2.2万t阴极生产线工程可行性研究报告

'2.2万t阴极生产线工程1.总论1.1预可行性研究编制任务的依据1.2005年7月4日中国铝业股份有限公司规划发展部给中铝国际工程有限责任公司的委托书。(见附件1)2.2005年7月13日中铝国际工程有限责任公司致沈阳铝镁设计研究院的通知。(见附件2)3.2005年6月山西碳素厂、山西华泰炭素有限责任公司《山碳脱困华泰发展整体方案》1.2项目建设的必要性1.2.1山西碳素厂及山西华泰炭素有限公司基本情况1.2.1.1山西碳素厂发展史山西碳素厂始建于1972年，到1987年全部投产后形成2.8万吨的综合产能，具有一条从原料煅烧、成型、焙烧、石墨化到机加完整的炭素生产线，总资产2.13亿元。全厂占地面积42.7万平方米，厂区建筑面积36.29万平方米，现有职工1886人，其中各类专业技术人员270人，具有中高级以上技术职称人员180人。主要产品有铝用电解阴极炭块、石墨电极、糊类制品和特种石墨制品，包括高功率石墨电极、普通石墨电极、普通阴极炭块、预焙阳极和半石墨质阴极炭块近30个品种，100多种规格，产品覆盖除西藏以外的各省、市、自治区。与国内28家进出口公司有业务往来，产品出口24个国家和地区。山西碳素厂有着二十多年的炭素生产历史，并拥有完整的技术检测系统和技术分析系统，有山西省规模最大、实力最强的炭素技术中心，为企业的生产发展提供了强劲的技术后盾。 1.2.1.2华泰公司情况二十世纪六十年代末，我国“四五”计划中在山西省中部建设大型炭素企业—山西碳素厂，主要以生产铝电解用阴极炭块为主，是我国第一家阴极碳素企业。八十到九十年代山西碳素厂逐步形成了阴极炭块、石墨电极和糊类生产线。2004年山西碳素厂改制为山西华泰炭素有限责任公司，现为中国铝业股份有限公司控股的专门生产炭素制品的公司。主要以生产、加工、销售炭素制品为主营业务。其研制的大规格铝电解用阴极碳块1995年曾获国家发明奖，并被确认为山西省名牌产品，大规格异型优质铝电解阴极块曾获96年国家新产品。现有员工500人，中高级以上技术职称的员工占40%。山西华泰炭素有限责任公司地处能源及化工基地山西省介休市境内，原燃料充足，电力条件优越，南同蒲铁路、大运公路、108国道和祁临高速公路分别从公司南北两侧毗邻而过，交通运输十分便利。公司生产的预焙阳极，经郑州轻金属研究院检测各项指标均为国内最好水平。1.基本情况华泰公司是由中铝股份控股的子公司，租赁山碳的有效资产进行炭素制品的生产经营(租赁资产总计为11095万元，其中土地5878万元，设备房屋等5217万元)，每年支付山碳租赁费1100万元(其中土地租金522万元，生产设施租金578万元)。现有员工465人，主要产品有预焙阳极、阴极炭块、石墨电极三大系列。2.设备现状华泰公司租赁山碳的生产设施，大部分是上个世纪五、六十年代购建的，设备已严重老化。2004年虽然对一些设备进行了技术改造，但大部分关键设备仍维持原有状况，整体装备水平较低。 3.产能现状目前，华泰公司实际具备的生产能力为：成型4万吨/年；焙烧2.0万吨/年；石墨化0.6万吨/年；炭素加工1万吨/年。综合生产能力为2.6万吨/年。其中:预焙阳极为2.0万吨/年，石墨化来料加工为0.6万吨/年。1.2.1.3华泰发展炭素制品的优势1.华泰公司现有600多亩的可用土地、便捷的铁路、公路运输、完整的电力供应系统和一支多年从事炭素生产的员工队伍等既有资源。同时，当地具有丰富的原煤、冶金焦和电力能源供应，且价格相对便宜。2.华泰公司是在山碳的基础上成立的，山碳又是我国最早的阴极制品专业生产厂家，在生产炭素制品方面技术成熟、经验丰富，在市场上也享有一定声誉。3.山碳有曾经研制大规格半石墨质阴极大块的成功经验，华泰又与郑研院联合研制高石墨含量的阴极特大块，具有一定的工业性研究能力，对于延长电解槽寿命、降低电解槽维修费用的研究与开发，也有一一定的优势。4.中铝公司优异的经营业绩、快速扩张的发展势头、广阔平台和行业优势是华泰公司的坚强依托，这是其他任何一家炭素厂所不可比拟的最大优势。5.从地理位置上来看，长江南有贵州分公司阴极炭素基地，大西北有正在建设的青海铝炭素厂，如果把华泰公司打造成中铝公司的第三大阴极生产基地，就可以立足中部，开拓北部，辐射东部，占据地域的有利优势。1.2.1.4存在的问题1.企业多年亏损，债务拖欠多，人员包袱重。2.设备及基础设施严重老化，运行过程中存在着许多安全隐患。 3.拖欠职工的各种费用与历史遗留问题没有实质性解决，各种上访事件时有发生。特别是与职工息息相关的养老保险金问题，没有纳入社会保险体系。4.一直没有准确的发展定位。5.资金严重短缺，生产经营举步维艰。6.技改未能完善，制约生产能力的发挥。1.2.2建设2.2万t/a阴极项目的意义1.从上面的介绍可以看出，不管山碳脱困，还是华泰的发展，都必须建立在能够上一个新的项目。该项目的经济效益、社会效益都是很显著的，华泰才能够继续发展，使中铝出资支持的山碳脱困才有实际的意义，中铝公司通过华泰的发展成长，不仅可以保持山西碳素厂的阵地，建立一个新的铝用阴极基地，同时又使中铝在国际国内的声望更加提高。2.中铝股份公司总体规划拟在中国建设三个铝用阴极炭块生产基地。西北建在青海铝厂，西南建在贵州铝厂。中部拟再建一个铝用阴极炭块厂，华泰炭素公司位于山西省中部，正是高档铝用阴极生产基地的最佳地点。1.2.3项目建设的依据1.2.3.1国内市场目前国内市场上供应的阴极炭块大部分为无定型阴极炭块。只有贵州铝厂等近几年生产的阴极炭块力求加入30%的人造石墨，才真正属于半石墨质阴极炭块。由于“七五”、“八五”、“九五’甚至“十五”前半期间，国家在有色金属行业中实行“优先发展铝”的方针和自焙槽的全面技术改造，因此，对阴极炭块产品有强劲的需求势头，刺激了阴极炭块生产厂家的增加，产量骤增。据有关资料的不完全统计，生产厂家有30余家，产能达40多万t/a。(包括在建和拟建)。然而国内的需 求量只有15～18万t/a。因此，供应量远远大于需求量，但在国内40余万t/a的阴极仍以无定形阴极炭块为主，只有贵州铝厂等少数厂家近几年生产了人造石墨含量较高的半石墨质阴极炭块。因此，华泰公司生产人造石墨含量为30%的半石墨质阴极炭块，才可挤入众多厂家之中。只要质量优异，价格合理就能争得一席之地。而石墨化阴极炭块在国内仅有个别厂家在试生产，华泰利用自己的技术优势，引进世界上先进的技术及设备，就可生产质量优良的石墨化阴极炭块，占领大部国内市场。1.2.3.2国际市场据有关资料报导，国外市场(不包括俄罗斯)阴极炭块年需要量为12～13万t/a，但从世界现有铝产量和铝的产量增长情况估算，大约需要20多万t/a，据国外不完全统计，目前的阴极炭块供应量为16万t/a，其中石墨化阴极占40%左右。供需之间差别不大，由于国外阴极生产厂商的资料甚少，16万t/a的供应量也可能不足。总之，从国际市场看铝用阴极市场空间也有不很大，基本上饱和。对华泰而言，就是要以优异的质量和合理的价格挤入国际市场，特别是在石墨化阴极炭块方面余地会更大一些。1.2.3.3关于石墨化阴极的开发1.2.3.3.1铝用阴极的分类按所用材料和加工方法不同,大致分以下几类。●无定形炭块—采用煤气煅烧无烟煤作为骨料，焙烧温度在1200℃左右。●半石墨质炭块—采用电煅烧无烟煤作骨料，煅烧温度为1800-2000℃，填加人造石墨量在30%以上。●半石墨化炭块—有两种含义，一种是指采用石墨作为骨料，在1200℃左右焙烧而制成的产品；另一种是指采用可石 墨化材料,整个制品在2000-2300℃下进行热处理.但一般情况下,半石墨化炭块均指第一种情况。●石墨化炭块—采用可石墨化材料石油焦作原料，整个制品均在2500-3000℃下进行热理。具体分类及性质见表阴极炭块的分类及性质性质单位碳块形式传统的(无定形)半石墨质半石墨化石墨化真密度g/cm31.85～1.952.05～2.152.05～2.182.2视在密度g/cm31.50～1.551.60～1.701.55～1.651.6～1.8总孔度%18～2520～2515～3025开口孔度%15～1815～20——电阻率Ω·μm30～5015～3012～188～14热导率Wm-1·K-18～1530～453080～120冲击强度MPa25～3025～30—15抗折强度MPa6～1010～156～1010～15拉波波尔特钠膨胀率%(m·m-1)0.6～1.50.3～0.50.3～0.50.05～0.15灰份含量%3～100.5～1.0<1.5<0.5由于半石墨化阴极炭块很少采用，因而就按无定形，半石墨质，石墨化，分成三大族，兹将三大族群炭块的性质定性地作一比较，列于表。