2500噸新型干法水泥生產線40余熱發電技術41建設項目可行性研究報告(更新版)

　　

【正文】 汽式汽輪機，設計能力 3Mw。 系統主機為兩臺余熱鍋爐 (窯頭 AQC 鍋爐和窯尾 SP 鍋爐 )和一套補汽凝汽式汽輪發電機組，裝機容量為 3MW，設計發電能力為 2800kw／ h。然后依次經過各自鍋爐的蒸發器、過熱器產生、 310℃左右的過熱蒸汽，匯合后進入汽輪機做功。 b)窯尾采用余熱鍋爐 (或窯尾預熱器 )：簡稱為 SP 爐，國內都為立式。由于我國的行業分割、沒有得到相關電力行業的充分支持，最終我國的純低溫余熱發電系統沒有很快地得到應用并發展起來。我國臺灣地區的水泥生產企業配置余熱發電系統的比例也是很高的。 國家關于余熱利用的產業政策 早在 1996年國務院就制定并出臺了一系列開展資源綜合利用的政策，倡導要堅持資源開發與節約并舉，并把節約放在首位，一切生產、建設、流通、消費等各個領域，都必須節約和合理利用現有的各種資源，千方百計減少資源的占用和消耗。所以實施低溫余熱 發電項目除帶來經濟效益外還可帶來明顯的環境效益，是循環經濟和節約型社會的需要。水泥廠排出的 廢氣有大量的余熱資源，如何有效的利用這部分熱源，許多科技工作者進行了長期的研究，提出了余熱發電的設想。 本地區地震烈度為Ⅵ度，按抗震要求設防。工廠外圍運輸較為便利。 煤灰的 化學成分 表表 404 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl Total 燃料 本項目采用 的煙煤，年需量約 10 萬 噸，完全可滿足要求。 粘土 本項目使用的粘土采用 粘土礦，距廠址約 500米，經實際測量，儲量 200 萬噸以上，儲量豐富，完全可滿足生產需要。 陜西省由于資源分布的不均勻，水泥工業主要集中在關中地區， 水泥企業較少且分散。 陜西省水泥市場 陜西省是中國大西北的門戶 ，是連接中國東、中部地區和西南、西北的交通樞紐，具有重要的戰略地位。十一五期間鐵路完成投資 ，此外，高速鐵路、城市和城際軌道交通的建設進程在加速，水泥需求依然旺盛。 2020年水泥新增熟料產能直接轉變為水泥產能，沒有落后產能的淘汰，行業的供需壓力自然很大。實際上，本輪產能擴張是由華東地區主導的，起因于價 格暴漲導致水泥企業無節制的擴張沖動。而根據發改委統計的數據，排列前十位的大水泥企業集團產量已占全國水泥產量比重的23%，大型水泥企 業對區域市場的控制力明顯提升。雖然經濟減速、固定資產投資增速可能放緩對行業產生負面影響，但水泥行業再次陷入大面積虧損的可能性非常小。國家鼓勵建設日產 4000 噸以上規模的新型干法水泥生產線，西部地區建設規模也應達到日產 2020 噸及以上，除一些受市場容量和運輸條件限制的特 殊地區外，原則上不再建設日產 2020 噸以下規模的水泥項目。 水泥工業發展的基本原則：一是堅持資源保護和綜 合 利用，走循環經濟道路。 傳統的水泥工業是一個高能耗、高污染的資源性工業，為了實現水泥工業產業結構調整，實現水泥工業由“ 粗放型”向“集約型”的轉變，必須在水泥工業的發展中加大采用新技術、 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 14 新裝備的力度，重點對產品質量低劣、環境污染嚴重、 能 源浪費嚴重的立窯、小型回轉窯水泥生產企業實行堅決的關停，以大 中 型現代 新型干法回轉窯生產工藝 水泥工業替代周邊地區小水泥生產企業。 2020年水泥產量達到 t，比上年增長 ％。從1999 年起，按照國家產業政策，陜西省逐步取締、關閉了 一批小水泥廠，但目前仍有多家企業沒有按照關閉時間進行關閉。尤其近年來受到水泥市場需求高速增長的拉動，五年平均增速 12％，新 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 11 型干 法水泥技術取得突破性進展，新型干法水泥生產能力占全國水泥比重由 2020年的不足 12%提高到 40%。 b)本項目 經濟效益和社 會 效益 都 較好，希望當地政府及有關部門給 予 更多的政策性支持，使該項目盡快建設，及早發揮經濟效益和社會效益。 