建设工业硅冶炼生产线及相关辅助生产设施可行性研究报告

'1总论1.1概述1.1.1项目概况项目名称:XX硅业有限公司1万t/a工业硅工程。内容:建设工业硅冶炼生产线及相关辅助生产设施。拟建规模：工程项目年产1万吨工业硅。建设地点：X区正阳镇群力居委。1.1.2承办单位概况单位名称：X市X硅业有限公司单位地址：X市X区正阳工业园区XX硅业有限公司逐步在渝东南地区培育和发展硅产业，谋略做大做强硅业、深化硅产业链。公司坚持“立足基地，做大做强硅业；面向全国，深化硅产业链”的发展战略，秉承“精诚合作,共谋发展”的创业精神，开拓创新，打造全国知名的硅材料基地。公司1万t/a工业硅冶炼项目建成投产后，将采用无木炭法生产工业硅的新工艺和新技术，既可降低生产成本，同时可保证产品质量，实现公司经济利益和社会效益同步协调发展。1.1.3建设地点概况X市X区位于X市的东南边缘，地处武陵山腹地，东临湖北省的咸丰县，西界彭水县，南连酉阳县，北接湖北利川市，是渝、鄂、湘、黔四省市的结合部，素有“渝鄂咽喉”之称，是X60 市主要的少数民族聚居地之一，地理座标在东经108度28分至108度56分，北纬29度4分至29度52分之间。东西宽45分明，南北长90公里。全区幅员面积为2398.7平方公里。项目选址距离X主城区约12公里，距离冯家镇约5公里，距离319国道二级路（黔酉公路）约1公里，距离正阳火车站约4公里，原辅料及产品可直接通过319国道转运火车站（渝怀铁路），交通十分便利。1.2项目简介年产1万吨工业硅（以化学级为主），设计方案为6300kVA和12500kVA工业硅矿热炉各一台，12个月内2台电炉点火投产。1.3工程建设的必要性和可能性1、丰富的矿产资源和良好的投资环境。X区境内及周边区域（彭水、秀山）硅石储量丰富，品位较好，当地政府给予诸多优惠政策支持当地企业和境外客商投资建设工业硅及硅系列产品深加工项目。投资建设X工业硅项目，对开发和利用当地丰富的矿产资源，发展地方民族经济，拓展并深化多元产业结构均具有重要意义。2、优越的区位和便利的交通条件。X是渝、鄂、湘、黔四省（市）武陵山区边贸重镇及交通枢纽，是X乃至西南地区进入东南沿海地区重要陆上通道，具有承东启西的重要战略地位。国道319线高等级公路纵贯全境，正在建设的X至长沙高速公路和规划中的国家重点干线包头至茂林高速公路从城区通过，X正在成为公路交通枢纽；X至怀化国家一级电气化铁路已正式投入运行，2008年将投入使用的X60 舟白机场正在加紧建设，建成后将成为沟通东西部的重要支线机场。未来几年，X将建成包括铁路、机场和公路三位一体，西靠X主城区，东联恩施达上海，西接怀化至广州的大通道，成为X向东南沿海全方位开放的前沿。项目选址距离X主城区约12公里，紧临渝怀铁路和319线国道二级路，正在开工建设的渝长高速经过X城区，交通十分便利。3、随着我国经济的迅速发展和世界经济的复苏，国内外市场对工业硅的需求量日益增加，目前年总消耗已达200万t以上，而工业硅生产受高能耗、劳务价格等诸多因素的影响，工业硅产地正在逐渐发生变化，国外由发达国家转向发展中国家，国内由东南沿海、东北地区向西部地区转移。X及周边区域水电、硅矿、劳力资源均占有优势。该项目属劳动密集型产业，而X区劳动力资源充裕，人工成本低廉，是在X区境内发展电矿产业的重大举措，符合国家及地方产业政策，并得到当地政府和人民的鼎力支持，将充分发挥本地区的优势条件，促进少数民族地区经济、技术发展。4、在全国电力供应持续偏紧、电价普遍上涨的情况下，电力保障和电价成为影响工业硅价格及成本的最为敏感因素。而乌江实业集团电力负荷主要集中在高耗能产业（X市政府[2003]40号文特许乌电集团向高能耗企业直拱电力），具有独特的电力供应优势，能够保障对该项目长期稳定供电。60 5、工业硅市场前景看好。工业硅被广泛应用于冶金、化工、电子等行业。尤其是化学级工业硅，是现代高科技多晶硅、单晶硅和硅片的基础原料，广泛应用于信息、航空、机械、电子、化工等领域；据英国权威机构CRG预测，世界化学硅的需求将以每年7.9%的速度增长，2008年全球对化学级工业硅的消费需求量将达到200万吨以上，而最大供给量约为170万吨，消费缺口近30万吨。发达国家把钢铁、铝和半导体硅统称为三大基础金属材料，随着中国经济的崛起和欧、美、日经济的复苏，世界对钢铁、铝材的需求出现较大幅度增长。电子信息技术正成为经济增长的强大动力，化学工业，汽车及铝合金工业和电子信息工业的快速发展带动硅行情上涨，这种持续上涨行情预计还会保持5-8年。据资料统计：2001-2006年，世界对工业硅平均需求总量为每年240万吨，平均供给总量为250万吨，总量供需状况基本平衡，但消费结构发生较大变化，出现产品结构型过剩与稀缺；据专家预测，今后世界对工业硅的消费量年均递增2-4%，而电子、信息产业对化学级工业硅的消耗需求以及优质铝材用硅增长迅猛，增幅稳定保持在8%以上，化学级工业硅产品以及优质铝材用硅将出现供不应求的局面。中国是世界上最大的工业硅生产出口国，也是需求大国，年产量从2005年以来达到120万吨以上，超过世界总产量的50%；至2007年，国内工业硅总产量将超过160万吨，消费总量将超过80万吨，近一半的产品用于出口。6、市场营销条件成熟。项目业主现在秀山拥有1万吨工业硅产能，现有销售市场非常成熟，该项目建成投产后，可以共享销售平台；同时可通过现有的交易市场拓展国内、国际两个市场。60 7、目前我国工业硅产能分散到近300家企业，绝大多数厂家采用3200-5000kVA的小电炉生产，而这些小电炉是国家政策逐步淘汰对象（出自节约能源和保护资源的目的），所以，投资新建的X工业硅项目具有起点高、节能环保好，符合国家产业政策等优势。1.5厂址及建设条件1.5.1厂址位置经对该工程厂址进行了多方案比较，对拟选厂址的地形地貌、水源及供水、供电、交通等建厂条件进行了实地考察及踏勘，通过对比，确定本工程建于X区冯家镇照耀村。照耀村距离X主城区约12公里，距离冯家镇约5公里，周边为山地丘陵地带，沿溪沟河自北向南流经项目所在地边陲，生产及生活取水十分便利。项目选址处总面积约17亩，扣除不可用于建厂的滩涂、陡峭山地部分，实际可用面积约15亩。拟建厂用地的一部分为荒山，一部分为平地，工业硅冶炼炉可依山而建。1.5.2建设条件1.5.2.1原料供应工业硅生产的主要原料有：硅石、碳质还原剂。由于工业硅产品中Al、Ca、Fe的含量限制严格，特别是Fe的含量，故对各种原料要求很高。硅石：60 硅石大体分为五种：脉石英、石英岩矿、石英砂岩、变质石英岩、石英粉岩。冶炼工业硅一般采用脉石英（晶体性态），特别是化学级工业硅对矿石品位和性态的要求较为严格（二氧化硅含量在99.5%以上，三氧化二铁含量不大于0.06%，三氧化二铝含量不大于0.06%，氧化钙含量不大于0.05%）。从全国冶炼工业硅角度来看；广西矿石运销贵州，陕西矿石运销四川，湖南、福建、内蒙、云南、辽宁等地就近采矿，山西从内蒙、河南采购，东三省从蒙东采购。全国工业硅厂家硅石成本（到厂含税价）在180─220元/吨之间，四川价最高（原因是大部分矿石从陕西、湖北、内蒙购进），少部分厂家就地买矿成本（到厂价）在130─150元/吨之间（如湖北大悟县硅厂、湖北黄冈硅厂、安徽岳西硅厂等）。本项目用硅石主要从陕西及湖北购进。石油焦：是冶炼工业硅的主要还原剂，其主要成分为碳素。冶炼工业硅多采用三号焦，可从油厂或市场上（火车站、码头）就近购入。大庆、包头、安庆、岳阳等地的出厂价格在1800元/吨上下浮动。烟煤（精煤）：采用当地及周边地区烟煤（精煤）和丰富的苞谷芯完全取代木炭，不足部分从陕西、贵州及河南等地购买。碳素电极：主要供应商有河北涞水碳素电极厂等。1.5.2.2供电条件乌江实业集团目前拥有已建成电站7座，总装机容量14.4万千瓦。全年发电量7.3亿千瓦时，拥有在建发电站4座，在建电站总装机容量19.2万千瓦，设计发电量6.46亿千瓦时，纳入规划电站项目装机容量6万千瓦。并分别从110KV，220KV电网与贵州，湖北电网联网运行，目前年供电能力达20亿千瓦时。工业硅矿热炉工程,供电由乌江实业60 集团已建成的巨木岭110kV变电站引来。1.5.2.3供水条件本工程生产用水由沿溪沟河水源通过供水管道提供，水量充沛，能够满足工程生产和消防用水要求，用管道送至厂区内供生产、生活、消防等用水。