2450m3高炉及225000kva矿热炉项目节能评估报告.docx

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2450m3高炉及225000kva矿热炉项目节能评估报告

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引言

根据国务院《关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）、国家发展改革委员会《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》的要求，特编制某某矿业有限公司2×450m3高炉及2×25000kVA矿热炉项目节能专篇。

我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平。

由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，特别是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。

能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，要从战略和全局的高度，充分认识做好能源工作的重要性，高度重视能源安全，实现能源的可持续发展。

解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。

节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。

我国节能主要目标：

到“十一五”期末，万元国内生产总值（按2005年价格计算）能耗下降到0.98吨标准煤，比“十五”期末降低20%左右，平均年节能率为4.4%。

重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。

初步建立起与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规和标准体系、政策保障体系、技术支撑体系、监督管理体系，形成市场主体自觉节能的机制。

《中华人民共和国清洁生产促进法》指出：

国家鼓励和促进清洁生产。

即不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

某某矿业有限公司2×450m3高炉及2×25000kVA矿热炉项目能源购入总量：

409545817kgce/a，外供能源量：

5840208kgce/a（煤气发电），实际购入能源总量为403705609kgce/a。

其中高炉锰铁项目能源购入总量：

323529809kgce/a，外供能源量：

5840208kgce/a（煤气发电），实际购入能源总量为317689601kgce/a；总有效能：

178440573kgce/a；项目能源利用率：

55.15％；镍铬铁合金项目能源购入总量：

86016008kgce/a；总有效能：

36525976kgce/a；项目能源利用率：

42.46％。

《铁合金单位产品能源消耗限额》规定新建铁合金生产企业单位高炉锰铁能耗准入值为：

焦炭≤1320kg/t，综合能耗≤1220kgce/t；先进值为：

焦炭≤1280kg/t，综合能耗≤1180kgce/t。

本项目高炉锰铁焦炭消耗量为1030kg/t，综合能耗为1126kgce/t，达到行业先进水平，锰回收率为83%。

给水复用率为95.6%；镍铬铁合金的焦炭消耗量为484kg/t，综合能耗为782kgce/t，给水复用率为98.6%。

一、项目背景

1、项目名称、建设性质

项目名称：

某某矿业有限公司2×450m3高炉及2×25000kVA矿热炉项目

建设性质：

新建

建设规模：

年产高炉锰铁28.215万吨，镍铬铁合金11万吨

建设地点：

某某市江州区新和镇某某市华侨经济管理区锰铝集中加工区

承办单位：

某某矿业有限公司

企业性质：

有限公司

法人代表：

陈跃飞

二、企业概况

某某某某矿业有限公司，公司总部注册地位于某某南宁市，是一家专门经营矿产开发和冶炼加工的企业。

公司在贵州、云南、某某等地都有矿山和冶炼企业，公司拟在某某市锰铝集中加工区内建设2×450m3高炉及2×25000kVA矿热炉项目。

三、项目概况

预期目标：

采用国内先进技术设备和工艺流程，合理配套环保设施，符合国家节能减排技术要求。

高炉锰铁质量符合国家标准GB/T3795-1996要求，镍铬铁合金质量符合供应厂家的质量要求。

项目总投资74760.98万元，其中：

固定资产投资51899.13万元，流动资金22861.85万元。

资金来源：

企业自筹100%。

项目建成投产后，每年可生产高炉锰铁（FeMn68）282150t、镍铬铁合金110000t、附产水淬渣1284300t，同时利用高炉煤气发电47520k-kWh，年均销售收入205188.41万元，年均利润总额14160.12万元，年均净利润10620.09万元，平均每年向当地税务部门上缴价外增值税6380万元、上缴税金附加701.8万元、上缴所得税3540.03万元。

项目总投资收益率18.94%，投资利税率28.41%，全部投资回收期税前为3.75年（含建设工期3年）、税后为5.1年（含建设工期3年）；财务内部收益率税前为41.61%、税后为28.93%，均大于基准收益率13%。