項目達產后，年實現收入 25890 萬元，利稅總額 5022 萬元，財務內部收益率 %，投資回收期 (含建設期 ) 年，項目具有良好的經濟效益。 建設方案、建設地點 a) 建設方案：由 公司投資進行該項目的建設，并組織礦石開采、 水泥 生產及產品銷售。 a) 充分結合 公司 2500t/d 熟 料新型干法水泥生產線工程的設計基礎條 件，優化技術方案，確保工程設計的 可靠性、經濟合理性 ； b) 設備選型以國內成熟可靠 的先進設備為主，少量引進的關鍵設備采取分交和來圖加工的方式引進； c) 在國內眾多 2500t/d工程超產 20%以上的經驗基礎上，進一步優化設計，通過 利用本工程的有利條件， 節省建設投資，提高項目的經濟效益 ； d) 強化節能設計，為業主實現最大的經濟效益提供保障 ； e)采用可靠、先進、適用的自動化控制技術，提高勞動生產率，降低人工費用在總成本中的比例，提高經濟效益，提高公司的生產控制水平和 管理水平 ； 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 5 f) 本工程建設中將執 行國家頒布的有關環境保護和職業安全衛生政策； g) 重視建筑和環保設計，把本工程建成一條 生產 文明、環境優 美的現代化水泥生產線 。 可行性報告編制依據及研究范圍 可行 性 報告編制依據 a) 公司的《 2500t/d 熟料 新型干法水泥生產線可行性研究報告設計 委托書 》； b)項目建設單位提供的有關基礎資料及相關技術資料； c) 市委、市政府《關于 突破發展的決定》； 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 3 d) 縣委、縣政府 《關于實施工業強縣戰略的決定》； e)依據國家產業政策以及擬建地區的工業建設政策、法令、法規和指導性文件 : 《中華人民共和國礦產資源法》； 《中華人民共和國礦產資源法實施細則》； 《陜西 省礦產資源管理條例》； 《陜西省礦產資源補償費征收管理實施辦法》。 e)貫徹環境保護、安全和工業衛生工程同主體工程同時 設計 、 同時 建設的 方針 。項目可研單位自 年 5月組織相關專業技術人員對擬建廠址的地質、水文、氣象以及電力、水源、原 輔 材料的供應條件進行了全面的了解，落實了設計工作條件。 即可滿足項目建設要求，項目區 距礦山 10 公里 ， 水源充足 ， 交通方便 ，項目選址遠離居民區。 c) 該項目實施基礎條件成熟。 獨特的地理位置 使 縣成為 門戶 ， 經濟發展具有更多的邊貿特點 ， 特別是水泥工業 ， 近年來特別是 2020 年以來 ， 省關停立窯水泥廠的力度進一步加大 ， 一刀切對機立窯實行關閉 。 我國水泥工業雖然發展很快，但仍然存在總量過剩，產品結構不合理的矛盾。 本項目的實施，可以 提高 水泥工業的技術水平，對于陜西省水泥工業發展目標的實現，具有積極的意義。 從 市看，作為水泥建材行業目前仍處于發育成長階段，且發展極不平衡，與周邊發達地區相比，無論是生產規模，還是市場占有，均相對滯后。本項目實施后全廠各粉塵排放點的粉塵排放濃度降至國家排放標準以下， NOx、 S02等 有害物排放量均大大低于國家排放標準，節能降耗、減少污染的優勢十分顯著。二是堅持技術進步和保護環 境，樹立科學發展觀。從我國區域經濟發展不平衡、水泥消費水平相差較大的實際情況出發，西部地區新型干法水泥發展薄弱，應重點支持，要以減少運輸壓力和滿足本地區需求為原則，發展建設日產 2020噸以上的新型干法水泥 ，加快淘汰落后，促進西部地區水泥工業結構升級。 2020年新型干法水泥生產線建設加速，行業集中度開始迅速提升。 2020年，華東、華南區域的大型水泥企業都出現了結盟戰略合作伙伴的情形 (浙江省水泥企業的限產保價、海螺水泥與臺灣水泥在廣東 市場的價格同盟、中國建材與浙江、湖南企業的戰略合作等 )，對于區域市場水泥價格穩定起到了重要作用。對比上一輪產能擴張， 2020年新增水泥產能投放速度放緩。無疑，落后產能淘汰的進展將影響到水泥的供給量。 