三大族阴极炭块的性质定性比较表可比性质无定形基碳块半石墨质碳块石墨化碳块价格11.5～1.82～3抗热震系数可接受良优热导率适中高很高电阻率室温高低很低槽温中等很低很低钠膨胀系数适中小很小抗压强度室温高适中低槽温高适中提高抗摩损系数室温优良差槽温优良可 铝用阴极炭块破损的主要原因是钠浸蚀，石墨化炭块最大的优点是抗钠浸蚀能力强，因此提高了电解槽寿命。石墨化阴极电阻率低，降低了炉底电压损失，节省了电能。1.2.3.3.2石墨化阴极的采用中国的铝电解槽目前均采用无定形炭块或半石墨质炭块，而所谓半石墨炭块中人造石墨的含量仅为10%左右，严格讲仍属无定形炭块。仅有少数的试验槽采用石墨化阴极炭块，个别的厂家正在试生产石墨化阴极炭块。大型预焙电解槽推广石墨化阴极炭块，在国内铝界存在两种意见。1.认为目前使用的炭块，电解槽也很稳定，没有出现国外资料中报导的，在大型电解槽上使用普通的阴炭块而造成的早期大量破损，因此，目前应稳定大型预焙槽的结构及操作参数，没有必要采用价格较为昂贵的石墨化阴极炭块。2.另一种意见是，既然大型电解槽是一个先进的设备，那么阴极炭块理所当然地采用先进的石墨化阴极炭块，它的理由是(1)国外预焙电解槽已有40%左右采用石墨化阴极炭块，特别是大型预焙槽几乎全部采用了石墨化阴极炭块。中铝国际为印度设计的铝厂，印度方面仅在中国市场上采购了极少量的阴极炭块，其余大部分均从欧洲市场上采购。(2)采用石墨化阴极炭块的优点A.抗钠浸蚀能力强电解槽的后期破损的主要原因是钠浸入炭块内部，引起炭块膨胀而破裂。半石墨质阴极炭块的钠膨胀率比石墨化阴极炭块高3-6倍，因此石墨化阴极炭块抗钠浸蚀能力比半石墨质阴极炭块强很多。国外用石墨化炭块作阴极的电解槽寿命为3000d；国内用半石墨质炭块作阴极的电解槽寿命1500d； 半石墨质阴极炭块的价格为8400元/吨；石墨化阴极炭块的价格为18000元/吨建设铝厂的阴极炭块消耗量为：35kg/a.t-Al兹将两种炭块的一次投资，经营费列于下表半石墨质阴极炭块与石墨化阴极炭块的比较指标类别投资元/吨铝.年运营费元/吨铝单耗kg/t-Al半石墨质块29471.48.5石墨化块70085.04.72大型预焙槽阴极炭块规格:半石墨质阴极炭块3390×660×450(h)mm石墨化阴极炭块3390×660×500(h)mm石墨化阴极炭块因为省电减少了发热量，因而增厚50mm，是为了减少热损失。建设一个29万t/a的电解铝厂，采用350kA电解槽，需要配置的电解槽数为：(1)半石墨质阴极电解槽运行槽数：300台，大修周期30d，运行槽寿命1500d，则需要备用槽6台，共计要配置306台。(2)石墨化阴极电解槽运行槽数：300台，大修周期35d，运行槽寿命3000d，则需要备用槽4台，共计要配置304台。石墨化阴极槽比半石墨质阴极槽筑炉费高5%。则采用半石墨质阴极炭块为底块的筑炉直接费为:290000×0.035×8400=8526万元采用石墨化阴极炭块为底块的筑炉直接费为 290000×(500/450)×0.035×1.05×（304/306）×18000=21176万元则建设一个29万t/a的电解铝厂，采用石墨化阴极炭块作底块的电解槽比采用半石墨质阴极炭块作底块的电解槽多投资:21176-8526=12650万元B.降低电耗采用行业标准YS/T287-1999中规定的铝电解用半石墨质阴极炭块ρ=40μΩm(行标中规定40-45μΩm)石墨化阴极炭块电阻率ρ=11μΩm(普通功率厂墨电极ρ=10.5μΩm，高功率石墨电极ρ=7.5μΩm)目前350kA预焙电解槽采用半石墨质阴极炭块时主要参数如下：电流强度：350kA槽电压：4.2V直流电耗：13600kwh/t-Al整流效率：98%电解槽膛长：L=17360mm，小面槽帮宽420mm电解槽膛宽：W=3900mm，大面槽帮宽300mm阴极炭块高：H=450mm阴极钢棒高：H=200mm根据这些数据计算阴极炭块到钢棒间的电压降：U=IR=350000×40××103U=350000×45×0.35÷(16520×3300)×103=89.9mV半石墨质阴极炭块与钢棒间接触的压降理论上很难计算，根据经验也取89.9mV。 如果采用石墨化阴极炭块作底块，为了减少电解槽散热，炭块高度为500mm。则石墨化阴极炭块到阴极钢棒的电压降为：U=(89.9×11/40)×400/350=28.25mV石墨化炭块与钢棒的接触电压降也按28.25mV计。以上计算均忽略了电阻率温度系数，两者的差别趋势不会有很大的改变。则采用石墨化阴极比半石墨质阴极降低电压降为：89.9×2-28.25×2=123.3mV此时总的槽电压为：4.2-0.123=4.077V如果电流强度和电流效率都保持不变，则直流电耗为：13600×4.077/4.2=13202kWh/t-Al采用石墨化阴极比半石墨质阴极节省直流电：13600-13202=398kWh/t-Al整流效率为98%。则交流电为398÷0.98=406.1kWh/t-Al电费为0.455元/度，故290000t/a铝厂，采用石墨化阴极比半石墨质阴极节省电费为：290000×406.1×0.455=53584895元/年≈5358.5万元/年从前边的计算可知，29万t/a采用350kA电解槽的电解铝厂,采用石墨化阴极炭块作阴极的电解槽比采用半石墨质阴极炭块的电解槽多投资12650万元，银行贷款年利率按6%计，则可计算出回收期。设回收期为t年则有：12650×(1.06)t=5358.5t解此指数方程t=2.775年即在二年九个月的时间，用节省的电费就可以偿还采用石墨化阴极炭块作阴极的电解槽多投入的资金。 以上的计算，是为了方便和直观，假定了产能和槽型。实际上，从计算过程中可知，对于任何相同产能，相同槽型的铝厂，采用石墨化阴极炭块作阴极比半石墨质阴极炭块作阴极的电解槽，用不到3年的时间所节省的电费就可以偿还多投入的资金。老厂改造,也可逐台地把半石墨质阴极更换为石墨化阴极,不会影响整个电解系列的正常运行。中铝公司内部的电解铝要发展到400万t/a，中国电解铝的产能已达800万t/a，2004年世界铝产量有2985万t/a。2010年中国铝产量将达到1100万t。近期投产的都是大型预焙槽，中国电解铝和世界电解铝的技术发展也迫切需要大量的高档铝用阴极炭块与此配套。因此，石墨化阴极炭块的市场空间很大。从前边的计算中可以看出，采用石墨化阴极炭块不仅在技术上是合理的，在经济上也是可行的。本工程的石墨化阴极采用了高压浸渍，二次焙烧等新工艺新技术，引进国外先进的串接石墨化技术，远比国内正在试生产的石墨化阴极质量高。半石墨质阴极配入30%以上的人造石墨，是本工程石墨化阴极的副产品，用量和质量均有可靠的保证，比采用外购石墨生产半石墨质阴极炭块的质量优良稳定，更要比一般的无定形阴极炭块质量优秀了。而且40万t/a的阴极炭块绝大多数属于无变形产品。因此，本工程的产品不论在国际和国内市场上，都具有相当大的竞争能力。1.2.3.4设计的指导思想按照2005年4月中旬中铝股份公司领导的指示“项目起点要高，技术及装备水平要世界一流，产品质量达到国际先进水平”的精神，作为本项目设计遵循的原则。1.2.3.5生产规格及产品方案1.半石墨质阴极炭块11000t/a，3390×660×450mm2.石墨化阴极炭块11000t/a，3390×660×500mm 3.阴极糊类(周围捣固糊、炭块间捣固糊、炭棒捣固糊、炭胶等)3000t/a。1.2.3.6建设条件1.厂址:利用现有山西碳素厂的生产厂地，布置阴极生产线。2.电源介休市有3个变电所(1)介休变电所距厂区7～8kmA.110kV有4条进出线，总容量：40000kVA×3=120000kVA均已占满，到山碳的110kV进线为150mm2，目前只送30000kVA。B.35kV主变为31500kVA，110/35kVA，85年投入运行。C.10kV主变为31500kVA，110/35kV，共有10个间隔，其中1个为山碳的826备用电源。(2)绵山变电所距山炭约3kmA.110kV容量为40000kVA，已无空余容量。B.220kV容量200000kVA。