1.5.2.4交通运输条件项目选址距离X主城区约12公里，距离冯家镇约5公里，距离319国道二级路（黔酉公路）约1公里，距离正阳火车站约4公里，原辅料及产品可直接通过319国道转运火车站（渝怀铁路），交通十分便利。1.5.2.5气象条件及地震烈度X地处渝东南武陵山区，属中亚热带湿润性季风性气候。境内地势较为复杂，海拔高度大多在500—1000米，相对高度差较大。气候温和，四季分明，热量丰富，雨量充沛，季风明显，但幅射、光照不足，灾害气候频繁。气候具有随海拔高度变化的立体规律，是典型的山地气候。主要气象条件及地震烈度：（1）最高气温：38.6BC（2）最低气温：-5.8BC（3）年平均气温：15.4BC（4）年平均降雨量：1201.2mm（5）日最大降雨量：306.9.4mm60 （6）年平均风速：1.1m/s（7）最大风速：24m/s（8）最大积雪厚度：14mm（9）年主导风向：夏季西南风，冬季东北风（10）地震烈度:6度1.6主要设计原则根据国家有关经济建设的方针政策，结合工程的实际情况，确定了下列建设原则：（1）设计符合国家现行的技术政策和产业政策的要求；（2）各专业设计符合国家有关设计规范的要求；（3）采用成熟、可靠、先进的工艺技术；（4）工程设计精打细算，力求在满足工艺要求的前提下，尽量节省投资；（5）环保贯彻“三同时”的原则，各种污染须经治理达标后排放。1.7主要设计内容及建设方案1.7.1设计内容对项目的建设内容进行了详细的分析研究，并结合建设地区的特点和条件，综合论证后，确定项目的建设内容为6300kVA和12500kVA矿热炉及其相关设施，其主要内容如下：（1）主要生产设施：原料的配料、料场、电炉设备、供配电、电炉供排水系统、成品加工系统等；（2）辅助生产设施：化验室、称量、道路、围墙、排水设施。60 1.7.2建设方案本可行性研究对产品方案、工业硅市场、工艺技术、设备选型和总图布置都进行了研究。建设规模为年产工业硅1万t，电炉容量及数量确定为6300kVA和12500kVA各一台矿热炉，产品方案执行GB2881－91规定的技术条件A、B级化学用硅标准。1.7.3主要工艺技术的选择根据国内的生产实践，结合业主的实际，设计选用成熟可靠的矮烟罩半封闭式矿热电炉，可减少烟气处理量，改善工人操作环境，降低烟尘处理投资和运行费用。采用短网技术，并提高电炉功率因素和电炉生产能力。1.8技术经济评价X地区具有丰富的矿产资源，电力充足，电价较低。为充分利用资源优势，建设年产1万t/a工业硅的生产厂，变资源优势为经济优势，是X硅业的必然选择。本工程项目预计总投资1500万元（其中固定资产投资1200万元），财务内部收益率37.4％，全部投资回收期3.3年，经济效益指标较好，可解决250人的就业，并带动当地矿产及运输等相关行业的发展，具有较好的社会效益和环境效益。综上所述，本项目的建设合理可行。主要技术经济指标见下表。60 表1-1主要技术经济指标汇总表序号指标名称单位数量备注1产品和产量　　　　金属硅t/a10500　　微硅粉t/a3000　2主要原辅料消耗　　　　硅石t/a27000　　石油焦t/a9000　　玉米芯t/a1700　　洗精煤t/a7800　　炭素电极t/a900　　耐火材料t/a160　3动力消耗　　　　电kW·h/a138000000　　新水m3237600　4总图运输　　　　厂区占地面积m210000　　绿化系数%18.5　　运输量t/a62250　　其中：运入量t/a48000　　运出量t/a14250　5劳动定员人250　6环保投资比例%20　7主要经济指标　　　　总资金万元1500　　其中：固定资产投资万元1200　　流动资金万元300　　销售收入万元/a10510　60 　总成本万元/a9850　　销售税金及附加万元/a64不含增值税　　利润总额万元/a660　　税后利润万元/a561　　全部投资回收期a3.3税后　投资利润率%37.4　　投资利税率%44　　产能盈亏平衡点%51.47　2市场分析2.1工业硅简介工业硅又称金属硅或结晶硅，被广泛应用于冶金、化工、电子等行业，是现代工业尤其是高科技产业必不可少的原材料。其主要用途有以下几个方面：（1）工业硅在制取铝合金方面的用量，约占总用量的50％以上。铝硅合金的耐热、耐磨性能好，热膨胀系数小，广泛用于汽车制造业、航空工业、电气工业和船舶制造等方面。（2）化工级工业硅是国家鼓励发展的现代高技术多晶硅、单晶硅的主要原料。工业硅经多工序加工处理从多晶硅、单晶硅最后制成硅片，硅片是集成电路、电子元件必不可少的材料。日本把钢铁、铝和半导体硅统称为三大金属材料。在当今世界正进入信息时代，电子信息技术已成为经济增长的强大动力，信息化程度的高低，已成为衡量一个国家现代化水平的标志。（3）工业硅在化学工业中，用于生产有机化合物，如硅油、硅胶60 及建筑物防腐剂等。它具有耐高温、电绝缘、耐腐蚀、防水等独特性能，广泛用于科研以及电气、航空、机械、化工、医药、国防等部门。（4）工业硅在钢铁工业中用于脱氧或作为合金元素。可生产硅钢和工具钢。硅钢是最大的一种软磁材料，在发电机、电动机和变压器等方面大量应用。工具钢中含铬、硅时，能提高钢的淬透性，适用于制造丝锥，拔牙等要求变形小的工具。（5）工业硅还用作某些金属的还原剂，用于制造新型陶瓷合金等。目前工业硅的应用，还在不断地开发新领域，如制造太阳能电池，制造氮化硅和合成光纤等。2.2　生产消费状况2.2.1世界工业硅市场状况（1）世界工业硅供需概况近几年来，世界对工业硅的需求量较为稳定，供需基本持平，但产品结构并不合理。2003年来，全球经济渐趋复苏，特别是中国经济强劲推动，东南亚经济形势看好，美、日、欧经济有所起色，冶金、化工、汽车等传统行业投资增长较快，电子信息工业飞速发展，从而带动世界对工业硅的消费稳定增长，全球消费总量超过200万吨（含低碳硅），行情逐渐走俏。项目2002年2003年2004年2005年2006年2007预计需求量181.5206.5220.96240.3258.72275.46供给量185.9212.6230.86245.9264.79279.81市场余缺4.46.19.95.66.074.3560 （2）世界工业硅供需分布情况2002-2006年，世界对工业硅平均需求量为每年240万吨，平均供给量为250万吨。从需求分布来看：欧洲需求量最大，尤以德、英、法、俄为主；德国、法国、英国为工业硅的进口大国。美国和加拿大既是工业硅的消费大国，也是生产大国；但美国生产工业硅成本较高、限制条件严格，主要依靠进口；加拿大生产的工业硅基本能满足国内需求。日本是工业硅的需求大国和进口大国，每年需从世界各地进口工业硅30万吨以上；中国和韩国对工业硅的需求也较大，韩国主要依靠从中国进口。从供给情况来看：欧洲工业硅生产主要集中在俄、德、法、挪威，其中俄国斯和挪威出口量大，俄罗斯产品主要出口美国，挪威产品主要出口欧盟、日本和美国。中国是世界上最大的工业硅生产国和出口国，产量近十年一直占世界总产量的50%以上。另外，巴西和南非工业硅产量和出口量均较大，特别是巴西产品在美、日市场相当活跃。（3）世界工业硅市场消费结构和未来发展趋势60 世界工业硅消费市场总量供需基本平衡，但消费结构发生较大变化，出现产品结构型过剩与稀缺。20世纪70年代，世界工业硅约75%用于铝合金，80年代中后期下降至57%左右；同期工业硅在化工应用由20%上升至40%；在半导体和太阳能电池方面，工业硅用量有所增加，但所占比重不大；钢铁工业用硅量愈来愈少，并且有逐渐被优质硅所取代的趋势。虽然近年来铝合金用硅所占比例逐渐缓慢下降，但伴随着交通工具轻型化以及铝合金建筑结构的应用，铝合金用硅总量会不断增加。近十年，世界工业硅消费结构大致为：铝合金用冶金级工业硅占工业硅总量的54%，化工行业用化学级工业硅占35%，IT业（电子、信息产业）集成电路、半导体用化学级工业硅占6%，其它5%。据专家预测，今后世界对工业硅的消费量年均递增3-5%，预计2007年消费总量将增至270万吨。未来5-10年内，电子、信息产业对化学级工业硅的需求以及优质铝材用硅增长迅猛，增幅稳定保持在8%以上。2.2.2我国工业硅市场状况（1）我国工业硅行业概况中国是世界上最大的工业硅生产出口国，也是需求大国，其产品以中低档次的冶金用工业硅等级为主（占总产量的90%以上）。