/年。
可以预测,随着我国大力发展新型墙材和节能建筑,乌鲁木齐市和XX市以陶粒制品为主的新型墙材市场必将有较大发展。
2002年起,XX州实施城市群战略,XX市将建设最佳人居环境、生态绿化型城市,拟把目前5平方千米的城区扩增到60平方千米,这也必将给新型墙材工业带来巨大的发展空间。
因此,在目前市场条件下,对某陶粒厂进行技术改造,增加产量,改善质量,是切实可行的。
2.3拟建规模及产品方案
考虑到我国陶粒设备的单机能力、我区的气候特点、投资规模控制范围以及主管部门的批复意见,某陶粒厂技改规模确定为年产陶粒8万m3/年,其中超轻陶粒6万m3/年;高强陶粒2万m3/年。
高强陶粒主要用于高标号混凝土的配制,适用于高层建筑、道路、桥梁等大型建筑,目前在我区仍是空白。
乌鲁木齐作为我区首府,每年大型建筑较多,高强陶粒应该有广阔的市场前景,但同时市场也需要建设单位的大力培育和开拓。
3建设条件
3.1原料
本项目原料为粘土和粉煤灰。
⑴粘土:
在本厂区内开采。
按建设单位提供的资料,厂内粘土厚度为10m以上,计算粘土储量为13万t。
可供开采年限为3.7年,储量偏小。
在现厂区南部和东部,都有大量荒地闲置,经过建设单位取样化验,土质和现厂区内土质一致,本报告将其作为后备取土用地。
在现厂区北部,是XX糖厂的废弃物—滤泥排泄厂,占地面积约11万m2。
目前,利用滤泥烧制陶粒工作正在紧张试验中,如能成功,该处也可以作为后备取土用地。
陶粒原料的一般要求如下:
表3-1%
SiO2
Al2O3
Fa2O3
CaO+MgO
K2O+Na2O
有机质
烧失量
50~70
10~20
5~10
3~8
1.5~5
1~2
5~10
某陶粒厂厂区内粘土化学成分如下:
表3-2%
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
N
P
烧失量
65.04
14.88
6.39
3.05
3.05
3.06
2.33
5.43
从表3-2可以看出,该厂区内粘土完全可以满足生产陶粒的要求,该厂多年的生产实践也说明了这一点。
⑵粉煤灰:
采用XX热电厂干排的粉煤灰。
该厂夏季产灰量176t/d,冬季产灰量256t/d,质量指标如下:
表3-3%
细度(45μm筛筛余)
烧失量
SO3
SiO2
36
10
1
42.4
该粉煤灰从数量上到质量上均能满足生产陶粒的要求。
粉煤灰距厂区5km,由散装车运输进厂。
3.2燃料
本项目燃料为煤。
按建设单位意见,煤由硫磺沟煤矿购进,该矿离厂区40km,储量大,质量好,完全可以满足生产要求。
原煤工业分析如下:
表3-4%
Wf
Af
Vf
QfDW
2.24
11.55
34.08
25756KJ/Kg
煤灰化学成分如下:
表3-5%
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
51.09
23.15
8.51
7.56
3.72
0.41
3.3供电
本项目电源自XX市供电局10kV单回路专线架空引入新建变电所。
原有线路不能满足技改要求,予以更换。
XX市电网已与大电网并网,供电可以满足技改要求。
3.4供水
厂区内现有深井一口,井深约45m,水量丰富,水质较好。
可以满足本次技改的要求。
3.5厂址
某陶粒厂位于XX市北郊永胜五队北沟二村村外。
距XX市区约5km,西邻建设中的天泉大道北段。
厂区以东、以南均为荒地和耕地相杂,中间隔有少量的林带。
厂区以北为XX糖厂滤泥排放场。
厂区东西宽约200m,南北长约267m。
除中间有一个高约4m,周长约30m的小山包外,其余地势较为平坦。
现厂区内建有φ1.45×10/φ1.05×12m陶粒回转窑一条,以及必要的生产配套设施。
生活福利设施仅有两间简陋的平房。
经建设单位与有关部门充分协商后,技改工程仍在原厂区内进行。
3.6气象与地质
3.6.1自然条件
