1、完整word版年产6000吨软质PVC管材生产车间年产6000吨软质PVC管材生产车间的设计 （40）2014年7月3日第一章 项目可行性分析1.1 项目提出的背景和必要性近年中国塑料管道行业的高速发展主要得益于需求的增长，市政及建筑给、排水管道为塑料管道的主要用途，农用（饮用水、灌排）管道业保持高速增长，市政排污、燃气、供暖、城市非开挖施工、工业、通讯、电力、矿山等行业的塑料管道应用比例也进一步增加。目前塑料管道已普及应用到建筑给、排水，建筑供暖，城市中低压燃气输送，农村沼气燃气输送，城镇自来水、市政排水、排污，农村人畜饮水改造，农业灌、排，电力，通讯，工业、矿山等许多领域。软质pvc管材的
2、应用虽不如硬质pvc管材应用广泛，但是近年来在所需领域也得到了大量应用。软管和复合软管，主要用于输送液体、粉体、气体以及混合物等。我国正处在一个高速发展时期，对PVC的需求强劲，目前国内人均占有量远低于世界水平，市场前景广阔。未来几年，国内市场迫切需要开发高附加值产品。国内电石法和乙烯法PVC 树脂厂家生产的PVC 树脂型号均属于通用型，聚合度基本集中在6501300，而更高聚合度的PVC 树脂产品则主要依靠进口。国内厂家需要开发满足不同需要的高聚合度、高透明性和增韧型PVC 树脂新产品，以提高产品的附加值，实现产品多样化。 因此，xxx管道科技公司决定对年产6000吨软质pvc管材的生产线进
3、行开发与研究，来满足国内外对软质pvc管材的生产需求。1.2 项目的主要内容项目名称：年产7000吨软质pvc管材生产线项目建设性质：新建项目单位：xxx管道科技公司项目建设内容：新建厂房及配套设施总建筑面积20000平方米，其中厂房8000平方米、行政楼1000平方米、研究楼2000平方米、仓库7000平方米、宿舍及生活用楼2000平方米；新建PVC管材生产线6条. 自动化包装线3条。投资2000万元建设厂房、行政楼、研究楼、宿舍及生活用楼以及项目供电供水、消防系统、道路、绿化建设和土地征用费用（包括青苗补助）；投资1000万元，购臵生产设备、检测及化验设备、自动化包装设备，建设PVC管材生
4、产线6条。1.3 市场分析及产业政策1.3.1 市场分析国外市场分析：欧洲塑料管材市场计划将从2000年的每年350万吨左右增长到2005年的410万吨，其中西欧增长为2.4，中欧和东欧增长为5.4。美国塑料管材增长约为2.4，比前5年的4.6平均水平降低有所降低。 全球对塑料管材的需求量每年增长为4.2，到2005年，为60亿米，约需要1400万吨树脂。PVC仍然是最广泛使用的材料，将占47的市场份额。同时，亚洲市场发展最快，到2005年，每年增长6.4，中国的增长速度将超过10%。国内市场分析：化学建材是继钢材、木材、水泥之后当代兴起的第四代新型建筑材料。塑料管材广泛运用于城市水供应和下水
5、管道、供热、煤气和城市建筑中的水系统，城建项目中的水系统，郊区饮用水设备改造，农业灌溉系统，电力电信和国民经济其他部门。塑料管材在建筑工程、市政工程、村镇建设以及工业中用途最为广泛。国家已明确住宅将成为我国新的消费热点和新的经济增长点，国家化学建材领导小组相继出台了“关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见”、“国家化学建材产业十五计划和2010年发展规划纲要”和“关于加速化学建材推广应用和限制淘汰落后产品的规定”等政策，这些政策大大加强了塑料建材的推广应用力度。根据国家化学建材产业十五计划和2010年发展规划纲要，到2005年，塑料管道的推广应用主要以节水灌溉塑料管和PE塑料管道为主，并
6、大力发展其他新型塑料管道，塑料管道在全国各类管道中市场占有率达到50以上，其中：建筑排水管道70采用塑料管，建筑雨水排水管道50采用塑料管道，城市排水管道20采用塑料管，建筑给水、热水供应和供暖管道60采用塑料管，城市供水（DN400mm以下）50采用塑料管，村镇供水管道60采用塑料管，城市燃气管道（中低压管）50采用塑料管，建筑电线穿线护套管80采用塑料管。按近几年我国市政公用管道发展速度测算，“十五”期间， 每年城市供水管道铺设长度约在1.5万km左右；城市燃气输送管道铺设长度约在1万km左右；城市排水管道铺设长度约在1万km左右。我国正在运行的市政公用管道，城市供水管有58745km是上