项目经济效益显著，有一定的抗风险能力。

项目经济效益显著，盈亏平衡点低，以生产能力利用率计为63.83%，有较强的抗风险能力。

1、建设项目的主要内容

项目的主要内容：

在某某市江州区新和镇锰铝集中加工区新征土地442.2亩；新建2台450m3高炉、两台50m2烧结机、两台25000kVA矿热炉、6000kW高炉煤气发电机组，配套建设生产厂房及公用设施建筑面积80959.01平方米；新增高炉锰铁、镍铬铁合金生产线；形成年产高炉锰铁28.215万吨、镍铬铁合金11万吨的生产能力。

2、建设条件

（1）资源条件

某某区内丰富的锰矿资源，某某地区具有铁路和公路的优越运输条件，国内外供应的矿石、焦炭、萤石、生石灰等原材料均由火车站或原料产地采用汽车倒运至厂内。

某某市主要矿藏有锰、铁、膨润土、稀土矿、铅锌矿、铝土矿等40余种，其中锰矿储量1.49亿吨，居全国之首，被誉为中国的“锰都”。

（2）市场条件

锰铁和锰硅合金是铁合金中最主要的品种，也是用途最广、消耗最多的品种，其需求量占铁合金总产量的50%以上。

国外发达国家平均每吨钢消耗铁合金约30公斤，我国目前约13～22公斤。

铁合金市场与钢铁工业紧密关联，并随钢铁工业发展壮大。

镍铬铁合金是冶炼不锈钢的较好原料，一般是以氧化镍矿、氧化铬矿为原料用热炉冶炼而成。

镍铬铁合金表面抗氧化性好，并且在高温下有较高的强度，有良好的加工性能及可焊性。

2008年全球不锈钢市场呈现先扬后抑走势，虽然年初国际不锈钢价格继续2007年下半年的颓势，但由于钢铁行业的快速发展，2008年上半年不锈钢消费需求仍较2007年呈现稳定增长态势。

预测2009年全球不锈钢产量将下降至2340万吨，但高品质高质量不锈钢产量将有所增长。

（3）供水条件

根据建设单位与华侨经济管理区管委会的协议，外部给水由华侨经济管理区统一规划建设，本顶目新水直接从华侨经济管理区供水管网取用。

（4）供电条件

本项目电源拟引自新和镇110KV变电站，距厂区距离约5km，供电质量可靠。

（5）交通、区位条件

该地位于某某市江州区新和镇，某某市位于某某西南部，左江上游，地理座标是东经107°6′23″至107°47′23″，北纬22°9′34″至22°54′18″之间，地处华南经济圈、西南经济圈和东盟经济圈交汇的中心地带及“南宁—某某—凭祥--谅山—河内—海防—广宁经济走廊”的大通道上，处在南宁—新加坡经济走廓的关节点，泛珠三角经济发达地区东部和东盟经济圈的北部、海上东盟和陆上东盟的联结交汇点，纵贯南北，连接东西，呈现出一个“十字型”的经济带。

2003年成立，现辖江州区、扶绥县、大新县、天等县、宁明县、龙州县和凭祥市（县级）。

共有4个县（市）与越南接壤，边境线长533公里，拥有国家一类口岸3个，二类口岸4个，边民互市贸易点13个。

全市土地面积1.73万平方公里，总人口233万人，以壮族为主的少数民族人口占总人口的88.6%。

国务院批准成立北部湾（某某）经济区，纳入国家发展战略。

某某市被列为北部湾（某某）经济区4+2范围。

某某市沿边近海连东盟，交通便利，区位优势明显。

市区距首府南宁110公里，距越南首都河内250公里，境内有湘桂铁路、南友高速公路（南宁至友谊关）经过，可与越南铁路、一号公路相接，可达越南、老挝、柬埔寨、泰国、缅甸、马来西亚和新加坡等7个国家。