(3)北辛武变电所在介休北距厂十余公里。容量为110kV，40000kVA×2=80000kVA。(4)晋中电力分公司 电力分公司认为，北辛武及绵山变电所都有一定的局限性，建议在介休变电所扩容，改造到山碳的110kV线路。因此本工程的电源拟采用介休变电所的110kVA电源。3.水源拟采用厂内打深井供水4.燃料(1)天然气介休境内没有天然气管路通过，根据华泰天然气的用量，省天然气公司晋南分公司认为用量太小，难于接受供气任务。(2)周围工厂的煤气金昌公司距厂区1km，年产焦炭60万t，生产焦炉煤气30000Nm3/h,煤气成分为：H2CH4COCnHmCO2N2O254-5923-285.5-72-31.5-2.53-50.3-0.7%热值为：3600—4000kcal/Nm3但焦化厂生产不稳定，受市场影响很大，因此把燃料建立在周边的焦炉煤气上，具有很大的不确定性。在初步设计阶段再作过细工作。(3)重油根据上述情况，暂拟采用重油。但介休地区没有重油的经营部门，需要外购。1.2.4设计结果1．本工程的主导方案为：11000t/a石墨化阴极炭块11000t/a半石墨质阴极炭块（含人造石墨30%以上）3000t/a阴极糊。 生产半石墨阴极炭块和阴极糊的人造石墨，全部由生产石墨化阴极炭块的副产品供给，不需外购，降低了生产成本。主要技术经济指标见下表。序号指标名称单位数量备注1建设规模t/a22000另有3000t阴极糊2产品产量半石墨质阴极t/a11000石墨化阴极t/a11000阴极糊t/a30003主要原材料、燃料年用量石油焦t/a16698固体沥青t/a7367煤焦油t/a3779无烟煤t/a8337冶金焦t/a1100重油t/a9378水t/a508300交流电kW·h/a0.651×1084劳动定员全厂定员人450全员实物劳动生产率t/a人55.6按四种产品估算全员产值生产率万元/a人57.35总资金建设投资万元67282.1建设期利息万元3947.8流动资金万元3416.5建设总投资万元72254.8含铺底流动资金建设总资金万元74646.4含全部流动资金6盈利能力指标全部投资财务内部收益率%11.0全部投资财务净现值万元13684.3ic=8%全部投资回收期a9.1含2.5年建设期 自有资金内部收益率%13.7自有资金财务净现值万元15609.6ic=8%投资利润率%11.6达产年平均投资利税率%16.3达产年平均7负债能力第9年资产负债率%10.1流动比率%416.4速动比率%338.7借款偿还期a8.8含2.5年建设期2.本工程可供选择的过度方案:22000t/a半石墨质阴极炭块(含人造石墨30%)3000t/a阴极糊如果已经建成了原料仓库、沥青熔化、煅烧、生阴极制造、焙烧、机械加工等主要生产工序，高压浸渍、二次焙烧、石墨化工序等尚未完全建成，先可按该过度方案安排生产。但此时需要外购电煅无烟煤及人造石墨碎等，经济效益要差一些。其主要技术经济指标见下表。序号指标名称单位数量备注1建设规模t/a220002产品产量半石墨质阴极t/a22000半石墨质阴极糊t/a30003劳动定员全厂定员人3004总资金建设投资万元41337.7建设期利息万元1358.9流动资金万元2719.4 建设总投资万元43512.4含铺底流动资金建设总资金万元45416.0含全部流动资金5成本与费用第9年制造成本万元/a10655.4管理费用万元/a405.7财务费用万元/a421.3销售费用万元/a375.0总成本费用万元/a11857.4其中：固定成本万元/a5396.4可变成本万元/a6461.0经营成本万元/a9357.26利润估算第9年销售收入万元/a16666.7增值税万元/a1850.8销售税金及附加万元/a185.1利润总额万元/a4624.2所得税万元/a1526.0税后利润万元/a3098.2盈余公积金及公益金万元/a464.77盈利能力指标全部投资财务内部收益率%10.0全部投资财务净现值万元5260.1Ic=8%全部投资回收期a9.0含1.5年建设期自有资金内部收益率%12.2自有资金财务净现值万元6484.1Ic=8%投资利润率%9.3达产年平均投资利税率%13.7达产年平均借款偿还期a8.7含1.5年建设期 从主导方案及过度方案的比较中可以看出,主导方案的经济效益明显优于过度方案.电解铝工业的发展又迫切需要石墨化阴极炭块,因此应优先实施主导方案。3.产品拓展本阴极生产线工程主导方案的技术采用与石墨化电极类似的技术，只要变更原料，在浸渍和二次焙烧工序再作些调整和改造，在串接石墨化工序更换一些设备，就可以生产高功率石墨电极和超高功率石墨电极。但机械加工工序必须增加全套的电极本体加工生产线和接头加工生产线。因此，如果一旦石墨化电极市场看好，也是有可能转入电极生产的。1.2.5存在问题1.对国内，国际市场的供需预测较粗糙，特别是对国际市场，了解很不全面。2.从目前掌握的国内国际市场看，从产量上没有进入的空间，需求量远小于供应量，不存在有市场空间允许本项目简单进入。必须树立挤市场的概念，既然市场上仍有产品供应，而且大部分产品为低品位的,说明该产品社会上仍有需求，项目只有靠优质、价廉与别的产品竞争代替普通产品，挤入市场，占有一席之地，项目才能立于不败之地。3.由于是在老厂内部建设，因此总平面布置受到一定限制，为了实施能够摆下的大前提下，有些地方在局部看来不尽合理。4.由于时间关系，没有签订供电意向书。5.由于国内没有成熟的先进串接石墨化技术，需要从国外引进技术，但该项技术属极端保密的技术，如引进该技术还要做大量的工作。6.在确定重油供应厂商时，仍要积极地作周边焦炉煤气供应单位的调研工作，评估可靠性。7.新建厂区与生活区较近，要取得当地环保部门认可。 2.市场分析2.1概述阴极碳块具有耐高温、耐腐蚀、导电等特性，在铝电解槽等高温冶金炉中得到广泛应用。在电解铝行业中，阴极材料是制作电解槽内衬和大修时的重要材料。根据原料和热处理工艺的不同，阴极碳块按工业界(炭素厂、铝厂)经验可分为四类：第一类为无定形，第二类为半石墨质，第三类为半石墨化，第四类为石墨化。其中：无定形炭块在当今国际市场已属淘汰产品,只有少数发展中国家采用；半石墨质炭块在西欧和北美及其它地区大中先进槽型使用最多的一类，应用较广泛；石墨化炭块应用于现代大容量高效型铝电解槽，是阴极碳块的发展方向，目前国外的预焙槽已有40%采用石墨化阴极炭块作底块。我国是铝生产大国，也是世界铝用阴极碳块主要生产国之一，但我国批量生产阴极制品的时间虽然有50多年，但质量和研究水平多年来一直落后于国际先进水平。研究和开发高品质阴极碳块，特别是节能、长寿、运行稳定的阴极碳块，不论从经济角度还是从中国铝工业发展战略的高度来看，都是十分紧迫和必要的，是实现我国铝工业可持续发展和生存的需要。2.2国外阴极市场2.2.1国外阴极生产状况近十几年来，国外在阴极碳块方面，投入了大量人力、物力，在科研上有了实质性的突破，取得了显著的成效并投入生产实践，产量不断提高，极大地推动了铝工业的发展。国外高档碳块的电解槽寿命目前已达到2500天以上,而国内大部分阴极碳块的槽寿命在1500天以下，显然这种差距是很大的。 国外的阴极碳块生产主要集中在几个大型企业，下表是国外主要生产商的供应量：表1国外主要阴极碳块商供应量公司厂址产能(kt/a)Graftech/CarboneSavoie巴西/法国45SGL德国/波兰39Erftcarbon德国15VesuviusPremiere英国12Alcan加拿大13SEC(Sumitomo)日本25NipponElectrode(NDK)日本10Indal印度2.5合计161.5从表1可以看出，铝用阴极炭块的主要生产厂家集中在欧洲，约占总产量的2/3以上。2.2.2国外阴极需求状况近几年国外对阴极碳块的需求不断增大，国外市场(不包括俄罗斯)2003年需求量达到12.3万吨，预计2010年将达到13.5万吨，详见表2。可见，今后几年在国外市场阴极碳块的需求量还将逐步增大。其中：北美洲和欧洲的需求量较大，中东及印度地区在未来几年会成为新的需求增长点。表2国外阴极碳块需求量单位：kt/a年代地区199820032010北美洲383232南美141914欧洲263230非洲7912中东/印度121730澳大利亚/NZ121417合计109123135※不包括俄罗斯 另外，俄铝计划在2013年的产量将达到500万吨，每年用于电解槽大修需要的高品质阴极碳块将达到5万吨左右。