7、世纪70年代以前铺设的，城市燃气管有7322km是上世纪70年代以前铺设的，现在已经到使用年限，需要更新和修复。此外，根据建设行业发展规划，20012010年，每年竣工各类房屋面积1416亿m2，其中城镇住宅达到5亿m2。据有关专家按建设行业发展规划测算，“十五”期间，建筑内管道每年需求量约12亿m，其中：冷热水管约4亿m，供暖管约2亿m，建筑排水管约1亿m，采暖管约4亿m。我国在“十五”期间要建设公路、铁路和光纤通讯网路，也需要大量的塑料管道。 众所周知，我国人均水资源量只有2200m3，不足世界平均的1/4，人均水资源可利用量只有700 m3，是世界上人均水资源短缺的国家之一。目前全国每年
8、缺水量近400亿m3，其中农业缺水约300 m3。我国用水大户仍然是农业用水，约占70，而农业用水的90是灌溉用水，因此节水首先要在农业节水上做文章。我国灌溉水利用系数低，全国灌溉水利用系数仅为43左右，远低于欧洲等发达国家70至80的水平，全国渠道输水损失占整修灌区用水损失的80以上。全国平均每亩实际灌水量达到450500 m3，超过了实际需水量的1倍左右，有的地区高达2倍以上。为了充分利用我国有限的水资源，保证农业的可持续发展，全国各地都在大力发展节水灌溉农业，增加投入的 15 力度，这为塑料管材的发展又提供了巨大的空间。 根据我国“十五”期间GDP的增长速度，可以预计“十一五”期间我国G
9、DP的增长速度会在7%左右，据此估计，塑料管材的需求量增长速度约在12%左右，即我国每年大约需要400万吨以上的塑料管材。1.3.2符合国家产业政策近年来，国家陆续出台了多项产业政策，鼓励发展新型管材。随着国家对基础设施建设的大力支持，势必会有力推动节水灌溉及塑料管材行业的创新与发展。据估计，目前中国塑料管材的年增长率约为15%，居世界第一位，而未来10年国内塑料管材市场总需求将高达8000亿元，我国塑料管材行业正面临一个更加广阔的发展空间和发展机遇。作为中国经济最发达的地区之一，华东地区市场前景更为广阔。 石化行业振兴计划 目前，国务院审议并原则通过了石化产业和轻工业产业调整振兴规划，决定加
10、大对石化企业的信贷支持，将停止审批单纯扩大产能的焦炭、电石等煤化工项目，加快结构调整，优化产业布局。对煤化工的限制及对原油石化行业的支持，据称，将有6080万吨的大乙烯项目将要投产，这可能会对中国PVC的生产结构产生一定影响，从而改变目前的PVC定价机制。1.3.3行业准入分析为了遏制氯碱行业的盲目扩张，促进产业结构升级，国家发改委会同有关部门制定了氯碱行业准入条件，主要从产业布局、规模、能源消耗和环保等四个方面对氯碱行业新建、改扩建项目进行了准入限制。行业准入条件对电石法生产企业发展制定了导向性政策，对乙烯法氯碱企业制约相对较少，而目前我国PVC的生产主要以电石法为主，因此氯碱行业准入条件对
11、行业未来发展趋势将产生重要影响。 在产业布局方面，氯碱行业准入条件要求新建氯碱生产企业应靠近资源、能源产地，有较好的环保、运输条件，并符合本地区氯碱行业发展和土地利用总体规划。除搬迁企业外，东部地区原则上不再新建电石法聚氯乙烯项目和与其相配套的烧碱项目。 在规模、工艺与装备方面，氯碱行业准入条件要求新建、改扩建聚氯乙烯装臵起始规模必须达到30万吨/年及以上，如新建改扩建的是电石法聚氯乙烯项目，必须同时配套电石渣制水泥等电石渣综合利用装臵，且单套生产规模须达到2000吨/日及以上。政策鼓励采用乙烯氧氯化法聚氯乙烯生产技术替代电石法聚氯乙烯生产技术，鼓励干法制乙炔、大型转化器、变压吸附、无汞触媒等
12、电石法聚氯乙烯工艺技术的开发和技术改造。在能源消耗方面，氯碱行业准入条件要求新建、改扩建电石法聚氯乙烯装臵，电石消耗应小于1420千克/吨（按折标300升/千克计算），乙烯氧氯化法聚氯乙烯装臵，乙烯消耗应低于480千克/吨。 在安全、健康、环境保护方面，要求新建、改扩建电石法聚氯乙烯生产装臵产生的含汞废物及触煤等必须严格执行国家危险废弃物的管理规定，电石法聚氯乙烯生产企业必须要有电石渣回收及综合利用措施，禁止电石渣堆存、填埋。 2008年6月，国务院部署了对高耗能、高排放行业的专项大检查工作，加大了对高耗能行业的整治力度，规定2008年内原则上取消对氯碱行业的电价优惠。由于我国PVC生产主要以