中国工业硅生产厂家众多，全国近300家，集中在贵州、四川、云南、广西、湖南——江浙——福建、内蒙、青海、河南、山西等地，产能在1.5万吨/年以上的厂家仅有10家左右。中国工业硅市场初步形成并划分为南方工业硅市场和北方工业硅市场，南方工业硅市场受天气和电力的影响，季节性特别明显，生产销售不稳定；北方工业硅市场主要以火电生产，成本较高，但生产销售较为稳定。我国工业硅产品大部分用于出口，主要出口至日本、韩国、东南亚、俄罗斯等地。（2）国内市场供需情况60 我国是世界上最大的工业硅生产国，近年来发展十分迅猛，2005年实际产量达120万吨，2006年达130万吨以上，占世界总产量的50%以上。我国对工业硅的需求量也特别大，2005年工业硅消费量约65万吨，其中铝合金用硅约40万吨，化工工业用硅约15万吨，半导体和新型材料约10万吨，分别占消费总量的61.5%、23%、15.5%；预计今后几年内我国工业硅消费年均增长率稳定保持在7%以上，到2007年，国内工业硅消费总量将超过80万吨，其中冶金用硅主要由国内供给，少量高质铝材用硅尚需从俄罗斯、欧盟进口。近两年来，化学级工业硅国内需求量大幅增加，化学工业、电子信息产业对工业硅的需求量年增长率达到15%以上；国内生产能力不足，目前还满足不了国内外市场需求，具有非常广阔的市场潜力和前景。（3）出口贸易中国是世界上最大的工业硅出口国。2002年，中国工业硅出口高达51.28万吨，同比增长28%。中国工业硅主要出口地为日本、韩国、印度、东南亚及俄罗斯。2005年来，国际工业硅市场具有强销形势趋向，日本、美国经济有较大变化，汽车和化工产业再现增长势头，西方国家部分汽车进入更新期，拉动对铝合金及工业硅的需求，有利于我国工业硅出口。在国内外化工，铝合金、电子信息产业强势增长的拉动下，工业硅市场供需两旺，投资速度与规模空前高涨。①对亚洲市场：中国工业硅最大的出口市场是日本，2003年向日本出口各类工业硅15.4万吨，占日本进口工业硅总量的75%左右。向日本出口化学级工业硅逐年增多，2004-2006年日本进口化学级工业硅分别约为12.4万吨、14万吨、16万吨，同期中国向日本出口化学级工业硅约为6.2万吨、7万吨、8万吨，所占比重从30%上升到45%——60 在日本化学级工业硅市场，中国货逐渐取代其他国货（特别是巴西和挪威）成为必然。日本汽车工业发达，中国向日本出口冶金级工业硅无论从质量和价格上均比俄罗斯产品更具竞争力（俄罗斯同类产品含铁量较高）。韩国每年的工业硅耗量约为15万吨，50%依靠从中国进口。②对欧洲市场：欧洲是世界上最大的区域性市场，年需求量约75万吨，每年需从其他地区和国家进口工业硅20-30万吨左右，主要来至俄罗斯、巴西等国。中国厂商曾经向西欧大量出口工业硅，在90年代初遭到反倾销后，至今仍难以进入欧洲市场。中国正式加入WTO后，将为中国厂商出口工业硅创造更多机会。近两年来，中国工业硅出口欧盟的数量有较大增长，特别是出口英国DOW-Corning化学级工业硅的数量增长迅速。未来几年内，我国将按照国际贸易规则，公平、有效、有序地参与欧洲市场的竞争。③对美国市场：美国是世界上最大的工业硅消费国之一，年需求量保持在60万吨以上。过去三年来，中国出口北美（不含美国）的工业硅一直保持在较高数量；美国工业硅进口主要来自俄罗斯、巴西、挪威、加拿大、南非、澳大利亚等。2001-2002年，美国化工工业对工业硅的消费总量的5%-8%来自俄罗斯最大工业硅生产商ZAO-Kremny公司，俄罗斯产品占美国炼铝合金用工业硅总量的比重近30%；2003年上半年，由于反倾销缘故，美国基本没有向俄罗斯进口工业硅。挪威近年来受恶劣天气的影响，水电供应极度短缺，Elkem公司和Fesil公司不得不削减产量；巴西工业硅生产厂商随着2002年下半年电力配给制改革以来，纷纷恢复和扩大生产，填补了美国市场需求缺口，中国加入WTO后，逐步调整贸易规则，中美之间对工业硅进出口贸易的谈判取得重大进展，未来几年中国工业硅产品出口美国市场前景广阔。中国工业硅出口分布图60 2.3价格行情及趋势虽然每年工业硅价格有涨有跌，但总的趋势呈上升态势，多年移动平均价格平稳波动，不同等级的工业硅价格相差较大。2007年5月以来，标准级铝合金用硅（5.5.3）价格维持在10000-11000元；优质铝材用工业硅（4.4.1）价格维持在11000-12000元。2003年以来，随着中国经济的崛起和美、日经济的复苏，世界对钢材、铝材的需求量较大幅度增长，电子信息技术正成为经济增长的强大动力，化学工业、汽车及铝合金工业和电子信息工业的快速发展带动硅行情上涨，这种持续上涨行情预计还会保持10-15年。2.4　市场预测对未来工业硅市场预测的关键，在于找到其增长点的动力，在信息时代，随着计算机革命的到来、个人电脑的普及以及近几年来铝硅合金在汽车制造业方面的大量运用，使硅的需求量不断增长。预计全世界工业硅在化学、电子市场的年均增长率为8%以上，从而使该市场工业硅用量将从2005年的100万t到2007年的近150万t，冶金用工业硅量到2007年将达到120万t左右（含低碳硅）。60 另外，随着我国汽车、摩托车及家电行业的迅速发展，国内市场对铝硅合金及工业硅派生产品需求迅速增长，为我国化工级工业硅提供了国内市场。2.5本项目的市场前景由于国内现有工业硅生产企业多数技术装备落后，按产业结构调整方向和产业政策，5000kVA及以下电炉到2007年底将全部关停及淘汰，工业硅生产能力会有一定减少。其次，由于受地区供电、矿产资源条件限制，工业硅生产行业处于产业重新分布调整时期。电价高的地区，如河南、河北、陕西、东北地区、沿海地区等，很多厂家已停产或压产，一些企业纷纷向电价低的地区转移，造成工业硅产量下降。因此，目前正是工业硅企业选择优势地区进入市场的有利时机。在研究及设计本项目过程中，充分结合当地矿产资源、劳动力资源、电力供应、交通运输条件等地方优势。工程建成投产后，X硅业将在生产经营中采用科学的管理模式和先进的生产技术，产品质量有保证，综合成本低，在国内外市场竞争中具有较强的竞争力。3冶炼工艺3.1设计方案矿热炉电炉车间内设6300kVA和12500kVA矿热炉各一座，主要承担化学硅冶炼、浇注和精整工作。3.2产品方案设计主要产品为化学硅，产品的化学成分和牌号按GB2881-91标准，化学成分见表3-1。表3-1　　工业硅化学成分60 名称牌号化学成分/%Si≥杂质≤应用范围FeAlCaA级硅Si-A99.30.40.20.1化学用硅B级硅Si-B99.00.50.30.2一级硅Si-198.50.6-0.3冶金用硅二级硅Si-298.00.7-0.5三级硅Si-397.01.0-1.0·物理状态化学硅一般粒度6～200mm，但粒度小于6mm,大于200mm的化学硅数量不超过该批总量的10%。需方如有特殊要求，经供需双方协商，可供其它规格的粒度。·外观质量产品的表面和断面应清洁，不允许有夹渣、泥土、粉状硅粘结及其它非冶炼过程所带异物。3.3生产规模6300kVA和12500kVA矿热炉,日产化学硅约35t/d,车间连续生产,矿热炉年工作日300d，设计规模为年产化学硅合金1万t。3.4主要原辅材料用量和技术条件生产化学硅的原料主要有硅石、炭质还原剂。由于对化学硅中铝、钙、铁含量限制很严，所以要求原料以精料入炉。3.4.1硅石生产化学硅所需的硅石，年需合格料27000t（干基）60 ，其技术条件应满足ZBD53001-90标准中第二类硅石GS-99牌号的理化指标要求，见表3-2。表3-2硅石理化指标表牌号化学成分%SiO2Al2O3Fe2O3CaOP2O5GS-99≥99.0＜0.15＜0.10＜0.15＜0.02硅石中不得混入废石，配料前应用水冲洗，冲掉各种杂质和粘着物。硅石的热稳定性能要好，即急剧升温至900℃时不得大爆裂或粉化。3.4.2碳质还原剂选择碳质还原剂的原则是：固定碳高、灰分低、化学活性好。通常是采用低灰分的石油焦或沥青焦及部分低灰分烟煤。对几种碳质还原剂的要求见表3-3。此外，碳质还原剂含水量要低且稳定，不能含有其它杂质。3.4.3电极碳素电极年需要量900t。表3-3碳质还原剂成分粒度要求名称年需要量t/a挥发分%灰分%固定碳%包谷芯、木屑1700＜3石油焦900012～16＜0.582～86烟煤7800＜30＜3＞653.5生产工艺60 3.5.1生产工艺简述化学硅以硅石为主要原料，石油焦、烟煤作还原剂，采用常规电热法进行熔炼生产。