保守估计，到2010年国外共需要阴极碳块19万吨左右，参照2003年国外对阴极的各等级要求百分比，详见图一。可以预计到2010年国外对高品质的石墨质阴极碳块将需要3万吨左右，石墨化阴极碳块需要8万吨左右。图一2003年国外对不同级别阴极的需求量百分比※不包括俄罗斯2.3国内阴极市场2.3.1国内阴极生产状况上世纪末到本世纪初，中国的电解铝工业处于一个蓬勃发展的时期，电解铝产量以平均每年55万吨的速度递增，特别是2001年-2004年，电解铝每年增产产量均在100万吨左右，见图二。2004年电解铝产量达到667万吨，电解槽容量已发展到300～350kA，基本赶上了世界先进水平。但是在许多关键性技术指标上，诸如电流效率、吨铝电耗、槽寿命等方面，与国际先进水平的差距仍然较大，这其中与我国阴极碳块的质量不高有很大关系。 图二近年国内电解铝产量统计阴极材料作为铝电解槽建设中必须的筑炉材料，紧跟电解铝工业快速发展的步伐，近年来需求量大增。一些资深的阴极生产企业抓住契机，迅速扩大产能。同时，许多民营企业充分利用当地资源也大举进入阴极行业。仅2001-2003年，由于民营企业的参与，全国新增阴极碳块产能高达15多万吨，最终造成全国的阴极碳块产量迅猛增加。据不完全统计，截止2003年底全国共有生产阴极制品的企业30余家，阴极制品产能45.9万吨(包括在建和拟建)。表3国内半石墨质阴极制品产能状况分布省份厂家数阴极制品产能(万t)所占比例%贵州12.65.7山西1827.058.8山东22.55.4河南23.57.6宁夏11.02.2内蒙21.02.2吉林22.55.4湖南10.51.1甘肃11.02.2河北12.04.4青海12.35.0合计3245.9100 从表3中可以看出：我国铝用阴极材料的产地主要集中在山西省，产品产量占全国的58.8%，位于二、三位的河南省、贵州省各占7.6%、5.7%左右。在这些产能中，低价劣质的阴极产品不在少数。目前国内阴极碳块的质量参差不齐。普通质阴极碳块、所谓半石墨质阴极碳块(石墨碎10%左右，实际上仍属无定形炭块)很成熟，目前在产量中占主导。半石墨质阴极碳块(石墨碎30%及以上)已批量生产，用于国内新型大型槽及部分出口。石墨化阴极碳块正在试生产，部分企业已具备生产能力，但经验有待摸索。2.3.2国内阴极需求状况铝行业是阴极材料的主要需求市场，我国铝工业的飞速发展,拉动了对阴极材料需求的快速增长。进入二十一世纪，我国铝行业连续几年保持了快速增长的势头。2004年,我国电解铝产量达到667万吨,同比增长20.3％。随着我国电解铝工业的高速发展,铝用阴极产业成为新的投资热点,国内纷纷投资兴建阴极厂，这些增长的产能使得我国的阴极材料的产量大幅上涨。按每建设1万吨/年电解铝厂，需用350吨左右阴极碳块计算：从1998年-2004年，新增电解铝产量423万吨，共消耗阴极碳块约15万吨。包括新增电解铝产能所需阴极碳块，2004年国内消耗阴极碳块10万吨左右,预计2005年我国电解铝产量将达到760万吨。全国铝行业的阴极年需求量将达到13万吨左右。预计2010年我国电解铝产量将达到1100万吨，阴极年需求量将达到18万吨左右。在产品的需求种类上，由于国内电解铝企业近两年处境困难、竞争激烈，多数企业采用了质量较差、价格较低的阴极材料，有的甚至采用普通阴极，使得我国阴极材料的大部分产能也主要集中在低品位的阴极材料上，产品大大过剩，而能满足于大型电解槽的高质量碳块又十分短缺。目前国内能生产适用于大型电解槽要求的阴极碳块，只有贵州、山西等少数几个企业。 另外，为了获得更大的利润空间，每年除提供国内电解铝行业十几万吨半石墨质阴极碳块外，往国际市场供应的高质量阴极碳块量也达几万吨，主要出口俄罗斯、印度及欧美等国家。高质量的阴极产品出口国外，是未来几年较好的发展方向。2.4本项目竞争力分析本项目年产2.2万吨阴极炭块，因其规模、工艺、地理等条件，相对于国内其它企业具有以下几点优势：1.地理优势华泰公司位于山西省中部的介休市，南同蒲铁路、大运公路、108国道和祁临高速公路分别从公司南北两侧毗邻而过，交通运输十分便利。2004年我国有23个省有电解铝工业，其中产能最大的河南省(211万t/a)和山东省(100万t/a)距离华泰公司的距离都比较近，公司周边有、豫港龙泉铝业、焦作万方铝业、包头铝业、东方希望、信发铝业等十多家大型企业,这些企业大多采用大型电解槽，对阴极的质量要求较高，在未来几年可成为产品的主要销售方向。2.高质量阴极产品市场逐步被看好在近几年内，由于电解铝迅猛增产，阴极产品也随之增产，目前国内市场出现了供大于求的状况。但随着兰铝等国内大型电解铝企业对高品质的阴极材料的兴趣越来越浓，高质量阴极产品市场逐步被看好。例如：2004年国内合资组建了年产13万t电解铝的加宁铝业公司。该公司按照国外企业对电解槽使用寿命较长的要求，会采用高品质的阴极碳块，本项目投产后所生产的高品质产品可以被采用。另外，由于本项目产品定位于高质量的半石墨质和石墨化阴极材料，产品质量可以基本达到国外要求。如果得到国外厂家认可，市场前景会比较乐观。可以预计，未来几年高质量的半石墨质甚至全石墨化阴极材料会成为我国电解槽内衬的主要发展方向。3.质量与规模优势 截止2004年底，国内阴极厂家产量多为1万t左右，真正具有规模优势的厂家很少。多数厂出于成本过高以及急于获得投资回报等问题的考虑，没有采用电煅炉等较为先进的设备，在质量控制上难以得到保证。本项目立足于生产高质量的半石墨质和石墨化阴极碳块，生产工艺也较为成熟可靠，高品质的原料供应稳定。在国内没有形成一定市场规模的情况下，相对其它企业在规模和产品质量上有较大优势。4.企业影响力和技术优势华泰公司的前身为山西炭素厂，有30多年的炭素生产历史，有完整的技术检测和分析系统，有山西省规模最大、实力最强的炭素技术中心，为企业的生产提供了较好的技术保障。公司目前与郑研院联合研制高石墨含量的阴极特大块，具有一定的工业性研究能力，对于延长电解槽寿命、降低电解槽维修费用的研究与开发，也有一定的优势。1995年公司生产的铝用阴极碳块获得国家发明奖，并确认为山西省名牌产品，大规模异型优质铝用阴极块获得96年国家新产品奖。为企业在行业内赢得了良好的口碑，市场上享有一定声誉。华泰公司现为中国铝业股份有限公司控股，中铝公司优异的经营业绩、快速扩张的发展势头、广阔平台和行业优势是华泰公司的坚强后盾，这是其它阴极企业不可比拟的优势。2.5产品价格近年来随着我国电解铝产量的增加，对阴极材料需求的不断增加,国内阴极行业出现了大批民营企业，原有的阴极企业也不断扩充产能，为阴极材料的价格带来不小的波动。近两年阴极碳块的价格不断上涨,目前优质的半石墨质阴极市场价已达到8500元/t左右,根据本项目的各项生产指标和选用设备、原料等条件可知,生产的半石墨质属于高品质，参考目前销售价格,并考虑 价格在未来几年的长期发展走势,本项目的半石墨质产品的价格取7179元/t(加计增值税为8400元/t)。由于国内仅有一家石墨化阴极碳块厂家正在试投产运营，市场属于空缺，只能参考国外厂家报价，本项目石墨化产品的价格取15384.6元/t(加计增值税为18000元/t)。3.阴极生产工艺3.1概述随着电解铝技术的进步，大型电解槽不断出现，对阴极炭块的要求也越来越高。由于普通阴极炭块电阻率高，寿命短，这种产品正在逐渐被淘汰。目前，世界各国使用的铝用阴极炭块主要有：半石墨质和石墨化阴极炭块。3.1.1半石墨质阴极炭块半石墨质阴极炭块以无烟煤为主要原料，经过1800～2000℃的高温煅烧，再配入10%左右的人造石墨，其电阻率低于45Ω.mm2/m，电解槽设计寿命为1500天。我国160～300KA电解槽均使用这种炭块。3.1.2石墨化阴极炭块石墨化阴极炭块以石油焦为主要原料，经过煅烧、成型、一次焙烧、高压浸渍、二次焙烧，然后再经2500～3000℃以上高温石墨化处理后制成。其电阻率低于15Ω.mm2/m，同时，保证具有一定的抗冲刷性能，槽寿命可达2500天以上，吨铝电耗进一步降低，提高了热导率，有利于电解槽散热，改善了电解槽的热场。目前，一些工业发达国家使用这种炭块。3.2规模本工程生产规模为22kt/a阴极和3000t/a糊料，其中22kt/a阴极包括：11kt/a半石墨质阴极和11kt/a石墨化阴极。 