13、电石法为主，无论在PVC还是在电石的生产过程中，主要的成本消耗就是电，因此优惠电价的取消将使得聚氯乙烯的生产成本有比较大的增加。在本次出台的新政策中，政府将聚氯乙烯划定为出口限制型的产品。由于国内电石料主要供应国内，所以，对于国内电石法聚氯乙烯生产企业来讲影响不大。 但是，对于依靠进口EDC和VCM原料，加工成聚氯乙烯纯粉后再出口，或以深加工结转的方式向下游加工行业转移的企业有一定的负面影响。这部分乙烯法企业进口原料的关税成本压力加大，整体运营成本将升高。 从另一方面讲，由于新政策对PVC出口的限制，可能会促使行业整体向高端产业链条转移，从而拓展中西部地区聚氯乙烯下游加工产业的发展1.4 可行
14、性研究结论 该PVC管材生产线项目经过市场分析、环境保护分析、投资分析、公用工程及配套设施分析、工艺技术和主要设备选型方案分析、财务分析、风险分析及不确定性分析，结论如下： 1、该PVC管材生产线项目适应国内和国际产业总体前进趋势，是国家支持和鼓励发展的产业，产品市场前景良好。 2、该PVC管材生产线项目所需资金大部分来自企业自筹，资金筹措风险较小。 3、该PVC管材生产线项目工艺技术较为成熟，并且符合该行业技术工艺发展的方向。 4、设备选型符合产品品种和质量需要，能够适应项目生产规模、产品方案及工艺技术方案的要求，自动化程度高，能够大幅度提高劳动生产率。 5、税前财务内部收益率为38.16%
15、，大于行业基准收益率15%，计算期财务净现值为713.26万元，从财务评价角度项目可行。 6、从测算的财务评价主要指标表明，该PVC管材生产线项目预测税前财务内部收益率大于行业基准收益率，投资利润率、投资利税率、全部投资回收期、财务净现值等指标也达到较好水平，项目的盈利能力和抗风险能力较强，因此，该PVC管材生产线项目在经济上是可行的。另外，该PVC管材生产线项目在技术上、市场上、环境保护上均为可行且具有良好的发展前景。第二章 工艺流程设计2.1 挤出成型（软或硬）聚气乙烯塑料管材 目前，聚氯乙烯管材通常采取双螺杆挤出成型。流程如图2.1所示：图1.1 挤出造粒流程图2.2 挤出管材流程挤出机
16、的挤出过程可以分为两个阶段。一.使固态塑料塑化，并在加压的情况下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体。二.用适当的处理方法使挤出的连续体失去塑性状态而变成固体，即得到所需的制品。生产流程图如下：图1.2 生产流程图1、主机： 生产管材选用锥形双螺杆挤出机。2、辅机：（1）挤出前处理物料的设备（如干燥、预热），一般要用于吸湿性塑料，进行干燥的设备可以是烘箱或沸腾干燥器，也可以用真空加料斗； （2）处理挤出物的设备，如冷却、牵引、卷取、切割和检验等设备； （3）控制生产条件的设备，也就是各种控制仪表一（如电动机启动装置、电流表等）。此处假设我们生产的是口径比较大的PVC管材：a、
17、选用直通式机头：它是管材制品获得形状和尺寸的部件。熔融塑料进入机头，即芯棒和口模外套所构成的环隙通道，流出后即成为管状物。芯棒和口模外套的尺寸与管材的尺寸大小相对应。管材的壁厚可通过调节螺栓在一定范围内作径向移动得以调整，并配合适当的牵引速度。由于直通式机头结构简单、制造容易，所以选择直通式机头。但熔料通过该类型机头的分流锥支架会产生的熔接痕。适当提高熔料温度、加长口模平直部分长度等措施可以相应地减少熔接痕的影响；b、定型装置：选择内压充气法，比较适用于口径较大的管材；c、冷却装置：起到将管材完全冷却到热变型温度以下。采用喷淋冷却，它比较适用于口径较大的管材，以便获得圆度和直度较好的管材；d、
18、牵引装置：牵引速度快慢是决定管材截面尺寸的主要因素之一。由于履带式牵引机的履带上镶有橡胶块，用来接触和压紧管材，有较大的牵引力，而且不易打滑，适合大型薄壁管材，加之我们的产物是口径较大的PVC管材，所以采用履带式牵引机；e、切割装置第三章 配方设计软质PVC管材：聚氯乙烯 100 邻苯二甲酸二辛酯 30 邻苯二甲酸二丁酯 24 硬脂酸钡 1 硬脂酸镉 0.7 有机锡 0.3 石蜡 0.2聚氯乙烯：pvc生产中的原料邻苯二甲酸二辛酯与邻苯二甲酸二丁酯：增塑剂，增加pvc产品塑性，使得产品比较柔软。硬脂酸钡与硬脂酸镉：稳定剂，提高pvc的稳定性，提高其生产和使用性能。有机锡：pvc生产中的热稳定剂