是某某乃至中国通往东盟最便捷的陆路通道。

随着某某至钦州高速公路的纳入建设计划，通过钦州、防城港海上可达世界各国，呈现出既可承接发达地区产业转移，又可多方向经济辐射的“扇型”经济辐射发展状态。

在水运方面，左江可通航500-1000吨，上可抵越南，下可达粤港澳。

在航空运输方面，与南宁国际机场相距仅90公里。

随着泛亚铁路东线、大湄公河次区域公路东线以及宁明军民两用机场等项目建成投入使用，某某市将成为中国通往东盟的海、陆、空立体大通道和前沿城市。

（6）技术条件

公司长期经营矿产开发和冶炼加工。

某某市已形成拥有锰矿石、电解金属锰、电解二氧化锰、硫酸锰、锰系铁合金、富锰渣等系列产品的锰金属产业链，技术人才充足，公司可引进相关技术与人才组织生产。

（7）工艺技术优势

与同行业相比，本高炉锰铁项目采用了喷吹煤粉技术。

通过喷吹煤粉技术，可以促进中心气流的发展，活跃炉缸，相应提高了炉缸温度。

更重要的是由于锰铁高炉冶炼负荷轻、焦比高，喷吹煤粉对降低焦比效果显著。

（8）环境保护及投入

遵循我国环境保护法的规定，本工程项目实施“三同时”的原则，制定了环境保护治理措施。

①主要污染源、污染物

高炉锰铁生产主要污染源、污染物为：

高炉出渣、出铁时产生大量的烟气和粉尘、高炉仓下供配料时各扬尘点产生大量粉尘、高炉仓下上料皮带机往料车倒料时产生的灰尘、布袋除尘器过滤下来的灰尘、高炉产生的大量炉渣理、高炉排放大量煤气、重力除尘器除下的灰尘、喷煤收尘的余气，噪声污染主要来自风机、排风阀及风机进、出口处。

烧结机主要污染源、污染物有：

烧结矿配料时各扬尘点产生的大量粉尘、烧结机头部产生的烟气和粉尘、烧结机尾破碎和筛分产生的大量粉尘、烧结抽风机和除尘风机带来的噪音。

镍铬铁合金生产主要污染源、污染物为：

配料站配加料、炉顶加料产生的粉尘；密闭式电炉在冶炼过程中产生的炉气，出炉口的烟尘、回转窑产生的烟气和炉渣等；除尘风机、空压机、各类泵及原料和成品加工过程中产生的噪声等。