3.3产品规格品种规格备注炭块的外型尺寸L×W×H(mm)半石墨质阴极炭块(3250～3500)×515×450常规(3250～3500)×660×450加宽石墨化阴极炭块(3250～3500)×515×500加高(3250～3500)×660×500加宽加高3.4阴极炭块的质量标准3.4.1半石墨质阴极炭块质量标准(YS/T287-1999)指标名称单位指标BSL-1BSL-2灰份%＜7＜8电阻率Ω.mm2/m＜40＜45热膨胀率%＜1.0＜1.2耐压强度MPa≥32≥30体积密度g/cm3≥1.56≥1.54真密度g/cm3≥1.90≥1.873.4.2石墨化阴极炭块国内尚无质量标准，其参考指标如下：指标名称单位指标灰份%≤0.5电阻率Ω.mm2/m8～14热导率W/m.k80～120孔隙度%≤26抗折强度Mpa6～10耐压强度Mpa≥15体积密度g/cm3≥1.60真密度g/cm3≥2.18 3.5原材料质量标准3.5.1无烟煤质量标准指标名称单位指标水分%≤5灰份%≤8挥发份%≤10固定炭%≥803.5.2煅后无烟煤质量标准指标名称单位指标灰份%≤5水份%≤0.2真密度g/cm3≥1.85电阻率Ω.mm2/m≤6003.5.3延迟石油焦标准(SH0527-92)指标名称单位指标硫含量%≤0.5挥发份%≤12灰份%≤0.3水份%≤5硅含量%≤0.08钒含量%≤0.015铁含量%≤0.08注：水份不作为考核依据。3.5.4改质沥青质量标准(YB/T5194-93)指标名称单位指标软化点(环球法)℃100～115甲苯不溶物%28～34喹啉不溶物%8～14β树脂%≥18结焦值%≥54灰份%≤0.3水份%≤5注：水份不作为考核依据。 3.5.5煤焦油质量标准(GB/T3701-83)指标名称单位指标一号二号密度g/ml1.15～1.211.13～1.22甲苯不溶物%3.5～7.0≤10灰份%0.130.13水份%4.04.0粘度E804.04.2萘含量(无水基)%7.07.03.5.6冶金焦质量标准指标名称单位指标灰份%≤15固定炭%≥83粒度mm≥33.5.7浸渍沥青质量标准指标名称单位指标软化点(环球法)℃80～85甲苯不溶物%12～14喹啉不溶物%≤5固定炭%≥50灰份%≤0.3密度g/cm31.263.6阴极生产工序半石墨质阴极生产工序有：原料仓库、沥青熔化、无烟煤煅烧、生阴极制造、焙烧、机加及成品库、化验室等石墨化阴极生产工序有：原料仓库、沥青熔化、石油焦煅烧、生阴极制造、焙烧、高压浸渍、二次焙烧、石墨化、机加及成品库、化验室等。 3.7工艺方案及工艺过程3.7.1原料仓库本工程设计建设一108×30米机械化原料仓库，其中60米存放石油焦、无烟煤、存放量45天。其余48米存放固体沥青，存放量60天。阴极生产所用的原料分别由汽车运来，卸入原料库。石油焦和无烟煤由抓斗桥式起重机抓入带格筛的料斗中，经过齿辊破碎机粗碎后，分别送入罐式炉和电煅烧炉内高温煅烧，固体沥青运往沥青熔化。3.7.2煅烧目前，国内煅烧设备主要有三种：回转窑﹑罐式炉﹑电煅炉。回转窑机械化程度高，占地小，产能大，但烧损大；罐式炉产量小，占地广，但烧损小，产量灵活；电煅炉煅烧温度高，质量稳定，产量小。本设计无烟煤煅烧选用2台电煅炉，煅烧温度为1800～2000℃，石油焦煅烧选用1台4组八层火道的罐式炉，煅烧温度为1300℃。电煅炉为直流炉，直流容量1350kW，电耗900～1000kWh/t。无烟煤经过1800～2000℃的煅烧，煅后煤连续排放，排料温度低于200℃，然后用输送设备送至煅后料仓贮存。煅烧过程中排出的挥发份经过燃烧后排入大气中。罐式炉由电动小车加料，煅后焦排放温度低于100℃，然后经输送设备送至煅后料仓。煅烧过程中的烟气进入余热锅炉后，排放到大气中。3.7.3沥青熔化沥青熔化采用间断熔化方式。熔化槽投资少，设备简单，适合小规模生产。本工程选用6台热媒加热60吨沥青熔化槽，沥青熔化温度200℃。煤焦油在沥青熔化库贮存，在沥青熔化库内完成阴极用沥青软化点的调整。熔化好的沥青由沥青输送泵打入生阴极沥青高位槽内。 3.7.4生阴极制造为保证生阴极质量，本工段拟引进配料系统预热、强力混捏冷却机和振动成型机。3.7.4.1中碎筛分设4套破碎、筛分系统，分别处理无烟煤、石油焦、半石墨质炭块返回料和石墨化炭块返回料。无烟煤和石油焦由各自料仓进入破碎筛分系统后，分出各种粒度，进入相应的配料仓备用。半石墨质炭块返回料和石墨化炭块返回料分别进入各自破碎筛分系统，废品大块返回料进500吨液压破碎机和反击式破碎机两级破碎后，再进振动筛进行筛分。3.7.4.2磨粉磨粉采用4套国内技术成熟的5R悬辊磨粉机，本系统生产无烟煤粉、石油焦粉、石墨粉、焙烧机加碎粉。磨好的物料进入相应的粉料仓中。3.7.4.3配料、混捏本系统采用间断式配料，引进两套配料系统和两台强力混捏设备，分别处理无烟煤和石油焦。强力混捏设备包括：干料预热﹑糊料混捏﹑糊料凉料。按配方配好的干料送入干料预热器，加热到180℃，然后进入强力混捏机，同时加入沥青，混捏温度保持在180℃，经过一段时间后，喷入定量的水冷却，降低糊料温度，混好的糊料温度为145±5℃，然后送入成型机的保温糊料斗备用。以上工序采用PLC连锁控制。3.7.4.3成型本设计选用引进振动成型机一台,国产3500t挤压机一台。3.7.5焙烧 生阴极焙烧选用2台36室带盖的环式焙烧炉，4个火焰系统，8室运转，焙烧曲线为360～380小时，焙烧温度～1300℃，引进燃烧控制系统，降低焙烧的能耗。焙烧炉用冶金焦作填充料，冶金焦在填充料加工部处理后，粒度为2～6mm，可反复利用，出炉后的炭块粘有填充料，清理后集中堆放。焙烧炉排出的烟气经过净化处理后，达标排放。3.7.6高压浸渍为提高石墨化阴极炭块的质量，减少孔隙度，焙烧后的炭块进入高压浸渍工段，采用沈阳院开发的抽真空高压浸渍技术。本设计选用一套浸渍机组，浸渍罐长11.5m，每次浸3筐。经过清理后的焙烧阴极，用车辆运入浸渍车间堆场，再用吊车和人工辅助将阴极装入浸渍筐，装完筐的产品整筐吊入电极预热炉进口的输送辊道上。通过顶推机送入预热炉，热风炉产生的400～500℃的烟气在预热炉内将阴极加热到300℃。预热好的阴极被送入浸渍罐，关闭罐门后，用真空机组抽真空，当浸渍罐内的压力达到1300～3000Pa时，开始向浸渍罐内注入浸渍剂。浸渍剂注入结束后，关闭真空系统，利用沥青加压泵继续向浸渍罐内注入沥青，并用浸渍剂做介质加压，使浸渍罐内的压力升到1.47MPa。在设定的时间内根据浸渍压力变化，加压泵自动开启与停止，使浸渍罐内的压力保持在1.27～1.47MPa之间。浸渍结束后，阴极块被推入冷却室，直接喷水冷却，冷却好的阴极块由吊车集中堆放。根据用户的要求不同，也可以把焙烧品先去石墨化，然后再进行浸渍及二次焙烧。3.7.7二次焙烧浸渍后的阴极块全部进行二次焙烧，采用沈阳院的专利技术。本设计选用沈阳院新型环式二次焙烧炉，阴极焙烧温度600～800℃，焙烧挥发份引入燃烧系统，充分燃烧后，直接排入大气。3.7.8石墨化 石墨化工段引进国外先进的内串石墨化技术，本设计采用2套直流石墨化系统，并引进多功能天车。二次焙烧或一次焙烧后的阴极块端部要清理干净并进行机加工，保证端面的垂直度平行度。然后将阴极放在石墨垫块上，在炭块端部抹上石墨膏后调整加压，产品经加压调整好后放入保温料，保温料厚度距离产品上部600～700mm。装好炉后，按给定的曲线送电，送电约25h后，温度达到2500～3000℃左右，石墨化电耗3000～3500kWh/t。炉子冷却36h以后，分层取料，170小时后出炉。出炉后的阴极块清除表面粘结的杂物，检查产品外形与电阻率。合格品运往机加车间，不合格品运往中碎处理。3.7.9机加及成品库本工程引进一套阴极加工生产线，另设一条国产加工生产线。合格的阴极块进入机加车间，炭块在铣床上进行四个侧面及铣槽划痕的工作，然后移到炭块切割机上进行端面加工，加工过程产生的加工碎运往中碎处理。加工好的炭块用天车集中堆放在成品库中。3.7.10化验室化验室完成对原料﹑中间产品﹑阴极炭块的检测和分析，确保各工序的质量。本工程引进部分国外先进检测设备。3.8本工程引进主要设备表配料系统2套强力混捏设备2台振动成型机1台焙烧燃烧控制系统4套串接石墨化多功能天车1台串接石墨化工艺技术整套阴极炭块加工机组1套分析化验设备关键设备 3.9技术特点3.9.1混捏引进国外的先进混捏设备强力混捏机,完成糊料的混捏和冷却,提高了糊料的均温、均质性能。