19、，防止pvc热降解以便加工石蜡：润滑剂，提高pvc物料与设备之间的摩擦力方便加工 第四章 物料衡算4.1 计算基准的选取年工作日的选取（年工作小时）（1）年工作时间 365-10（法定节假日）=355（天）=8520（h）（2）设备大修 25天/年=600h/年（3）特殊情况停车 15/年=360h/年（4）机头清理 换过滤网 1次/6天 8h/次355天-（25天+15天）*1/6次/天*8h/次=420h（5）实际开车时间365天-10天-25天-15天-17.5天=297.5天 8520h-600h-360h-420h=7140h（6）设备利用系数 k=实际开车时间/年工作时间=7140
20、/8520=0.844.2 物料衡算4.2.1挤出成型工段（1）挤出成型工段物料损耗率见表1表4.1 挤出成型工段物料损耗率工序自然损耗扫地下脚料一次成品百分率/%0.10.45.594（2）物料衡算输出物料量：6000/0. 94 =6382.98t自然损耗量：6382.980.1% =6.38t扫地料： 6382.980.4% = 25.53t下脚料： 6382.985.5% =351.06t下脚料回收破碎量：351.06(1-5%) = 333.51t颗粒料中需加回收料量（总量的5%）：6382.98 5% = 319.15t回收率：319.15351.06100%=90. 9% （3）
21、挤出成型工段物料平衡表见表2表4.2 挤出成型工段物料平衡表工序物料量/t工序物料量/t输出物料量自然损耗量扫地料6382.986.3825.53下脚料成品351.0660004.2.2 混合工段（1）确定各岗位物料损失率 塑化造粒工段物料损耗系数见表2.3表4.3 塑化造粒工段物料损耗系数一览表工序筛选输送高速混合冷却混合粒料送风损耗率/%总损失0.50.10.10.2（2）物料平衡计算：进入本工序的物料量 = 出料量（1-本工序的损失率） 进入风送物料量： 6382.98-319.15(1一0.2%) =6063.19t 进入冷混机的物料量： 6093.66(1-0.1%) =6099.7
22、6t 进入高混机的物料量： 6099.76/(1-0.1%) =6105.87t 进入筛选输送物料量： 6105.87(1-0.5%) =6136.55t2.2.3粉料中各组分需要量（1）求出每吨产品消耗量(kg)1000组分占整个粉料量的百分率(%) = 每吨产品消耗量 组分占整个粉料量的百分率 = 组分占份数/各组分份数总和100%（2）年组分需要量(t)粉料年需要量组分占整个粉料量的百分率 = 组分年需要量（3）日组分需要量(t)年组分需要量实际开车天数(297.5) = 日组分需要量（4）每小时组分需要量(kg)年组分需要量实际开车时(7140) = 每小时组分需要量根据衡算，计算出实
23、际每年需要量以及日需要量和每小时需要量，见表2.5。表2.5 每年需要量以及日需要量和每小时需要量原料名称配方中份数百分率/%每吨产品消耗量/kg每年需要量/t每天需要量/t每小时需要量/kgPVC（SG-5型）10090.09900.9921.403.099129.05硬脂酸钙1.51.3513.513.810.0461.93钙锌复合稳定剂2.52.2522.523.010.0773.22硬脂酸0.50.454.54.600.0160.65活性轻质碳酸钙5.04.54546.020.1556.45钛白粉1.00.999.210.0311.29石蜡0.50.454.54.600.0160.64
24、52.2.4物料衡算流程图根据计算结果画出物料衡算流程图6136.55t/年 6136.55t/年 6000t/年制品 0t/年（不造粒） 333.51t/年 376.59 t/年（损失+下脚料） 图2.1 物料衡算流程图第五章 设备选型5.1 挤出机及辅机的确定与计算由于工艺和经济上的原因，每种规格的挤出成型机生产的管材尺寸有一定范围。挤出成型机规格与所生产的管材尺寸见表3.1。表3.1 挤出成型机规格与所生产的管材尺寸关系挤出机螺杆直径/mm挤出管材外径范围/mm挤出机螺杆直径/mm挤出管材外径范围/mm4560902020-2540-7512015090-160160-250根据此表，选