圖 1： 20202020 年中國水泥累計產量及增速 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 21 陜西水泥 工業發展規劃 根據陜西省發改委 、環保局 2020 年聯合頒布的《關于加快水泥工業發展和結構調整的意見》，我省水泥工業規劃布局是：在煤炭、石灰石資源豐富的地區建設大中型新型 干法水泥生產線，鼓勵和支持在大、中城市附近，結合利用廢渣建設 水泥粉磨 站 ，支持綜合利用當地工業廢棄物發展環保水泥項目。 近年來，隨著國家建設重點向中西部轉移，陜西水泥工業又有了新的發展。對于小立窯企業比較集中的商洛地區，積極引導支持企業通過改制、改組、改造，聯合投資參股，用先進技術建設熟料基地，利用原廠房改建為粉磨站，改善現有企業的生產模式，提高產品質量。 鐵粉的化學成分（ %） 見表 402 。廠址區域水文地質簡單，地表徑流較發達，地下水水量充足，水質符合國家工業用水標準。 變電站完全具有向該項目供電的能力。 第五章 純低溫余熱發電 余熱發電項目建設的意義 能源是經濟發展的重要物質基礎，隨著我國經濟的快速發展，資源相對不足的矛盾將日益突出，尋找新的資源或可再生資源，以及合理的綜合利用現有的寶貴資源將成為我國今后相當長時間內的重點工作。由于多種原因，兩者均未能得到廣泛推廣使用。 純低溫余熱 發電的應用，即可以逐步滿足水泥企業自身用電需要、減少外供電量、節約成本、提高新型干法水泥的競爭力，又可以減少對環境 的熱污染并間接達到節煤的目的 。利 用低溫廢氣余熱進行發電，是國家制定的《“十一五”節能中長期專項規劃》的重要組成部分，符合國家循環經濟和建設節約型社會的發展戰略。對于余熱發電技術，無論是循環系統、循環工質 ， 還是各種專用設備 (余熱鍋爐、補燃鍋爐、汽輪機、鍋爐給水除氧設備等 )仍然有進一步發展 、 提高的余地，同時也存在著余熱發電技術如何與水泥熟料煅燒技術進一步結合以開發出帶有純低溫余熱發電的更加節能的新型干法水泥生產系統的問題。從能源利用率的角度來講，水泥生產過程中消耗的能源有效利用率僅為 60％，其余 40％的能量隨廢氣排放到大氣中，余熱發電建成后，可將排放掉的 38％的廢氣余熱進行回收，使工廠的能 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 38 源利用率提高到 95％以上，為工廠的可持續發展創造了有利條件。 e)水處理設備。 b)技術特點 火力發電廠為了提高發電效率，節省燃料，不斷向高溫、高壓方向發展，目前已在研究試驗超臨界參數的發電技術。為減輕廢氣對 AQC 鍋爐的磨損，在鍋爐前設置了沉降室。 SP、 AQC 兩臺余熱鍋爐是水泥窯純低溫余熱發電系統中最 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 42 重 要的設備，鍋爐是否能穩定正常運行直接影響到項目的最終效果。為減少漏風， AQC 鍋爐沒有設計出灰裝置，在 風管底部粉塵形成一定自然堆積后，粉塵隨廢氣一起進入電收塵。礦體位于大青溝近溝腦處溝谷兩岸的陡坡地 帶。 這 些斷裂多期活動 ， 性質復雜 ， 褶皺束之間多以區域性斷裂分割 ， 并破壞了褶皺構造和構造層的連續性和完整性 。 倒轉背斜 、 南翼向倒轉 ， 傾 角 60176。 大斷裂 ， 斷層星北 西西向 ， 傾向北傾角 30176。 c)地層與巖石 礦區出露主要地層為上元古界中段 (Pt3qmb3)， 據其巖性組合 ， 可分為四個巖性段 。 礦區為一單斜構造 ， 因受礦區南北兩條較大斷裂帶的限制 ， 區內地層呈較陡的單斜層 ， 未見褶皺現象 ， 僅局部地段地層稍有偏轉 。 礦石的主要成分為碳酸鈣 ， 晶形粒狀 ， 粒徑 公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產線項目可行性研究報告 47 ， 含量在 7090%之間 ， 一般 85%； 另見含 15%的石英 ， %的褐鐵礦 ； 同時也含有云母 、 綠簾石 、 重晶石等 。 區內構造簡單 ， 地層巖性相對單一 。巖石中的風化裂隙水主要由大氣降水補給，其次為殘坡積層孔隙水補給 。 礦山規模 本項目熟料規模為 2500t/d 生產線，根據原料配料設計要求，年需天然石灰石 1091124 噸。該鉆機性能較好、效率較高、可靠率