即在矿热炉内以电能为热源，石油焦、烟煤等作还原剂来生产化学硅。经破碎、干燥处理的合格原料硅石、石油焦、烟煤等送至电炉车间+5.0m平台，根据冶炼需要人工加入炉内。冶炼为连续生产，分批加料，间断出硅。在冶炼过程中，为增加炉料的电阻，改善炉料的透气性，加快化料速度，需根据料面粘结情况进行捣炉操作，为减轻工人劳动强度，采用捣炉机在三个操作大面进行捣炉。冶炼过程中，电极不断被消耗，需定期接长电极为补充不断消耗的碳素电极，碳素电极由悬挂起重机从±0.00m提升至＋13.5m平台进行电极接长。矿热炉设两个出硅口，交替使用，硅液直接流入硅包车上硅包内，经吹氧精炼后，牵引至浇注跨，借10/3.2t起重机浇铸成锭，经脱模精整破碎成合格块度，合格化学硅经称量后送至成品库。60 3.5.2工艺流程工艺流程图见图3-1。净化烟气碳素电极硅石包谷芯木屑石油焦烟煤破碎筛分合格料破碎合格料合格料合格料水洗配料12500kVA矿热炉出硅浇注冷却脱模回收利用布袋除尘器冷却器分级称量精整包装成品库烟尘吹氧精炼烟尘烟囱60 为满足化学硅生产要求，还设有原料系统，车间变电所，循环水泵房，除尘系统，机修检化验等公用辅助设施，详见有关章节说明。3.6主要设备选择（1）矿热炉炉型进行工艺设计时,考虑了两种目前国内较先进炉型,并进行比较,见表3-5。表3-5炉型方案比较炉型半封闭矿热炉封闭矿热炉结构特点烟罩为矮烟罩，设炉门，半封闭式烟罩与炉体全封闭，不设炉门优点可采用除尘措施，消除污染，自动化程度较好，维修容易，操作易掌握，投资较省，经济指标较好炉气易回收，节省能源，自动化程度高，操作条件好，经济指标好缺点不易回收煤气，烟气净化处理量较大，能耗较高炉子结构复杂，投资大，对原料要求严格，运行和维护费用高从方案比较看，半封闭矿热炉在国内运行已是成熟，可靠的生产工艺设备，且投资省，更适应本工程实际情况，因此，本设计选用半封闭矮烟罩固定式炉型。12500kVA矿热炉主要技术参数见表3-6。表3-6矿热炉主要技术参数序号参数名称单位数量备注1矿热炉炉型半封闭矮烟罩2矿热炉变压器额定容量kVA125003变压器一次侧电压kV354变压器二次侧电压V115-15060 5功率因素cosφ0.856电极直径mm1000碳素电极7电极升降速度m/min0.58电极工作行程mm12003.8工艺特点及装备水平冶炼工艺采用成熟、可靠的工艺技术，在矿热炉参数设计中考虑了转产其它类铁合金产品的可能。炉体设备设计采纳和吸收国内许多成熟可靠的先进技术和装备。如矮烟罩改善工人操作环境，为烟气净化除尘和今后余热利用创造较好条件。软母线采用水冷电缆。采用液压传动，可使电极压放实现手动和自动操作。3.9车间主要技术经济指标车间主要技术经济指标见表3-7。表3-7车间主要技术经济指标表序号指标名称单位数量备注1矿热炉座数座22矿热炉变压器额定容量kVA12500（6300）3产品品种化学硅4产品合格率%99.55矿热炉年工作日d3006功率因数cosΦ0.857主要元素回收率%≥858入炉硅石品位SiO2≥99%9车间年产量t/a1050060 10主要原辅料消耗10.1硅石kg/t270010.2煤等kg/t90010.3石油焦kg/t90010.4碳素电极kg/t9011动力消耗kwh/t30011.1冶炼电耗kwh/t1350011.2水m3/t154原料系统4.1概述X硅业新建1万t/a工业硅工程，由6300kVA和12500kVA各一台工业硅电炉组成，其原料系统由原料露天堆场、干煤棚、原料干燥棚和成品仓库等四部分组成。其中原料露天堆场的主要功能不仅包括对所有原、燃料（硅石、玉米芯、石油焦和精煤）的贮存及倒运，还具有对硅石的水洗功能。干煤棚主要对短期入炉的洗精煤进行堆存和干燥。而原料干燥棚的主要功能除了对入炉硅石和石油焦的堆存和所有入炉原、燃料的干燥、配料及上料外，还具有对石油焦和洗精煤的除铁处理。本设计原料场系统占地可保证6300kVA和12500kVA各一台工业硅电炉约30天生产需求，满足工艺要求。根据工艺需要，结合地形特点，本设计考虑了成品仓库。4.2主要原、燃料来源工业硅生产的主要原燃料为硅石、石油焦、洗精煤、玉米芯。其主要来源和化学成份如下。(1)硅石60 主要从陕西汉中、西乡；湖北的秭归、黄冈；广西的柳州等地购进，通过渝怀铁路运至X火车站，再由汽车转运至厂内，年消耗量27000t（干基），入炉粒度30-80mm。其主要化学成份见表4-1。可长期满足生产需要。其理化指标完全满足工业硅生产需要。表4-1硅石主要化学成份表成份（%）品名SiO2CaOAl2O3Fe2O3P2O5硅石≥99.0≤0.15≤0.15≤0.10≤0.02(2)石油焦石油焦：是冶炼工业硅的主要还原剂，主要从大庆、安庆、岳阳和茂名、江苏等地购买，通过渝怀铁路运至X火车站，再由汽车转运至厂内，年用量9000t(干基)，入炉粒度为0-13mm。主要采用3#焦，其技术指标见表4-2。表4-2石油焦主要化学成份表成份（%）品名固定炭灰份挥发份水份石油焦≥82～86＜0.512～16≤3(3)洗精煤主要从湖南牛马司等地购进，汽车或火车来料，年用量7800t（干基），入炉粒度为0～13mm。其主要技术指标见表4-3。表4-3洗精煤主要技术指标表60 成份（%）品名固定碳灰份挥发份水分洗精煤≥65＜3　　＜30　　≤6⑷包谷芯、木屑玉米芯、木屑等均来自本地及周边地区，年用量1700t（干基）。碳素电极：主要供应商为国内各碳素厂等。汽车来料，年消耗量900t。4.3原、燃料及辅助材料4.3.1原、燃料消耗量原、燃料消耗量见表4-4。表4-4原、燃料消耗量表序号名称年消耗量（干基t）年受量（湿基t）备注1硅石2700029120原料露天堆场堆存、水洗，原料干燥棚贮存、配料及上料2石油焦900010080原料露天堆场贮存、倒运，原料干燥棚贮存、除铁、配料及上料3玉米芯木屑170019000原料露天堆场贮存、原料干燥棚贮存、配料及上料4洗精煤7800870060 原料露天堆场堆存、倒运，干煤棚贮存、原料干燥棚除铁、配料及上料4.4原料系统工艺本原料系统是为新建6300kVA和12500kVA各一台工业硅电炉（年产1万t/a化学级工业硅）生产提供合格的原、燃料。根据X硅业公司提供的厂址地形特点及现行条件，经多方案比较后，决定原料系统由原料露天堆场、干煤棚、原料干燥棚和成品仓库等四部分组成。其中原料露天堆场的主要功能不仅包括对所有原、燃料（硅石、玉米芯、木屑、石油焦和精煤）的堆存及倒运，同时还具有对硅石的水洗功能。干煤棚主要对短期入炉的洗精煤进行堆存和干燥。原料干燥棚的主要功能除了对入炉硅石、石油焦和洗精煤的堆存和所有入炉原、燃料的干燥、配料及上料外，还具有对石油焦和洗精煤的除铁处理。满足工艺要求。原燃料的处理和上料采用机械和人工相结合的方式进行并采用人工配料。外购硅石汽车来料后，汽车自卸至原料露天堆场堆存，利用场地自然高差造堆。大于80mm的硅石由移动式胶带机或手推车直接给入破碎机或进行人工破碎。为保证精料入炉经整理后的硅石由人工进行水洗以去除表面泥土，提高入炉硅石的质量。经整理后合格硅石由手推小车或铲车送入原料干燥棚内造堆并倒运。外购石油焦和烟煤由人工或汽车自卸至原料露天堆场，利用场地自然高差造堆并倒运。由于石油焦、洗精煤均为合格粒度（0～13mm）来料，因此本设计不考虑石油焦和洗精煤的整粒。60 为减轻洗精煤的水分，提高原燃料的品位，短期入炉的洗精煤需进入干煤棚进行堆存和干燥，需要时由手推小车或铲车送入原料干燥棚进行除铁和配料。经整粒后的合格硅石，由手推小车或铲车分品种送入原料干燥棚贮存，为保证原燃料的质量，原料干燥棚要求按品种设置隔墙并要求防雨。由于工业硅产品中Al、Ca、Fe的含量限制严格，特别是Fe的含量对产品的危害，故需对入炉石油焦和洗精煤采用电磁除铁器进行除铁处理，以满足工艺的要求。需要时，各种原、燃料按工艺要求的一定重量比进行人工配料。经配料后的料由手推车送入主厂房平台备用。原料系统除原料露天堆场采用二班工作制外，其余均为三班，每班8小时。4.5仓库设施根据工业硅生产工艺及产品要求，由于地形的限制，本设计设置了成品库房一座，成品库主要堆存袋装工业硅产品，库内设Q=3t吊车一台。