基本风压:
0.6kN/m2
基本雪压:
0.75kN/m2
冻土深度:
1.5m
地下水位:
地下水埋深大于33m
地震基本烈度:
7度
主导风向:
西南
3.6.2工程地质
厂区位于乌鲁木齐山前拗陷头屯河冲积扇的中下游部位。
新生代以来接受了来自南部天山的巨厚碎屑沉积。
场地无显著不良地质现象。
厂区岩土按工程特征可分为粘土、粉细砂土、砾卵石三类。
粘土分布最深,可达15~20m处。
本项目设计取用地基承载力标准值fK=200Pa。
3.7外部协作
由于离市区较近,本项目的机修、电修均拟外协,本报告未予考虑。
4工艺技术方案
4.1生产规模及产品方案
技改后,新增500级园球型超轻陶粒6万m3/年,筒压强度1.0~2.0MPa,吸水率15~20%。
新增600~900级园球型高强陶粒2万m3/年,筒压强度≥5.0~6.0MPa,强度等级3.0~4.0MPa,吸水率≤8~15%。
原有生产线可生产500级园球型超轻陶粒2万m3/年,技改后超轻陶粒合计为8万m3/年,全厂各类陶粒合计10万m3/年。
4.2配料方案与物料平衡
综合考虑全厂各种产品因素,配料方案统一为粘土占70%,粉煤灰占30%。
煤耗参照该厂实际生产情况,按120kg/m3计取。
技改后各物料平衡如下:
技改新增物料平衡表
表4-1
物料名称
日消耗(t/d)
月消耗(t/m)
年消耗(t/a)
粘土
120
3111
28000
粉煤灰
51
1333
12000
煤
41
1067
9600
全厂物料平衡表
表4-2
物料名称
日消耗(t/d)
月消耗(t/m)
年消耗(t/a)
粘土
150
3889
35000
粉煤灰
64
1667
15000
煤
51
1333
12000
4.3物料储存
陶粒生产中的物料储存包括原、燃料储存,生产工序中各物料的储存,以及成品的储存。
考虑到本次技改的规模、自动化水平、投资额的控制范围,以及我区干燥少雨的气候特点,物料储存的形式选择为露天堆场和园库储存相结合的方式。
露天堆场存放煤和成品。
烘干后的粘土及粉磨后原料均采用园库储存。
各物料的储存量及储存期见下表。
储存设施一览表
表4-3
名称
规格(m)
数量(个)
总储存量(t)
储存期(d)
粉煤灰库
φ6×16
1
240
5
煤堆场
30×10
1
540
13
成品堆场
58×34
1
6000m3
18
4.4主机设备选型
4.4.1回转窑
在本次技改要求的规模内,可供选择的方案有二个:
方案一为两条φ2.5×20/φ2.2×24m陶粒回转窑。
方案二为一条φ3×26/φ3/2.5×32m陶粒回转窑。
两个方案均能满足产量要求,设备造价基本相等。
方案二同方案一比较,同时有以下优点:
一是占地面积少,操作人员少,故障点少,土建造价低。
二是窑的直径大,操作容易,结圈、结块少,质量更稳定一些。
但方案二的缺点是该窑型为国内首次制造,达产期预计要长一些。
综合考虑以上因素,本次技改窑型选择为一条φ3×26/φ3/2.5×32m陶粒回转窑。
4.4.2冷却机
配套选用φ2.4×24m导流式单筒冷却机。
该冷却机热效率高,冷却效果好,污染小,操作简便,可以满足要求。
4.4.3煤磨
选用φ1.7×2.5m风扫式煤磨。
该磨机在国内应用相当广泛,制造、维修、操作经验极为丰富,细度易调整,产量3~5t/h,可以满足要求。
4.4.4原料磨
为了改善原料的烧结性能,粘土需进行粉磨。
可供选择的方案有两个:
方案一为φ1.83×7m球磨机系统,方案二为ZMJ900柱磨系统。
方案二与方案一比较,有如下优点:
⑴占地面积少,土建费用低。
⑵操作维修简单。
⑶电耗可降低30~50%。
⑷噪音小。
⑸易损件少,钢材消耗可降低80%。
因此,本次技改选择ZMJ900型柱磨机作为原料粉磨设备。
本次技改,主机设备如下:
主机设备一览表
表4-4
序号
名称
规格型号
单位
数量
能力
年运转率