②治理措施

高炉煤气的煤气产生量为189000m3/h。

在重力除尘器后采用外滤式布袋除尘器处理煤气，除尘后的净煤气含尘量＜10mg∕Nm3。

净煤气除高炉热风炉自用外，其余部分用于烧结、喷煤、锅炉和6000kW发电机组等。

镍铬铁合金电炉的炉气排气量：

7500Nm3/h.台，炉气温度600-700°C，最高不超过900°C，含尘量：

80-120g/Nm3，主要成分为CO。

本项目电炉炉气净化采用沉降室＋布袋除尘器。

除尘后炉气送回转窑烧结。

高炉、烧结机、矿热炉、回转窑产生的烟气经收尘后排放，收集的粉尘烧结回用。

本装置的废水主要为高炉炉体冷却、鼓风机冷却、热风炉冷却、铸铁机冷却、铸铁机冷却用水、电炉冷却水、变压器冷却水、回转窑冷却水等，为净废水。

净废水经冷却塔或旁虑器过滤后循环使用，为了保持水质稳定，有少量净废水作为炉气除尘的补充水，而不外排。

锅炉用水为循环用水。

生活污水则经处理后排放或用作绿化用水。

高炉产生的渣量共564300t/a（干渣量），矿热炉产生的渣量共720000（干渣量），均送往公司的粉末站加工，作为制作水泥的原料外售。

对噪声污染进行有效的控制与治理，其中厂区边界噪声符合《工业企业厂界噪声标准》中的Ⅱ类标准。

（10）卫生、安全

①卫生

针对生产过程中可能产生的危险、危害因素，采取了相应的防范措施，符合有关标准及规范的要求，能够保证操作人员在符合职业卫生规定条件下工作。

经采取措施后，本项目操作场所及岗位空气中的含尘浓度、工作场所的室内温度以及噪声均可满足有关规定和规范的要求。

职业卫生设施完善，企业组织员工定期体检排“Mn”，防止“Mn”中毒，可达到“保证文明生产，保护职工身心健康”的目的。

②安全

针对该项目存在的不安全因素，采取了相应的防范措施，符合有关规定和规范的要求，能够保证员工在符合职业安全规定的条件下工作。

经采取措施，可以避免火灾、爆炸事故等危害发生，并减少其它事故的发生，一旦出现事故，即可采取相应的备用或应急措施，将事故可能造成的损失降低到较低程度。

通过企业加强管理，操作人员严格遵守操作规程，杜绝违章作业，工人的人身安全及健康将得到保障，可达到预期目的。

综上所述，项目建设及生产加工条件基本具备，为项目的顺利实施，奠定了坚实的基础。

3、项目行业准入条件分析

该项目不属于《产业结构调整指导目录》（2005年本）中鼓励类、淘汰类及限制类项目，属于允许类国内投资项目。

根据国家发展和改革委员会关于《铁合金行业准入条件》08年修订版对高炉及高炉锰铁、矿热电炉的准入规定：

（1）工艺与装备

①锰铁高炉容积为300立方米及以上；矿热电炉容量为25000kVA及以上，变压器选用有载电动多级调压的三相或三个单相节能型设备，生产工艺操作机械化和自动化。

②《铁合金行业准入条件》规定主要铁合金产品单位冶炼电耗：

高炉锰铁焦比不高于1320kg/t。

（2）资源消耗

①主元素回收率：

高炉锰铁Mn≥82%。

②水循环利用率95%以上。

第一章用能标准和节能规范

1.1国家节能政策法规

1.1.1相关法律法规和规划

1.中华人民共和国节约能源法

2.中华人民共和国可再生能源法

3.中华人民共和国电力法

4.中华人民共和国建筑法

5.中华人民共和国清洁生产促进法

6.清洁生产审核暂行办法（国家发展改革委、国家环保总局令第16号）

7.重点用能单位节能管理办法（原国家经贸委令第7号）

8.节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号）

1.1.2产业政策和准入条件

1.国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发【2005】40号）

2.产业结构调整指导目录（2005年本）（国家发改委令第40号）

3.中国节能技术政策大纲（计交能【1996】905号）

4.国家发展与改革委员会《铁合金行业准入条件》（2008年修订）

5.国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术（国家发改委2005第65号）

1.2工业类相关标准和规范

1.2.1管理及设计方面的标准和规范

1.工业企业能源管理导则GB/T15587-1995

2.机械行业节能设计规范JBJ14-2004

3.工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264－1997