成品库采用二班工作制，每天二班，每班8h。设置微硅粉库房一座，主要堆存袋装微硅粉。5通风除尘5.1除尘5.1.1概述60 矿热炉冶炼生产过程中散发大量含尘高温烟气污染周围环境。为保护车间作业区和减少大气环境的污染，因此对矿热炉烟尘增设除尘净化系统，使净化后的排放气体的含尘量达到国家《大气污染综合排放标准》（GB16297-1996）、《工业炉窑大气污染物综合排放标准》（GB9078-96）、《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-94）、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）的规定。5.1.2除尘工艺流程根据工艺提供的资料，年产1万t/a工业硅需新建6300KVA和12500KVA工业硅矿热炉各一台，炉型按矮烟罩半封闭式设计，每个电炉设两根烟囱，在烟囱上采用电动蝶阀进行除尘及自然排放的切换。6300KVA矿热炉炉盖排烟罩排出的烟气温度为350℃～400℃左右，排烟量为35000Nm3/h，烟气含尘量3.5g/Nm3。出铁口的抽尘烟气量约22500Nm3/h；12500KVA矿热炉炉盖排烟罩排出的烟气温度为350℃～400℃左右，排烟量为70000Nm3/h，烟气含尘量3.5g/Nm3。出铁口的抽尘烟气量约45000Nm3/h，考虑到这两处抽尘的非同时性，将出铁口烟气除尘并入矿热炉除尘净化系统。为了防止烟气中携带的烟尘颗粒烧坏布袋和提高除尘效率，因此增加一级旋风除尘器。为防止烟气温度超温损坏除尘器布袋，因此在系统除尘器入口处设有混风阀，当烟气温度超过除尘器允许温度时，混风伐自动开启，混入一定量周围冷空气来降低烟气温度，确保进入抽风机和布袋除尘器的烟气温度低于180℃。5.1.3除尘系统本除尘系统是采用旋风和布袋两级除尘，为了减小旋风除尘器的能力，因此选用第二方案，将冷风混风阀安装在小旋风之后，同时大布袋采用TFC-7800型正压反吹风布袋除尘器。经除尘后的洁净气体的排放废气含尘浓度小于80～100mg/m3，可直接排入大气。布袋滤料采用防静电防潮耐温玻纤针刺毡。除尘风机选用Y4-73No22D，Q=261000m3/h，P=4340Pa。60 5.1.4下部输灰设备及加密系统布袋除尘器收下的粉尘通过气力输送进入加密仓，在加密仓内经加密风机震动加密后，在下部采用密封性好，故障率低的自动装袋机进行装袋后由汽车外运销售。除尘粉尘每天约5.5t/台。5.1.5旋风除尘器收下的粉尘可由工厂回收利用处理。5.1.6矿热炉至除尘系统管道采用沿主厂房屋顶架空敷设，高温段管道内部涂耐温隔热材料，外部涂耐热防锈漆。5.2通风主厂房内凡受高温辐射作用的工作地点，为改善工人操作条件，采用局部送风降温措施，设置移动式吹风机。6给水排水6.1概述设计范围包括在X区冯家镇照耀村兴建6300KVA和12500KVA矿热炉各一座及相应生产辅助设施、厂区范围内的生产用水及排水。本工程生产用水由沿溪沟河水源通过管道提供，水量充沛，能够满足工程生产和消防用水要求，用管道送至厂区内供生产、生活、消防等用水。生产、生活给水及排水量如下：全厂总用水量640m3/h,其中冷却净循环水量470m3/h；生产补充新水量30m3/h，其中生产新水用量30m3/h（包括制备软水）；生产辅助设施用量2m3/h；生产排水量17m3/h；生活排水量1m3/h。生产水循环率为95.2%。60 全厂的生产补充新水及生活、消防用水由总厂的新水系统供给，生产、生活排水为分流制，分别排入总厂的排水管网。根据工艺及各相关专业提供的用水技术要求，设计的系统有：⑴电炉净循环供水系统⑵变压器新水供水系统⑶生产、生活、消防供水系统⑷生产排水系统⑸生活排水系统6.2电炉净环供水系统电炉及变压器冷却后的回水，仅水温升高，水质不受污染，回水经管道自流回泵站热吸水井，经泵加压上冷却塔降温后，再回到泵站冷吸水井，经泵加压供用户使用。系统设有循环水泵站、冷却塔及相应的供回水管道。循环水泵站为半地下式，由水泵间、吸水井、软水制备间、配电间、操作室等组成。电炉冷却供水系统设置全自动软水制备装置，用于软化循环水的硬度。为保证循环水系统的长期稳定运行，泵站内设有电子水处理仪及加药装置等，向系统内投加缓蚀、阻垢剂及杀菌灭藻剂,投加药剂的数量及种类，待系统运行后，由厂方委托有关单位进行水质试验后决定。6.3变压器新水供水系统根据工艺要求，矿热炉、变压器冷却水水温要求≤300C,60 循环冷却水温度不能满足其水温要求,故采用新水加少量循环水混合供给,回水送循环水池供循环系统补充用水,新水水质应符合以下要求:PH=7-9,硅酸盐硬度≤6德国度，悬浮物≤50mg/l。生产新水量为30m3/h。变压器冷却后的回水，仅水温升高，水质不受污染，回水与炉体冷却回水一起流回循环泵站热吸水井，经泵加压上冷却塔降温后，再回到泵站冷吸水井，经泵加压供炉体冷却使用。6.4生产、生活、消防给水系统（1）全厂的车间、办公楼、浴室、化验室以及生产新水系统等的所需新水量15m3/h。（2）按《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版）的规定：工业硅生产车间属于丁类厂房，耐火等级为二级，车间消防用水量25L/S,同时使用水枪数量为5支；厂区消防按同一时间一次火灾计算，用水量为20L/S,火灾延续时间为2小时。室外设置地上式消火栓，每个消火栓保护半径不超过120m。生产、生活、消防所需新水量均由厂区新水管道供给。6.5生产排水系统本工程排水采用生产、生活、雨水分流制，生产排水量51（108.4）m3/h，净循环系统中，生产排水大部分为净循环水，生产废水不含有害物质，水质符合国家规定的污水综合排放标准。原料场设置浊循环水系统，设置水泵，用于冲洗矿石（间断使用），矿石冲洗用水外排水量小，经沉淀池沉淀后达标排放。60 （2）生活排水量1m3/h,经管道排至厂外，接入总厂生活排水管道。6.6安全供水措施（1）各泵组均设有备用泵，且工作泵与备用泵自动切换。（2）水系统设有二路独立电源，主要为安全供水保证。（3）为保证设备安全，利用山区自然地形，设高位水池接入全厂安全供水系统。事故时可向电炉炉体提供近30分钟的事故用水。6.7给排水处理设施6300kVA和12500kVA矿热炉系统给排水处理系统有循环水泵站、新水池、循环水池、冷却塔、过滤器、软水制备间、电子水处理仪及加药装置等。7电气7.1估算负荷经计算,XX硅业公司6300kVA和12500kVA矿热炉工程年耗电:115×106kWh(其中冶炼用电为112×106kWh,动力耗电为3×106kWh)7.2供配电系统拟建X硅业6300kVA和12500kV各一台矿热炉工程,采用35KV、10KV两种电源电压供电，由乌电集团已建成的巨木岭110kV变电站引来。7.3矿热炉短网60 矿热炉短网（即连接矿热炉变压器二次测及电极之间的低电压大电流导电体）采用水冷铜管及水冷电缆，并按来去电流方向交错排列在电极上连接成三角形布置。这样的短网对减少铜耗、降低冶炼电耗和提高炉子的功率因数都十分有用。烧穿器不设专用变压器，烧穿母排直接引自电炉变压器的二次侧，烧穿母排采用铜排。7.4继电保护及表计热矿炉变压器采用电流速断,过电流,过负荷,重瓦斯,低电压及电极操作失电保护作用于跳闸;采用轻瓦斯,温度及水冷却器故障保护作用于信号。动力变压器采用电流速断,过电流,重瓦斯保护作用于跳闸。进线柜设延时速断,过电流保护作用于跳闸。矿热炉变压器设三相电流表。功率因素表,有功电能表。动力变压器设三相电流表,有功电能表。各级电压母线分别设电压表。大于40kW的电动机或工艺需要监视电流的电动机设电流表。7.5照明　高大厂房选用金属卤化物节能灯具照明,其于为荧光灯及白炽灯。电控室，电炉变压器室，高压配电室及车间变电所设事故照明，其电源来自分合闸用直流屏。照明网路电压为AC380/220V，正常照明电压为AC220V。检修照明电压为AC36V。7.6防雷、接地本工程的低压接地系统采用TN-C-S系统。60 烟囱设避雷针，高于15m的建构筑物设避雷带,其接地电阻要求不大于10Ω。设保护接地(接零保护)装置。电炉及电气设备外壳，电缆桥架，电缆钢铠均需和保护接地装置可靠连接。保护接地装置接地电阻要求不大于4Ω。7.7电修本工程设电气维修间，负责小型电气设备的日常维护。