为了确保糊料的质量，一并引进国外的自动配料系统。3.9.2成型为了确保生产特大块3600×680×510mm的产品质量,引进一套国外的振动成型机。另外配备一台国产3500t油压机，适应国内客户的多种需求。3.9.3焙烧引进国外的燃烧自动控制系统与国内的先进炉型配套,提高制品的均温性及节省能耗。3.9.4浸渍、二次焙烧这是本工程生产石墨化阴极优于国内其它厂家的独特技术。采用沈阳院的专有技术高压浸渍及专利技术二次焙烧，极大地提高了产品的质量，确保在国产石墨化阴极中的独特领先地位。3.9.5石墨化引进国外先进的串接的石墨化技术,可以实现液压系统与通电曲线之间的自动匹配运行,从而也可以根据用户的要求不同,调整制品电阻率的均一性。提高产品质量和降低电耗。4.公用工程4.1总图运输4.1.1区域位置4.1.1.1地理位置介休市位于山西省太原市以南约160公里，东经111°44′10″～112°10′14″,北纬36°50′11″～37°11′04″。 介休市东邻平遥，南靠沁源，西望灵石，北和孝义、汾阳接壤。山西华能炭素责任有限公司2.2万吨阴极生产线厂址位于介休市东南角(原山西碳素厂厂址)，厂区距城区约2公里，厂区北侧距国铁同蒲铁路仅240米，东侧紧邻介休水泥制杆厂，南侧靠介洪公路。4.1.1.2自然条件气象介休市属暖温大陆性气候，主要参数如下：年最高气温38.6℃极端最低气温-24.5℃年平均气温10.3℃极端最大降雨量733.1mm极端最小降雨量297.2mm年平均降雨量493.9mm冻结深度80cm主导风向西南风平均风速2.2m/s4.1.1.3工程地质根据75年地质勘察报告所论述，厂区位于山前洪冲积扇的中部、地形较平坦，地质构成为第四系山前洪积—冲积物，故其地层为黄土状亚粘土。1.表土为耕地，局部为填土，其厚度0.5～1.0米。2.黄土状亚粘土，褐黄色，土质不甚均匀，局部会有少量的小砾石及黑色炭质，具孔隙，孔径为0.2～1.0mm，有虫孔，虫孔直径一般为0.2～0.5cm，孔隙和虫孔随深度的增加而减少。3.卵石夹亚粘土。卵石粒径一般为2-10cm，成分为石灰岩及石英岩。此层与下伏卵石层呈渐变过度，不普遍分布，该层厚度在3-5米以上。 4.1.2总平面布置及竖向设计2.2万吨阴极生产线，布置在原有山西炭素厂厂区内。以厂区中部道路为界线，厂区西侧为本工程用地，将原有建构筑物全部拆除。保留厂区东侧现有的阳极生产系统。总平面布置充分利用现有用地范围，满足生产工艺流程，做到布局合理，物料运输流程通畅。总平面布置两个方案，两个方案总体布局变化不大，主要区别于是否保留现有的办公楼，招待所、家属宿舍楼。见总平面图。年产2.2万吨阴极炭块，主要生产车间及建筑物有：原料库、煅烧、生阴极、焙烧、高压浸渍、二次焙烧、石墨化、机加及成品库、综合楼、食堂及浴室等。方案1：厂区北侧铁路专用线以南依次布置原料库、煅烧、生阴极、焙烧、焙烧车间为双跨，机加及成品库。在焙烧东侧布置高压浸渍和二次焙烧，二焙南侧为石墨化，其它生产辅助设施靠近用户如循环水系统、整流所等。厂区配电系统布置在原有变电所区域内。综合仓库、检修、加压泵房、热媒锅炉房、污水处理等辅助设施布置在厂区西北侧。综合楼、食堂、浴室靠近现有厂区大门附近布置。方案2:保留现有办公楼、招待所宿舍。化验室设在综合楼内，机加成品库靠近现有铁路南侧布置。半成品运输距离较远。其它总平面布置与一方案基本相同。竖向设计由于在现有厂区拟建2.2万吨阴极生产线，厂区不需要整平。厂区排水采用暗管排水方式。排至厂区西北侧现有的排水管排出厂外。 4.1.3厂区运输4.1.3.1厂外运输本工程厂外运输主要货物有：石油焦、固体沥青、无烟煤，阴极等。年运输量71663吨，其中运进46663吨，运出25000吨。一方案采用汽车运输，在厂区东北角大门设有50吨汽车衡，计量进出货物。本次设计不考虑运输设备。方案二采用火车运输，由于现有铁路专用部分线路已损坏，采用火车运输需修复铁路专用线。4.1.3.2厂内运输厂内运输包括工序之间的原材料、半成品、成品、更新设备及零配件等多种货物的运输，运输方式有道路运输、皮带运输，小车轨道运输及管道运输。4.1.3.3道路设计新设计道路呈环行布置，主干道宽6米，次干道宽4.5米，厂区道路采用城市型横断面，通过雨水井，暗管排水，路面结构采用混凝土路面。4.1.4厂区绿化及警卫绿化是保护环境，美化环境，改善工作劳动条件的一种有效措施。厂区绿化占地率不少于15%，现有厂区四周设有围墙，有两处大门并设有门卫。4.2给排水4.2.1本工程新增给排水量日用新水量1490m3/d其中：生产给水1470m3/d生活给水20m3/d日排水量66m3/d其中：生产排水48m3/d 生活排水18m3/d循环用水量：14760m3/d4.2.2给水系统(1)水源本工程水源由业主自行打井供给，水质、水量均能满足要求。(2)厂区给水设施本工程新设一座二次加压泵房和两座400m3贮水池。其中消防贮水量为288ｍ3，生产及生活调节贮水量为512ｍ3。加压泵房内设生产、生活水泵3台，2用1备；设消防水泵2台，1用1备。(3)泡沫消防泵房因厂区内有重油储罐，故设计考虑设置泡沫消防泵房一座，内设泡沫消防水泵2台，泡沫发生器一套。4.2.3循环水系统本工程根据各专业的循环水量，根据工艺专业提资，设备冷却水采用循环供水，厂区设四个循环水系统，分别为整流所循环水、生阴极净浊循环水及煅烧循环水系统,保证水的复用率不低于90%。1.整流所循环水系统整流所循环水量为120m3/h。循环水泵房内设冷水泵3台，2用1备，设GBNL3-125型冷却塔2台，1用1备。循环水补充水采用经1台ZDF-8型软水设备软化的软水，为了保证水质，10%的循环水经1台高效过滤器旁滤处理。2.生阴极净循环水系统生阳极净循环水水量为65m3/h。循环水泵房冷水泵2台，1用1备，热水泵2台，1用1备，冷却塔2台，一用一备。循环水补充水采用经1台ZDF-2型软水设备软化的软水。为了保证水质，10%的循环水经1台高效过滤器旁滤处理。3.生阴极浊循环水系统 生阴极浊循环水水量为110m3/h。生阴极浊循环水回水先经过除油沉淀池沉淀后再进入循环水泵房。循环水泵房设冷水泵2台，1用1备，热水泵2台，1用1备，冷却塔2台，一用一备。4.煅烧循环水系统煅烧循环水水量为320m3/h。循环水泵房内设冷水泵3台，2用1备，热水泵3台，2用1备，GBNL3-350型冷却塔2台，一用一备。4.2.4排水系统本工程的排水系统分生活污水排水系统和雨水、生产废水排水系统。生产、生活排水量为66m3/d，其中生活污水量为18m3/d，生产废水量为48m3/d。生活污水主要来自各车间生活室。生活污水经管网排至污水处理站，经处理后达标排至厂外。生产废水不含有毒，有害物质，符合国家二级排放标准，可不经处理直接与雨水合流排至厂外。4.3热力热力设施包括：空压站、热媒锅炉房、余热锅炉房、燃油锅炉房、重油库及油泵站、厂区热力管网等。4.3.1空压站炭素工艺、通风收尘等需要压缩空气作为动力。所需的压缩空气负荷为28.0m3/min，考虑各种损失及平衡因素，计算压缩空气总负荷为35.3m3/min。设计选用两台Q=43.9m3/min，P=0.75MPa的螺杆式空气压缩机，其中一台运行，一台备用。配套电机功率N=250kW，电压U=380V。设计选用二台冷冻式干燥机，对压缩空气进行干燥处理。其中一台运行，一台备用。冷冻式干燥机运行参数：Q=50m3/min，P=0.7MPa。配套电机功率N=9.0kW，电压U=380V。 空压站还配套其它辅属设施，如废油收集箱,储气罐，除油过滤器等。为了便于设备检修，站内设置SDXQ-3型手动单梁起重机一台，运行参数为：额定起重量Q=3t,跨度Lk=7.5m,起升高度H=9.0m。4.3.2热媒锅炉房碳素工艺中沥青熔化、生阴极等工序需用热媒油作为加热介质。所需的总热媒负荷为Q=10.7×106KJ/h(2972.2kW)，计入1.2系数，计算热媒负荷为Q=3566.7kW。因此，设计选用有机热载体燃油加热炉二台套，其单台额定负荷为Q=1800kW，P=1.0MPa，二台热媒锅炉同时使用。根据各工序要求热介质温度，供油温度分别为290℃、265℃、220℃。设计选用三个循环回路，主循环回路供油温度为290℃，二个二次循环回路供油温度分别为265℃、220℃。