4.工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准GB50185-1993

5.钢铁企业设计节能技术规定（YB9051-98）

1.2.2产品能耗定（限）额方面的标准

铁合金单位产品能源消耗限额（GB21341-2008）

1.2.3合理用能方面的标准

1.评价企业合理用电技术导则GB/T3485-1998

2.评价企业合理用热技术导则GB/T3486-1993

3.蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求 GB/T12712-1991

4.设备及管道保温保冷技术通则GB/T11790-1996

5.设备及管道保温保冷设计导则GB/T15586-1995

6.设备及管道保冷效果的测试与评价GB/T16617-1996

7.设备及管道保温效果的测试与评价GB/T8174-1987

8.节电措施经济效益计算与评价GB/T13471-1992

9.工业炉窑保温技术通则 GB/T16618-1996

10.工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则 GB/T17719-1999

1.2.4工业设备能效方面的标准

1.清水离心泵能效限定值及节能评价值GB19762-2007

2.中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值GB18613-2002

3.容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值GB19153-2003

4.三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB20052-2006

5.通风机能效限定值及节能评价值GB19761-2005

6.工业燃料加热装置能耗限值 JC569-1994

1.3建筑类相关标准和规范

1.公共建筑节能设计标准GB50189-2005

2.绿色建筑评价标准GB/T50378-2006

3.绿色建筑技术导则（建科【2005】199号）

4..夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JCJ75-2003

5.采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003

6.通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002

7.民用建筑太阳能热水系统应用技术规范GB50364-2005

8.民用建筑热工设计规范GB50176-93

9.建筑照明设计标准GB50034-2004

10.建筑采光设计标准GB/T50033-2001

11.空调通风系统运行管理规范GB50365-2005

1.4其他设计资料

1.某某矿业有限公司与某某工业建筑设计研究院签订的协议书；

2.某某矿业有限公司提供的各种设计原始资料。

第二章能源供应状况

厂区位于某某市江州区锰铝集中加工区。

锰铝集中加工区位于某某市区西北18km，某某市江州区新和镇区东南5km。

厂区附近有某某市经新和镇至大新的二级公路，从规划工业区的西面经过，一条从公路接进的工业区道路正在建设中。

某某地处通往东盟各国的大陆桥上，具有沿边、沿高速、沿铁路、邻首府的区位优势，交通条件十分便利。

本项目建设2台450m3高炉、2台25000kVA矿热电炉，设计规模为年产高炉锰铁28.215万吨，镍铬铁合金11万吨。

项目在生产过程中消耗的能源品种有：

焦炭、煤、电力、压缩空气、氮气、生产用水。

高炉锰铁年耗电量为101009700kWh，镍铬铁合金年耗电量为320100000kWh，由新和镇110kV变电站，距厂区距离约5km，供电质量可靠。

焦炭来自贵州。

目前，我国焦炭市场处于供大于求的状况，业主已到贵州进行行情调查，初步达成了从贵州六盘水购买焦炭的意向。

高炉锰铁生产消耗焦炭290614.5t/a，镍铬铁合金生产消耗焦炭53241t/a。

焦炭用汽车运至厂内。

高炉喷煤用量为59251.5t/a，可从贵州购入，用火车运至钦州火车站，再用汽车运至厂内。

总用水量为270342m3/d，其中新水8650m3/d，循环用水261692m3/d。

本项目位于某某市华侨经济管理区锰铝集中加工区内，根据建设单位与华侨经济管理区管委会的协议，外部给水由华侨经济管理区统一规划建设，本顶目新水直接从华侨经济管理区供水管网取用。