大型电气设备的修理由公司外协解决。8机修.检化验8.1机修车间8.1.1机修车间任务为减少企业的负担，充分利用社会机修力量，厂区内只设小型的机修车间。机修车间主要为全厂各电炉车间提供机加、检修服务。其主要任务是负责设备小修、日常维护及部分备件加工,以及电极壳的制造任务,并承担铆焊件的加工及修复工作。生产所需的各种大备件的制作、生产消耗件的供应及设备的大修理，如锭模、渣盘、合金箱、铁水包、铜瓦等大型铸铁、铸钢、铸铜件等，均由全厂统筹安排，集中外协。全厂的大修请外专业单位完成。8.1.2机修车间的组成机修车间设机加班，负责加工、维修设备的小型零配件。60 机修车间设检修班，随生产班制巡查，负责各电炉车间设备的日常维护及小检修。8.1.3机修车间的工作制度及主要设备机加班采用二班工作制，或根据生产需要确定生产班制，共计6人。主要设备有：车床、铣床、刨床。检修班随生产班制巡查、维修、维护各电炉车间设备，并负责机修车间的设备维修。采用三班连续工作制，定员14人，或根据生产需要确定工作制和调动人员；全厂可集中检修力量，也可根据生产需要增减修检队伍人员；中、大修时，可根据生产需要外聘人员。主要设备有：空气等离子切割器、电焊机、手电钻、手砂轮、钻床等。除上述主要设备外，另需配置相关的配套辅助设备。8.1.4主要设备选择起重设备：机修车间选用3t电动单梁吊车1台。主要设备见机修车间设备表，即表11.1－1。8.2检化验8.2.1检化验室任务根据生产规模、产品大纲及工艺设计等要求，检验、化验室负责原料、炉渣、成品检化验、环境监测。化验室主要承担以下三个方面的化验分析任务:（1）负责入厂原料、燃料质量的抽查及验收工作，定时向冶炼车间提供入炉原、燃料的化学成份；（2）负责出厂产品化学成分指标的鉴定，签发产品合格证,并以化验数据指导冶炼工艺生产；（3）负责冶炼生产中炉渣及其它项目的分析化验工作；60 （4）对生产环保进行监测。负责冶金部规定的环境监测任务。8.2.2检化验室组成中心化验室由试样收发室、制样室、试样烘干室、荧光分析室、碳硫分析室、化学分析室、天平比色室、数据处理室、环境监测和辅助间等组成。8.2.4设备配备主要设备配备详见设备表（表11.2－1）。除上述主要设备外，化验室还需配置有关配套辅助设备。表8.2－1检化验室主要设备表序号设备名称订货技术条件数量（台）单重（t）设备制造厂备注型号技术规格1鄂式破碎机SP100×100进料粒度<801贵阳探矿机械厂包括备件及标准配置2密封式化验制样圆盘粉碎机MP-250进料粒度<101贵阳探矿机械厂包括备件及标准配置3振动磨样机XZM100称量100kg1中科院长春光学精密机械与物理研究所4标准筛80目、120目、150目、200目各15封闭自动缩分器1贵阳探矿机械厂60 6振动研磨机ZM-21中科院长春光学精密机械与物理研究所7压片机YYJ-60最大压力60t1中科院长春光学精密机械与物理研究所8电热鼓风干燥箱202-2450×555×5519圆电炉110电热板3.6kW211马拂炉RJK-8-13最高温度1300°112红外定碳定硫仪113光电分析天平TG328A称量200g感量0.1mg2上精仪14电子天平称量200g感量0.1mg1上精仪15电子天平称量100g感量0.1mg1上精仪16精密天平200g/1mg1上精仪17工业天平1上精仪60 200g/10mg18直读光度计1上精仪19比色计5811上精仪20X荧光谱仪MAGIXPW24031引进荷兰非力说来公司产品21自动滴定仪GB8162-86122超纯水仪GB3091-82123玻璃钢通风柜1500×750×2000124各种玻璃器皿2套25中央实验台2400×1500×8502带药品架26仪器设备台SYT1507-S127药品柜YPG12D228药品柜YPG09B229器皿柜QMG09-A230单面分析桌2400×750×850131260 单面分析桌上药品架配单面分析桌32各种玻璃器皿2套33玻璃钢通风柜1500×750×2000134大气自动采样器135烟尘测试仪136气相色谱仪137噪声测定仪138油份浓度分析设备139水质分析设备140煤气成份分析仪19总图运输9.1概况9.1.1地理位置及交通该工程位于X市东南部X区冯家镇照耀村高家坝，与湖南省相邻，渝怀铁路从X城区通过，厂区距319国道约1公里，交通运输较方便。9.1.2气象条件X地区属南亚带湿润季风气候，气候温暖湿润，四季分明。(1)年平均气温15.4℃60 (2)极端最高气温38.6℃(3)极端最低气温-5.8℃(4)年平均降雨量201.2mm(5)量年平均降雨量306.9mm(6)最大风速24m/s(7)最大积雪厚度14mm(8)主导风向西南风9.1.3地震烈度本区域地震裂度为6度。9.2厂内、外运输该厂建成投产后，年运输总量为6.25万t,其中：运入量为4.8万t,主要是石油焦、硅石、烟煤等；运出量为1.45万t，主要是金属硅产品、炉渣、垃圾等。9.3厂区绿化绿化是环境保护的一项有效措施，它可以净化空气，改善小区环境，减少噪音，防尘降噪，美化工厂环境。做好绿化可以改善工厂面貌，使环境优美，整洁，改善劳动条件。厂区绿化采用点、线、面相结合，集中和分散的方法，使工厂形成整体绿化。厂区道路的两侧种植行道树，并在厂前区等地进行重点绿化，使厂区绿化率达到18.5%以上。10土建10.1设计依据60 (1)冶炼工艺，贮运、通风，自动化，水、电，通风、机修等专业提供设计委托任务书及资料图。(2)设计委托书。(3)国家颁布的有关现行设计规范、规程、规定。10.1.1气象条件：最高气温38.6℃最低气温－5.8℃年平均气温15.4℃年平均降雨量1201.20mm日最大降雨量306.94mm年平均风速1.1m/s最大风速24m/s最大积雪厚度14mm年主导风向夏季西南风、冬季东北风10.1.2主要设计参数基本风压0.3kN/m²抗震设防烈度6度10.1.3地震条件根据《中国地震烈度规划图（1990）》和《中国地震烈度区划图（1990）使用规定》（国家地震局、建设部文件，震发办（1992）160号）中标明，本地区地震基本烈度6度，地震加速度0.05g，设计地震分组为一组。60 10.2设计原则因地制宜，就地取材，尽量采用当地的地方材料；设计严格执行国家规范要求；本工程所采用的结构型式：车间主厂房及库房为全钢结构，其它辅助用房采用砖混结构、框排架结构。混凝土强度等级最高为C30。10.3工业建筑结构设计10.3.1电炉车间主厂房厂房电炉车间跨距为6.5m、15m、18m和15m，柱距为6m（局部为3.5m、5m）；框排架梁为H型钢梁、钢柱，吊车梁跨度为6m。屋面为单坡全钢屋面，压型彩钢板。主厂房参见表10-1。表10-1主厂房参数序号跨间名称主厂房参数（m）起重机配置t×台跨度长度总高轨面标高面积(m2)1变压器跨6.514417.29362炉子跨1514421.619.52160悬挂起重机3t3浇注跨181441411.0864双梁起重机10t×24成品跨1514412.58.502160单梁起重机5t×1合计54.5144⑴变压器跨为全钢框架结构，跨度6.5m，高度17.2m。建筑层数三层，分为±60 0.00m、+5.0m、+8.80m平台。设矿热炉变压器间、矿热炉操作室、值班室、高低压配电室。楼面除5.00为现浇钢筋砼楼面,其余为花纹钢板楼面。⑵炉子跨为全钢框架结构，跨度15m，高度21.6m。建筑层数四层，分为±0.00m、+5.00m、+12.20m、+17.20平台，局部设钢平台。±0.00m为出铁操作区，另有铁包车轨道通向浇注跨。地面为砼地面。+5.00m平台为冶炼操作平台，楼面为现浇钢筋砼楼面。+12.20m平台设置液压站。楼面为花纹钢板铺面。+17.20m平台设置上料平台。楼面为花纹钢板铺面。⑶浇注跨为单层全钢排架结构，跨度18m，高度14m。⑷成品跨为单层全钢排架结构，跨度15m，高度12.5m。10.3.3循环水泵站⑴循环水泵房为单层框架结构，层高：5.0m。⑵水池为钢筋砼水池，共2个，建筑面积为264m2和124m2，深度分别为4.2m和2.8m，砼厚度：300mm。10.3.4除尘风机房除尘风机房为单层框架结构。10.3.6设备基础现浇素砼基础或现浇钢筋砼块式基础。