设计选用：主循环油泵三台(Q=200m3/h，P=0.60MPa,附电动机N=55kW,二用一备)、二次循环油泵二台(Q=160m3/h，P=0.6MPa,附电动机N=45kW，一用一备)、二次循环油泵二台(Q=200m3/h,P=0.60MPa,附电动机N=55KW,一用一备),注油泵一台(Q=15m3/h，P=1.13MPa,附电动机N=7.5kW)。日用油箱V=1m3一个。考虑防火的安全要求，在热媒锅炉房外防火安全距离之外设置储油槽一台，储油槽容积V=20m3,储油槽设置在-3.5mm地坑，地坑上设置遮雨棚。在生阴极工段用热设备及管道最高标高1.5m以上处设置膨胀槽一台(V=8m3)。本工程热媒锅炉的燃料为重油。4.3.3余热锅炉房工艺罐式煅烧炉生产过程中排出大量高温烟气，其烟气参数如下：烟气量：Q=9000Nm3/h排烟温度：t=900-1000℃ 为充分利用烟气余热，节约能源，在煅烧炉尾部设置一台余热锅炉。根据煅烧炉的排烟参数，经平衡计算，设计选用余热锅炉一台，运行参数如下：蒸发量:D=3.5t/h锅炉排烟温度:t=200℃饱和蒸汽压力:P=0.60MPa余热锅炉房的热力系统设备由余热锅炉、全自动钠离子交换器装置、热力除氧器、连续排污膨胀器、定期排污膨胀器、锅炉给水泵、除盐水箱等组成。设计选用全自动钠离子交换器装置一台套,参数为:Q=4.0m3/h，附电动机N=0.40kW;选用低位热力除氧器一台，除氧器除氧能力为4t/h，能够满足锅炉给水要求。还设置了锅炉给水泵二台,其中一台运行,一台备用,单台参数为:Q=6.3m3/h，P=0.75MPa,附电动机N=4.0kW;除氧水箱V=10m3一个。在锅炉尾部设Q=20000Nm3/h除尘器一台，除尘效率达90%以上，以使烟气达到排放标准。除尘器后部设有Y4－73－11№22D型引风机一台，单台参数：Q=23000m3/h，P=1651Pa，电机功率N=22kW。烟气由引风机经烟囱排入大气，烟囱上口内径ф800，高35m。本工程工艺、重油加热、采暖、浴池等用热负荷共为：采暖期6.0t/h,非采暖期热负荷为3.5t/h。在非采暖期余热锅炉即可满足供热要求。4.3.4燃油锅炉房本计选用一台蒸汽锅炉，参数为：蒸发量Q=4t/h，P=1.25MPa；锅炉配套的鼓风机，参数为：Q=5008m3/h，H=4481Pa,附电机N=11.0kW。本锅炉只在采暖期运行。锅炉间内还设置了日用油箱(V=1m3)等辅助设备。为满足锅炉给水要求,水处理间内设置了全自动钠离子交换器装置一台套,参数为:Q=4.0m3/h，附电动机N=0.40kW;选用低位热力除氧器一台，除氧器除氧能力为4t/h ，能够满足锅炉给水要求。还设置了锅炉给水泵二台,其中一台运行,一台备用,单台参数为:Q=6.3m3/h，P=0.75MPa,附电动机N=4.0kW;除氧水箱V=10m3一个。另外,暖通专业要求采暖热介质为95/70℃热水,热负荷1350kW,设计选用整体式换热机组一台套,参数为：P=0.6MPa,F=8m2，产热量1630kW。配套循环水泵二台，参数为：流量Q=56m3/h，压力P=0.30MPa，电机功率N=7.5kW，其中一台运行，一台备用。配套补水泵一台，参数为：流量Q=7.5-15m3/h，压力P=0.525-0.48MPa，电机功率N=5.5kW。本工程燃油锅炉的燃料为重油。4.3.5重油库及油泵站炭素工艺生产、热媒锅炉及蒸汽锅炉所用燃料均为重油，其总耗油量为30.4t/d，设计确定重油库规模为三台V=500m3重油罐，其中二台用于加热及日用，另一台用于储存。重油由汽车油罐车运至厂内，按14天储量计。为降低重油的粘度，增强其流动性，在重油罐内设油罐加热器F=40m2。重油库设置油泵站一座，油泵站内设置供油泵三台(Q=3.60m3/h,P=1.0MPa,附电动机N=2.2kW，二运一备)。设置污油泵一台，其参数为Q=3.6m3/h,P=1.0MPa,附电动机N=2.2kW。供油泵及污油泵入口前分别设置一个油过滤器。供油泵将重油输送至各个工段。从重油罐排污孔排出的污油排至设在油泵站外的污油池中，污油池内设有加热器，将污油加热使其油水分离，由污油泵将分离出的油送回重油罐。重油加热介质采用蒸汽，蒸汽压力为0.5MPa,将重油加热至85℃～90℃，以确保将重油输送至各用户。4.3.6厂区热力管网厂区热力管网包括：蒸汽管道、凝结水管道、采暖供、回水管道、压缩空气管道、热媒油管道、重油管道等。 除压缩空气管道不需要保温外，其它管道均需保温，保温材料为硅酸盐类制品。热媒油管道采用架空敷设，其余管道均采用地沟敷设。4.4采暖通风4.4.1设计依据1.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-20032.《工业企业设计卫生标准》GBZ1-20023.《大气污染物综合排放标准》GB16297－19964.《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-20025.工艺及有关专业对本专业的要求4.4.2气象资料1.冬季采暖天数：130天/年2.冬季采暖室外计算温度:Tnw=-11℃3.冬季通风室外计算温度:Tdf=-5℃4.夏季通风室外计算温度:Txf=28℃5.冬季空调室外计算温度:Tdk=-14℃6.夏季空调室外计算温度:Txk=32.3℃7.大气压力(平均):冬季P=92.04kPa夏季P=93.50kPa8.室外风速(平均):冬季:V=2.6m/s夏季:V=1.6m/s9.室外计算相对湿度:冬季空调49%最热月平均71%4.4.3设计原则及方案(一)采暖1．本地区属于集中采暖地区，按规范及工艺专业要求，设计集中采暖系统。2．采暖室内设计温度：生产车间5～18℃ 行政福利设施12～25℃3.采暖热媒为95/70℃热水，热源由厂热网供给。4.采暖系统采用钢制复合式散热器。采暖形式可视现场情况采用单管、双管系统或水平串联式。5.采暖负荷表序号房间名称室内设计温度℃采暖耗热量kW备注1工艺生产工序10～184502检修141203综合仓库51154烟气净化12～181605锅炉房12～18556热媒锅炉房12～18587空压站10～18608余热锅炉房12～18409煅烧循环水10～183010加压泵房10～183011整流所循环水10～182012消防泵房10～182013净循环水10～182014浊循环水10～182515综合楼12～18120总计1323(二)通风除尘对生产过程中产生的余热．粉尘等按环保要求，根据不同情况，分别予以处理．1.通风(1)焙烧等有余热产生的工序，由于生产设备散发大量余热无法利用，均设避风天窗等自然通风措施予以排除。(2)化验室、配电所、循环水泵房等设机械通风系统。2.除尘 由于阴极生产过程中散发大量粉尘，设计对产尘设备加设密闭罩，并对排尘点抽风，防止粉尘外逸。对含尘空气采用高效袋式除尘器进行净化(机加车间采用旋风+袋式除尘器)，处理后的净气排入大气，以使室内环境达到国家规定的卫生标准，净化后的气体达到国家规定的排放标准。除尘系统基本按生产工艺流程划分，采用相对集中式系统。除尘系统收下粉尘，符合生产要求者返回工艺流程中，其余采用集中返尘方式处理，尽量减少二次扬尘。3.沥青烟治理在沥青熔化工序生产过程中产生大量沥青烟气，采用电除尘器对沥青烟气进行净化；对生阴极混捏成型工序中产生的沥青烟气，采用以焦粉为吸附剂的干法净化系统，净化后尾气均排入大气，并达到国家规定的排放标准。4.通风、除尘系统治理措施序号子项名称有害物名称设计风量(m3/h)治理措施用电量(kW)1原料仓库煤、焦粉15000脉冲袋式除尘器352煅烧煤、焦粉50000脉冲袋式除尘器1353沥青溶化沥青烟气22000电除尘器754生阴极煤、焦粉沥青粉及沥青烟气135000脉冲袋式除尘器7505一次焙烧填充料20000脉冲袋式除尘器406机加石墨粉30000旋风除尘器+脉冲袋式除尘器1007石墨化填充料25000脉冲袋式除尘器428高压浸渍沥青烟气25000电除尘器80 9煅烧循环水余热15000送风110加压泵房余热10000送风111整流所循环水余热8000送风0.512净循环水余热4500送风0.513浊循环水余热4500送风0.5总计3640001260.54.4.4全厂暖通设计指标采暖总耗热量:1323kW通风、除尘总风量:364000m3/h用电总量:1260.5kW压缩空气用量：15m3/min4.5烟气净化4.5.1概述本设计是为阴极焙烧炉所做的烟气处理系统。