本项目设有制氮机，氮气可自给。

压缩空气由空压机供给。

由于氮气、压缩空气均为自制，消耗的能源已计入电耗及水耗，故不作为购入能源计算。

本项目高炉生产使用了蒸汽，耗的能源已计入电耗及水耗，故不作为购入能源计算。

第三章能源消耗状况

3.1工艺简述

3.1.1高炉锰铁生产工艺简述

3.1.1.1工艺过程

高炉锰铁的冶炼是以碳作发热剂和还原剂，在高炉中将锰和铁的氧化物还原，生成锰铁、炉渣和煤气的一系列复杂物理化学过程。

其生产工艺见图3-1。

锰铁高炉（以下称高炉）冶炼用的焦炭、锰矿、熔剂在原料场和烧结厂加工处理合格后，用皮带机运至料仓贮存使用。

各种炉料在仓下经二次筛分、计量后，按程序由仓下皮带机送到高炉料坑，由料车将炉料送至炉顶加入炉内进行冶炼。

高炉冶炼的热源主要来源于焦炭和煤粉的燃烧。

各种原料在炉内进行复杂的理化反应。

高炉冶炼用风由鼓风机站供给，冷风经热风炉加热后送入高炉。

高炉冶炼主要产品是锰铁，副产品为煤气、炉渣、炉尘等。

高炉生产的铁水用铁水罐拉至铸铁机进行铸块。

高炉煤气经除尘、净化后一部分供热风炉烧炉，余下部分供烧结机、喷煤、锅炉和6000kW发电机组作燃料。

高炉炉渣在炉前进行冲制水渣，水渣送至本厂的粉末站制作水泥的原料。

高炉产生的各种粉料、重力除尘灰、煤气除尘灰拉到烧结厂进行配料烧结。

3.1.1.2技术装备特点

1、高炉内型拟定尺寸

依据原料、燃料的特点，其它厂家高炉生产实践，本次设计高炉的内型尺寸拟定参数见表3—1。

表3—1　　高炉内型拟定尺寸表

序号

项目

名称

单位

数值

备注

1

高炉有效容积

Vu

m3

450

2

高炉有效高度

Hu

mm

19270

3

炉缸直径

d

mm

5400

4

炉腰直径

D

mm

6300

5

炉喉直径

d1

mm

4400

6

炉缸高度

h1

mm

3100

7

炉腹高度

h2

mm

2800

8

炉腰高度

h3

mm

1400

9

炉身高度

h4

mm

10300

10

炉喉高度

h5

mm

1670

11

炉腹角

α

度

80°52′11″

12

炉身角

β

度

84°43′49″

13

风口数量

fn

个

14

14

挡料阀直径

mm

600

15

上密封阀直径

mm

700

16

下密封阀直径

mm

650

17

死铁层深度

h0

mm

750

18

高径比

Hu∕D

3.058

2、高炉主要冶炼指标

表3—2　　2×450m3锰铁高炉主要冶炼指标预测表

序号

指标名称

单位

指标数值

备注

1

高炉有效容积

m3

2×450

2

高炉利用系数

t∕m3.d

0.95

3

综合冶炼强度

t∕m3.d

1.52

4

入炉焦比

kg∕t

1030

5

入炉煤比

kg∕t

210

6

风温

℃

1100～1150

7

熟料率

%

100

8

入炉矿石品位（Mn含量）

%

42.9

9

年工作日

天

330

10

年锰铁产量

万t

28.215

11

年渣产量

万t

56.43

12

锰金属回收率

﹪

83

13

炉顶压力

MPa

0.08～0.10

3、炉体结构

高炉采用自立式框架结构，炉缸设一个铁口、两个渣口、14个风口。

高炉内依据炉体各部位不同的冶炼状态，选用不同材料，确保高炉安全生产。

高炉炉底采用半石墨质焙烧炭块炉底，炉缸采用陶瓷杯，其他部位采用烧成微孔铝炭砖等优良材料，配以高质量的高铝砖和磷酸浸渍粘土砖。

4、冷却方式

炉底采用水冷炉底。

高炉炉体冷却壁共设十层，三层冷却壁材质为低铬铸铁，七层冷却壁材质为球磨铸铁。

冷却壁和热风阀的冷却方式采用软水密闭循环技术，风、渣口和其他冷却设备的冷却方式为工业水冷却。

5、炉顶

高炉炉顶装料设备采用WZ—C型串罐式无料钟炉顶装料设备。

这是我国生产的无料钟炉顶设备，自2000年三明钢铁厂第一座380m3高炉使用以来，目前投入生产的高炉已有200多座。

承德钢铁公司和柳州钢铁公司分别运用在1260m3和1250m3高炉上，目前均已投产两年多，运行良好。

450m3高炉采用WZ—450型无料钟炉顶。

6、炉顶采用小高压操作技术，预测炉顶压力为0.08～0.10Mpa。

7、上料、供料系统

高炉设10个容积为195m3高位料仓，其中6个仓为烧结矿、球团矿和富块矿，3个仓为焦炭，一个仓为石灰石，仓顶设两条皮带机和配套卸料小车。

仓下各种原燃料采用电子秤，分散称量，并设计算机自动补偿