10.4工业建筑设计60 电炉车间变压器跨为封闭式，炉子跨为半开敞式，浇注跨、成品跨为开敞式，屋面设通风排气天窗，设彩钢挡雨板；变压器室跨为轻质砖墙围护结构，门窗为钢木大门、木门、钢窗。低压配电室和高压配电室的门为乙级防火门；檐口高度超过8米者采用有组织排水，小于8米者采用无组织排水；地面为砼地面和水泥砂浆地面，楼面为花纹钢板楼面和水泥砂浆楼面，外墙为清水墙面，内墙混合砂浆普通涂料抹面，爬梯为钢爬梯，栏杆为钢栏杆。10.5消防、安全和工业卫生10.5.1消防主厂房耐火等级为二级，生产的火灾危险性为丁类，除厂房周围设多处安全疏散口和消防通道外，高温明火部位的梁、板、柱均设隔热保护措施，采用全钢框、排架结构，大型彩钢屋面板及砖、钢围护结构均能满足GBJ16-87《建筑设计防火规范》的规定。10.5.2安全和工业卫生主厂房及吊车梁旁均按《冶金企业安全卫生设计暂行规定》设置安全走道。安全走道内侧设置栏杆，所有栏杆设置均按GB4053.3－83《固定式工业防护栏杆》的要求设置，厂房内采用安全色，执行GB2893－82安全色的规定，另应保证好良好自然通风，噪音应小于80dB。10.6其它建设方在施工图开始前应提供如下资料：地方材料的物理指标及力学性能；施工企业的施工能力等资料。11环境保护11.1环境保护11.1.1厂址概况及环境标准60 11.1.1.1厂址概况本项目为X硅业公司1万t/a工业硅工程，厂址位于XX区冯家镇照耀村。厂区占地10005m2。厂区主导风向为夏季西南风、冬季东北风。厂区周围无风景游览区及文物保护单位。11.1.1.2污染物排放标准(1)大气污染物质排放标准执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》二级标准和GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中表2之二级标准；(2)水体污染物排放标准执行GB8978-1996《污水综合排放标准》一级；(3)工业噪声执行GB12348-90《工业企业厂界噪声》Ⅱ类。(4)施工期噪声执行GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》。11.1.2主要原燃料消耗及污染物11.1.2.1主要原燃料本工程建6300kVA和12500kVA矿热炉各一座，采用矿热法生产工艺，年产工业硅1万t，年工作日300d。主要原、燃料消耗见表12-1。表11－1主要原、燃料消耗表名称硅石洗精煤包谷芯石油焦碳素电极单位t/at/at/at/at/a数量2700078001700900090060 11.1.2.2主要污染物全厂污染物生成量见表12-2。类别污染物名称生成量单位浓度备注表11－2全厂污染物生成量表冶炼烟尘烟气量110000Nm3/h300～400℃T.S.P410kg/h3.5g/Nm3出铁口烟尘烟气量80000Nm3/h出铁口间断排烟，每2h一次，每次持续10minT.S.P8kg/h100mg/Nm3固体废弃物炉渣250t/a工业垃圾600t/a生产废水排放量17t/hSS3.4t/a<30mg/LCODcr7.8t/a<70mg/L11.1.3环境治理措施11.1.3.1大气污染治理全厂大气污染主要来自电炉冶炼烟尘和原料转运、配料产生的粉尘。两座电炉各建一套干式布袋除尘系统，对各产尘点的粉尘集中处理。(1)原料系统除尘·原料堆场受料、取料时产生粉尘，采用洒水湿式作业方式降低粉尘的污染。·振动给料机、胶带机受卸料等产尘点，设置密闭罩。60 (2)冶炼烟尘净化电炉炉气中含CO在80%左右，电炉工艺设计在炉面处设置半密闭矮烟罩，使可燃气体在炉料面上充分燃烧，将CO转化为CO2。烟气夹带尘粒经矮烟罩收集，进入小旋风除尘器，而后与通过混风阀进入的冷气混合，烟气温度由350～400℃降至<180℃，然后通过主风机送入TFC-7800型正压反吹风布袋除尘器，经过除尘处理后的洁净烟气由除尘室的顶部高35m的烟囱外排。处理后烟气的烟尘排放浓度小于100mg/Nm3，达到国家二级排放标准要求。每座炉子设置一套除尘装置。(3)出铁口排烟矿热炉两个出铁口轮流出铁，间断排出烟气。烟气含尘量～100mg/Nm3，设铁口排烟系统将烟气引至炉体除尘系统净化外排。(4)SO2的控制生产工业硅的原料含硫量很低，生产过程中产生的浓度～300mg/Nm3，低于国家二级排放标准850mg/m3。本工程不考虑脱硫设施。11.1.3.2工业水处理(1)本工程生产用水主要为电炉、变压器间接冷却用水2828m3/h，在使用过程中仅温度升高，水质未受到污染，建净循环水系统循环使用。(2)多余的冷却水及少量的车间生活用水共计108.4m3/h，含少量SS、泥沙，经沉淀处理后达标外排入下水道。60 工程总用水量2828m3/h，新水补充180m3/h，水循环复用率94.2%。11.1.3.3废渣电炉生产时产出炉渣约250t/a，渣中含硅较高，可回炉回收利用。车间工业垃圾660t/a，主要为废耐火材料，由汽车运至渣场堆存，可用于铺路或作填充物。除尘器收下微硅粉3000t/a，外售做混凝土添加剂。11.1.3.4噪声本工程噪声主要来源于除尘风机、水泵等设备。设计尽量采用低噪声设备，将产生噪声的设备分别置于建（构）筑物内，对门窗、墙壁等进行隔声处理。设备噪声经隔声消声处理、厂房墙体屏蔽和距离衰减后，对厂界的影响满足《工业企业厂界噪声标准》的要求。11.1.3.5其他(1)在道路两旁和车间四周栽树植草，绿化环境。厂区可绿化占地系数18.5%。(2)环境监测委托环境监测站按例行监测要求进行。11.1.4环保资金环保投资约300万元，约占估算值的20%。11.1.5环境影响分析本工程本着环保、节能的原则，注重对其污染源的有效控制，设计对生产过程中排放的废气、废水及固体废物等均采取了一系列的治理、控制及综合利用措施，使污染物的外排量及外排浓度均符合有关排放标准的要求。项目建成投产后，对周围环境的定量影响程度，有待进行工程的环境影响评价工作才能作出详细分析。60 12职业安全卫生及消防12.1设计依据(1)《铁合金安全规程》(1988.4.22)(2)《工业企业设计卫生标准》(TJ36－79)(3)《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87－85)(4)《建筑设计防火规范》(GB16－87)(2001修订版)12.2尘、毒危害及不安全因素分析按生产工艺及产品大纲，本工程以碳热电熔法生产工业硅，可能造成危害的因素主要是冶炼过程中含高浓度的CO2及烟尘；浇注区及原料系统粉尘；行车吊运重物伤人；冶炼及除尘风机噪声对听力影响。12.3工业卫生防护(1)电炉采用半封闭矮烟罩炉型，减少操作区热幅射，有利于炉体烟尘收集。厂房采用框架结构，有利于炉口逸散烟尘排除，改善操作区环境条件。(2)冶炼烟尘除建除尘设施净化烟气外，设事故烟囱，由蝶阀切换厂房顶部临时排放。(3)原料系统采用洒水湿式作业方式降低粉尘的污染。(4)冶炼平台、出铁口、浇铸区等高温作业点均设置移动式轴流风机通风降温。电炉主控室、车间值班室分别安装空调及吊扇。(5)电炉把持器等部位也用填料作了较好的密封装置，防止烟气上窜。(6)冶炼噪声及风机噪声声压在95～105dBA范围，除操作室安装隔音门窗外，风机设置减振台架，进出气管安装气动噪声消声器。12.4设备及人身安全(1)建构筑物按地震烈度Ⅵ度设防。60 (2)电炉电极升降，铜瓦松紧均采用全液压操作，实现远程操作，有利于改善工人的操作条件。(3)各出铁口平台设挡板防热及金属炉渣飞溅伤人。(4)车间所有平台、孔洞，按安全规程设置钢梯和护栏。(5)所有动力设备接地保护。烟囱、主厂房等高于15m的建构筑物设置避雷装置。12.5消防(1)建筑防火：按火灾危险性分类，液压站、变压器室均为乙类或丙类防火建筑，各建筑物耐火等级按一级或二级进行设计。(2)总图布置：根据生产运输及厂房消防要求，各建筑之间按照防火规定进行设计，厂房四周设7m宽环形汽车通道，主通道为9m，均可保证消防车辆畅通无阻。(3)消防设施：本工程按同时一次着火考虑消防设施，设室内消火栓，消防水量25L/s；沿厂区道路安装地上式消火栓，消防水量20L/s，由生产消防供水管网供给。