1
回转窑
φ3×26/φ3/2.5×32m
台
1
14m3/h
0.65
2
冷却机
φ2.4×24m
台
1
14m3/h
0.65
3
煤磨
φ1.7×2.5m
台
1
4t/h
0.30
4
原料磨
ZMJ900
台
1
12t/h
0.38
4.5车间工作制度
原料粉磨及焙烧车间采用三班运转。
机修、化验、供配电采用三班运转。
生产管理人员采用一班运转。
4.6工艺流程
冷却
储存
焙烧
成球
计量
计量
配料
配料
粉磨
粉磨
煤
水
粉煤灰
粘土
参见附图“工艺流程图”。
5总图运输
5.1厂址位置及交通
本工程厂址位于XX市西北城郊永胜五队北沟二村,原某陶粒厂院内。
厂址西距XX市天泉北路40m,距XX市中心5km,交通十分便利,详见“交通位置图”。
5.2气象
厂区位于中温带干旱气候区,属典型大陆性气候,日照时间长,降水量少,蒸发量大,昼夜温差大。
根据XX州气象局提供的气象资料:
历年平均气温6.2℃,全年最高气温42℃,最低气温-38℃;年平均降水量180.5mm,年平均蒸发量1792.5mm,年最大蒸发量2165.8mm;4~6月为雨季;风季为4~6月,一般风速3m/s,最大风速32~35m/s,风向西南;冰冻期为11月至翌年3月,最大冻土深度150cm;最大积雪厚度39cm。
5.3总平面设计
5.3.1平面布置方案
本工程为技改工程,按照功能分区的原则,全厂分为行政福利区、生产区、粘土采料区三个功能区,在新建生产线的同时仍保留原生产线。
5.3.2平面布置
⑴平面布置项目
生产区主要生产设施布置项目包括:
柱磨、选粉机、原料库、
风机、收尘器、烧成窑尾、烧成窑中、烧成窑头、烟囱、卸料平台等。
辅助生产设施包括:
变电所、电控室、循环水泵房及回水池、深井泵房、蓄水池、加压泵房、化粪池等。
行政福利区布置项目包括:
综合办公室、食堂、浴室、锅炉房及门卫室。
⑵平面布置
行政福利区布置在厂区南部,主导风向的上风向,靠近XX市天泉北路方向,以便于工厂内外工作联系。
综合楼靠近大门,布置在行政福利区西侧,食堂、浴室及锅炉房合建布置在行政福利区东侧。
生产区布置在厂区中部,新建生产线呈“L”型布置,其中新建窑系统平行于原生产线呈南北向布置,新建原料系统垂直于新建窑系统。
辅助生产设施布置在各自负荷中心。
粘土采料区主要布置在厂区北部,以便于采料及安全生产。
这种布置,厂内功能分区明确,井然有序,生产顺畅,整齐美观。
5.3.3竖向设计及场地排水
因厂址建设场地基本平坦,故采用平坡布置方式。
场地大气降水经道路边沟汇集后自流至厂外。
5.4道路运输及原物料堆场
5.4.1道路运输
鉴于本工程设计生产规模及厂内外交通运输条件,原物料及成品均采用道路运输,其运量及运距详见表5-1。
原物料运量及运距
表5-1
序号
原物料
运量(t/a)
运距(km)
备注
1
粘土
35000
0.1
全厂
2
粉煤灰
15000
5
全厂
3
煤
12000
40
全厂
4
陶粒
100000m3/a
30
全厂
为节省投资,方便管理,不予新购运输车辆,运输车辆全部依托社会运力外协解决。
厂内原物料采挖、运输及喂料依靠原有的T-88A26推土机1台、ZL-50装载机1台解决,本次技改未予考虑。
厂区道路采用环形布置方式,以提高运输效率。
生产区主要道路宽度8m,道路结构为级配碎(砾)石基层,简易路面。
全厂在厂区南部设大门一座,供人员及车辆通行。
5.4.2原物料堆场
采用露天堆场储存原煤及成品陶粒,以满足均衡生产需求,原物料堆场储存量及储存期详见表5-2。
原物料堆场储存量及储存期
表5-2
序号
露天堆场
储存量(t)
储存期(d)
1
煤堆场
540
13
2
陶粒堆场
6000m3
18
5.5绿化设计
为文明生产,保护环境
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