25、用90型管材挤出机。设计选用SJ-90-A型塑料挤出机，其主要参数见表3.2表3.2 SJ-90-A型塑料挤出机技术参数SJ-90-A技术参数SJ-90-A螺杆直径螺杆长径比螺杆转速生产能力90mm20：112-72r/min20-60kg/h电动机功率机器中心高机器外形尺寸长（长*宽*高）参考价格22/7.3kW1000mm3015mm*1737mm*2486mm8万元成型机台数的计算：根据制品形状、冷却定型的难易程度，选择牵引速度为1.2mmin（一般在0.22mmin范围），50硬PVC管材的线重为770g/m，因而成型挤出机每小时的生产能力为：生产能力 = 线重牵引速度= 7701.2
26、60= 55.44kg/h则需要挤出成型机台数为（6382.98t*1000）（55.44*8000）=14.39（台），所以选用十五台SJ-90-A型挤出机。挤出辅机包括冷却装置、牵引装置、切割装置、支架等几部分。SJ-GE90B型辅机可与SJ-90-A型塑料挤出机配套使用，连续生产一定规格的硬聚氯乙烯管材。挤出辅机型号及参数见表3.3。表3.3 SJ-GE90B型辅机主要参数辅机装置外形尺寸/mm重量/kg辅机装置外形尺寸/mm重量/kg冷却装置牵引装置3000*720*11501435*819*1360200800切割装置支架1950*1075*1210300*400*104239010
27、05.2 高速混合机的选取与计算 选用SHR-200475950(GHR-200-Q)型高速混合机，其技术参数见表3.5：表3.5 SHR-200*475*950型高混机技术参数技术参数SHR-200*475*950型技术参数SHR-200*475*950型总容积有效容积产热加热形式200L120-140L325kg/h汽排料方式电动机功率外形尺寸（长*宽*高）参考价格气动30/42kW1750mm*1100mm*1450mm6.2万高混机的有效容积取140L，PVC粉料的表观密度为0.45kg/L，每锅可装粉料量0. 45140=63kg，每小时热混6锅料，则每小时混料量636=378kg/
28、h，需要高混机(6105.871000)/(378 8000) =2.01 （台）所以选用2台SHR-200475950型高混机。5.3 冷混机的选取与计算与SHR-200475950型高混机配套的冷混机可以选用SHL-350130型塑料冷却混合机。SHL-350130型冷混机技术参数为：表3.6 SHL-350*130型冷混机技术参数技术参数SHL-350130型技术参数SHL-350130型总容积有效容积电动机功率主轴转速机器尺寸350L210-250L7.5kw130r/min1800mm*1380mm*1550mm机器质量冷却形式卸料方式参考价格1800kg水，汽手动或气动4.5万元需
29、要冷混机(6099.761000)(37828000) =1.005（台），所以选用SHL-350130型冷却混合机一台。5.4 破碎机的选取与计算为了回收PVC的下脚料和废、次品管材，使之经过破碎制成颗粒进行再次使用，选用SWP-100型塑料破碎机。 本机适用于高、低压聚氯乙烯等塑料的废品、次品，边角料和注射浇口等废旧塑料的回收破碎造粒。本机采用转刀刃切线新型结构，具有结构紧凑、生产效率高、破碎均匀、性能稳定可靠、噪声低、使用和维护方便等特点。SWP-100型破碎机主要参数为：表3.7 SWP-100型破碎机主要参数技术参数SWP-100型技术参数SHR-200*475*950型旋转刀回转直
30、径筛孔直径固定刀片数旋转刀片数破碎量100mm6mm2把2把40kg/h机器质量冷却形式卸料方式参考价格120kg560mm*370mm*925mm0.34万元青岛胶州金星橡胶厂每小时回收破碎量为(319.151000)/8000 =39.89kg/h，所以需要1台SWP-100型破碎机。第六章 生产车间布置设计图4.1 车间局部图图4.2 车间局部图图5.3 车间局部图图4.3 车间总体图第七章 经济效益计算（可选，加分参考）7.1 成本计算7.1.1 原料消耗表5.1 原料消耗及成本图原材料单价元/t来源消耗量t/年总额 万元/年PVC(SG-5型)硬脂酸钙钙锌复合稳定剂硬脂酸 活性轻质碳酸钙钛白粉石蜡830075002