(4)火灾报警装置和各种灭火器的配置：主厂房电炉控制室设置总线控制的火灾报警器一台；各变电所控制室或配电室、除尘控制室、电缆架上均设置火灾报警装置及感烟或感烟探测器和适量的手动报警按钮。液压站设置感烟、感温探测器及适量的手动报警按钮。车间内按设计规范要求设置可移动式或固定式灭火器材。(5)消防业务纳入工业园区消防机构统一管理。13投资估算13.1主要工程内容本项目为X硅业公司新建6300kVA和12500kVA各一台60 工业硅电炉及其辅助设施，主要包括电炉车间、通风除尘、原料系统及成品库、总图运输、给排水设施、供配电设施等。13.2编制方法及采用价格、指标13.2.1筑炉工程及土建工程根据类似工程估算指标进行计算。并考虑本工程的实际情况，根据目前市场情况，对一些内容进行调整计算。3.2.2设备及安装工程设备采用同类工程订货价，不足部分市场询价。安装根据类似工程指标进行计算。13.3投资分析13.3.1工程投资构成分析按工程投资构成分析见表13—1。表13—1工程投资构成分析表项目名称投资金额(万元)占估算值比例(%)建筑工程30025设备75062.4安装工程1008.4其它费用504.2总计1200100.0013.3.2工程子项投资分析按工程子项投资分析见表13—2。工程子项投资分析表序号子项名称金额(万元)占估算值比例(%)1工程费用100083.32其它工程费用1008.353预备费1008.35总计1200100.0013.3.3工程估算值本工程估算值为1200万元。60 13.4各项费用的计取⑴工程建设其他费用参照《冶金工业建设初步设计概算编制办法》进行编制；⑵预备费按4.2％计算。13.5有关说明⑴根据计投资(1999)1340号文“国家发改委关于加强对基本建设大中型项目概算中‘价差预备费’管理有关问题的通知”，投资价格指数按零计算。故本工程不计取涨价预备金。⑵根据财政部、国家税务总局、国家计委联合发布的财税字(1999)299号文《关于暂停征收固定资产投资方向调节税的通知》，故本工程不计该税。(3)环保投资约300万元，约占估算值的20%。投资估算单位：万元序号项目或工程名称建筑费用设备费用安装费用其它费用合计备注　投资估算3007001001001200　一工程费用300700100　1100　112500kVA6300kVA电炉车间15055075775　　筑炉80.00　　　80　　土建50　　　50　　工艺设备　45065　515　　电气　10010　110　　给排水20.00　　　20　2通风除尘60505　115　60 　通风除尘设备及安装40　505　95　　土建20　　　20　3原料及成品系统30505　85　　工艺设备及安装　505　55　　干煤棚土建5　　　5　　干燥棚土建5　　　5　　成品仓库20　　　20　4水池、水泵站、水塔205015　85　　给排水设备及安装　305　35　　水池土建10　　　10　　泵房土建5　　　5　　水塔土建5　　　5　　电气　2010　30　5总图40　　　40　　土石方5　　　5　　挡土墙5　　　5　　道路及排水沟10　　　10　　围墙及大门10　　　10　　厂区给排水外网10　　　10　　厂区电力外网　　　　　　　　　　　　二其他费用　　　5050　1建设单位管理费　　　1010　60 2联合试车费　　　55　3办公及生活家具费　　　155　4职工培训费　　　52　5工程监理费　　　85　6勘察设计费　　　75　三预备费　　　5050　14技术经济分析与评价14.1概述本项目为X硅业公司新建6300kVA和12500kVA各一台工业硅电炉及其相应生产辅助设施。14.2基础数据14.2.1生产规模和产品方案项目建成后,生产规模达到年产金属硅10500t/a、微硅粉3000t/a。14.2.2实施进度项目拟一年建成，第二年达到设计生产能力。生产期15年。14.2.3总资金估算及资金来源⑴总资金估算建设投资1200万元，见表13-3。流动资金：按分项详细估算法进行估算，达产年需流动资金300万元。故本项目的总资金估算为1500万元。⑵资金来源：业主自筹。14.2.4工资及福利费估算60 本项目需劳动定员250人，工资及福利费按每人每年12000元考虑，经计算年工资及附加费为300万元。14.3财务评价14.3.1年销售收入和年销售税金及附加估算⑴销售收入：工业硅按现行市场不含税价9700元/t、微硅粉按不含税价格1103元/t计算，达产年销售收入为10510万元。⑵销售税金及附加按国家规定计取。产品纳增值税抵扣后按销售收入的6%计算，企业年上缴增值税630万元。城市维护建设税按增值税的7%、教育费附加按增值税的3%计算。正常年销售税金及附加估算为64万元。14.3.2产品总成本估算⑴为了与产品销售价格相对应，所有的原辅材料及动力单价均按现行市场到厂不含税价估算。⑵固定资产折旧按平均年限法计算，残值按5%计算。折旧年限15年，年折旧额为76万元。⑶修理费按5%计取，为60万元。⑷年其他费用200万元，包括其他制造费用、管理费用及销售费用。⑸销售税金及附加为64万元。⑹工资及福利300万元。⑺主要原辅材料及动力消耗费用估算：硅石：27000吨×200元/吨=540万元石油焦：9000吨×2000元/吨=1800万元玉米蕊、木屑：1700吨×600元/吨=102万元洗精煤：7800吨×1600元/吨=1248万元碳素电极：900吨×7000元/吨=630万元动力消耗费用：1.38亿度×0.35元/度=4830万元60 产品总成本费用估算:9850万元，固定成本700万元，变动成本9150万元。14.3.3利润总额及分配利润总额正常年为660万元。所得税按利润总额的15%计取，税后利润为561万元，盈余公积金及公益金按所得税税后利润的15%计取。14.3.4财务盈利能力分析⑴财务现金流量表(全部投资)。由该表计算出以下财务评价指标：所得税后财务内部收益率为37.4%，财务内部收益率均大于行业基准收益率，说明盈利能力满足了行业最低要求，本项目在财务上是可行的。所得税后的投资回收期为3.3年(含建设期),小于行业基准投资回收期。项目投资能按时回收。⑶现金流量分析第0年第1年1—3年4—5年6—14年第15年投资额-1200-300年税后净利660610561561折旧76767676流动资金回收300合计736686637937现值系数10.8691.9850.92962.06260.1068净现值-1200-26014616381314100编制说明:本项目固定资产1200万元在期初投入，建设期1年，项目生产周期15年，流动资金300万元在生产期初投入，在项目生产周期结束后收回，折旧按15年平均折旧法计提，税法残值5%，期末残值与清理费用抵消后无余额。60 本项目现金净流量为3513万元，大于期初现金净投入1460万元，其净现值为2053万元。该项目是可行的。根据损益表和总投资可以计算出以下评价指标：正常年投资利润率为37.4%；正常年投资利税率为44%。本项目的投资利润率和投资利税率均大于行业的评价指标。14.3.6财务不确定性分析⑴敏感性分析项目在计算期内可能发生变化的因素:产品价格、经营成本、固定资产投资各因素向不利方向变化5％或10%进行测算，对全部投资财务内部收益率和投资回收期的影响见表14-1。表14-1敏感性分析表项目基本方案销售收入-5%经营成本+5%固定资产投资+10%财务内部收益率(%)37.48.9611.234较基准方案增减(%)-28.44-26.2-3.4计算结果表明，销售收入和经营成本的变化对财务内部收益率影响较大，固定资产投资变化对财务内部收益率影响较小。各不利因素变化5％或10%时，财务内部收益率大于行业基准。⑵盈亏平衡分析以生产能力利用率表示的盈亏平衡点(BEP)为(以生产期正常年份进行计算)：700BEP=———————————×100%=51.47%10510–9150计算结果说明，本项目只需达设计能力的51.47%，企业就可以保本。由敏感性分析和盈亏平衡分析可见，项目具有一定的抗风险能力。14.4财务评价结论60 该项目主要技术经济指标汇总表见表1-2。综上分析，本项目财务内部收益率高于行业基准收益率；投资回收期低于行业基准投资回收期；借款偿还满足还款期限要求；投资利润率和投资利税率均大于行业基准平均水平；从不确定性分析看，项目具有一定的抗风险能力。因此，项目从财务上看是可行的。60'