在阴极炭块焙烧生产过程中,散发的有害物对人类及动植物都有极大的危害。为保护环境,防止污染,必须将其处理掉。焙烧烟气中所含的有害物主要有沥青焦油,粉尘和二氧化硫等。4.5.2设计方案来自焙烧炉的烟气首先要进入全蒸发冷却塔进行喷雾降温。烟气冷却的目的有二个,其一是降低电阻率,其二是将一部分气态焦油冷凝成液态焦油(因干电捕对气态焦油净化效率为零)。控制冷却后烟气温度在100±5℃进入电捕焦油器,经电捕焦油器净化后的烟气通过引风机送 入烟囱排入大气。电捕焦油器捕集下来的焦油物质定期排入贮油罐,为了满足排放要求,采用三电场电捕焦油器提高净化效率。当冷却系统或电捕焦油器检修时,为保证焙烧炉正常生产,烟气经旁通风机引入烟囱。当风机检修、人为烧烟道或烟道着火时,烟气直接进入烟囱排入大气。拟设计两套相同烟气处理系统,下面为一套系统的设计参数及设备选型。4.5.3主要设计参数烟气量40000Nm3/h烟气温度250℃烟道出口负压-2500Pa烟气中有害物含量焦油:3000mg/Nm3粉尘:100mg/Nm3净化效率沥青焦油:99%粉尘:92%4.5.4主要设备选择(1)主排烟机引风机Y4-73-12NO.14D2台(1台旁通用)Q=90500m3/hH=3940Pa附电机Y315M2-42台N=200kW380V(2)电捕焦油器F=30m2卧式三电场电捕焦油器1台(3)冷却塔 φ3.2mH=23m1座(4)阀架1台喷水量4.5m3/h4.5.5净化后烟气排放指标焦油30mg/Nm3粉尘8mg/m34.5.6主要技术经济指标水耗:5.5m3/h每吨炭块耗电:62.5kWh4.6检修设施及仓库4.6.1设计原则山西华泰碳素有限公司2.2万吨阴极生产线，检修工作量为：机械设备检修年需一般机械备件480吨(其中加工件128吨),生产消耗件531吨。以上机械备件均外购解决。为保证生产设备的正常运行,厂内设检修间。主要生产工序设检修站。本工程设综合仓库,用于贮存各种备品、备件及其它检修工作的各种材料。本工程运输车辆的大、中修理外协解决。本工程不设汽柴油库及加油站。4.6.2设计内容一般机械设备为两级检修体制,设备的小修和维护由主要生产工序设检修站完成,设备的大、中修由检修间完成。1)检修间 为满足厂内机械设备、各种炉窑内衬等的修理,本厂设检修间。检修间由机修、炉修组成。a)机修负责零、配件的制做和大型机械设备的大、中修理。主要设备有牛头刨床、普通车床、摇臂钻床、LD型电动单梁起重机等。b)炉修负责各种炉窑内衬的拆除与砌筑、内衬砸固及炉窑的各种维护工作等。主要设备有成型工具、切削工具、LD型电动单梁起重机和风动工具等。按需要确定检修间厂房建筑参数为:主跨宽12m,副跨宽6m,起重机轨顶标高为7.5m,长60m。总面积1080m2。2)检修站设备的小修和维护等由主要生产工序检修站负责。主要设备有:电焊机、台钻、砂轮机等。3)仓库厂内设有综合仓库,包括备品备件库、耐火材料库、润滑油库、五金工具和劳保用品库。用于存放各种物品。内设LD型电动单梁起重机等。按需要确定综合仓库库房建筑参数为:跨宽12+12m,起重机轨顶标高为6.5m,长60m。总面积1440m2。5.电力5.1电力专业 本工程为山西华泰碳素有限责任公司2.2万吨/年阴极生产线工程,本预可研根据碳素工艺的配置通过技术经济比较,供中铝公司主管部门审批。2.2万吨/年高档阴极生产线设计内容为：1.1万吨/年半石墨质阴极及1.1万吨/年石墨化阴极生产线。根据山西华泰碳素有限责任公司提供的场地,工艺与总图专业进行了配置,全厂总图布置详见总图专业图纸。5.1.1负荷性质及供电5.1.1.1负荷性质本方案主要由两大部分组成,即一部分由原料加工制备、贮存、输送及沥青熔化、煅烧、生阴极、焙烧、机加等主要生产工序及中央变电站、加压泵房、循环水泵房、锅炉房、余热锅炉房、空压站等辅助设施组成。另一部分由石墨化、高压浸渍、二次焙烧等组成。中央变电站、加压泵房、整流所循环水泵房、煅烧循环水泵房、石墨化循环水泵房按一级用电负荷考虑,其它用电负荷均按二级用电负荷考虑。5.1.1.2供电原山西碳素厂有一座中央变电站,主变为16000kVA,110kV进线,另有一10kV备用进线约为3000kVA。但该变电站投入运行已30多年,杆塔、线路、电气设备及建筑物陈旧、落后、老化已不适合改造的需要,另外,增加石墨化炉、高压浸渍、二次焙烧等增大的用电量,原有中央变电站的容量也远远满足不了需要,必须将原有中央变电站废掉,在原地重新建造一座中央变电站,为新建厂区供电。新建110/10kV中央变电站供电系统为110/35/10kV系统,一路110kV进线,主动力变拟选一台50000kVA,三线圈结构,一次侧110kV,二次侧一个35kV出线加一个10kV出线。中央变电站设35kV配电装置及10kV配电装置各一个,35kV配电装置为石墨化炉整流机组供电,配电系统为单母线;10kV配电装置为全厂10/0.4/0.23kV低压变电所供电,配电系统为单母分段。另一10kV备用进线作为一、二级用电负荷的备用电源。35kV配电装置及10kV配电装置,分别由35kV高压开关柜及10kV高压开关柜组成。10kV 配电装置除为本工程配电外,并为保留车间的低压变电所配电,并预留出备用位置。详见110/35/10kV配电系统图。5.1.1.3电源110/35/10kV中央变电站所需的110kV电源,仍由介休变电所引接,供电回路大约7～8公里长,供电线路的增容、线路的敷设改造由山西省晋中电力供电公司负责设计及施工。对供电线路的增容及改造,山西省晋中电力供电公司已做出承诺,尽一切力量满足建厂需要。5.1.2用电负荷根据年产1.1万吨半石墨质阴极及1.1万吨石墨化阴极生产线,工艺及各辅助专业对各车间提供的用电量,计算全厂用电负荷如下:最大有功功率P=42000kW最大无功功率Q=11310kVAR最大视在功率S=43610kVA年耗电量W=0.651×108kW.h5.1.3中央变电站新建110/10kV中央变电站仍在原址不变,并将110kV配电装置与35kV配电装置及10kV配电装置合建一处,变电站为四层结构,一层设主动力变压器室、35kV配电室、10kV配电室及主控室、办公休息室,新建110kV配电装置由原来的户外型改为户内型,设在二～四层平面。110kV配电装置由电流互感器、电压互感器、六氟化硫断路器、母线、绝缘子等主要设备组成。35kV配电装置及10kV配电装置,主要由35kV及10kV高压开关，受电、馈电柜及补偿柜组成。主控室为110kV配电装置与35kV及10kV配电装置共用的控制室,主要承担对110kV配电装置与35kV及10kV配电装置的监视、测量、保护、控制等工作。 5.1.4车间变电所根据总图专业对全厂各工序的配置及全厂用电负荷的分布,拟在生阴极制造设一低压变电所,拟选用两台10/0.4/0.23kV,1600kVA电力变压器,主要为整个生阴极制造及附近的原料库、沥青熔化库、热媒锅炉房、循环水泵房等工序的动力、照明供电。拟在焙烧设一低压变电所,选用两台10/0.4/0.23kV,1600kVA电力变压器,主要为焙烧、焙烧烟气净化及附近的辅助设施的动力、照明供电。另拟在高压浸渍设一低压变电所,选用两台10/0.4/0.23 kV，800kVA电力变压器,主要为高压浸渍、石墨化及附近的辅助设施的动力、照明供电。还拟在机加及成品库设一低压变电所,选用两台10/0.4/0.23 kV,1000kVA电力变压器,主要为机加及成品库、化验室及附近的辅助设施的动力、照明供电。另外,还在110/10kV中央变电站内设10/0.4/0.23kV,320kVA所自用电变压器一台,为中央变电站及35kV配电装置、10kV配电装置的动力、照明供电。5.1.5石墨化炉供电设备根据石墨化炉的工作条件:最大工作电流120kA;工作电压45～210V,∏型内串接石墨化炉,一组10台。拟选用一套移动式整流机组供电装置为其供电,整流变压器为主调合一,一次额定电压35kV,额定容量约为20000kVA,主接线采用自藕直降形式,双侧出线。35级有载调压,20%～105%连续等级差粗调,饱和电抗器细调,调节深度为20V。冷却方式采用强油风冷结构。 整流器采用上进下出的同相逆并联二极管整流方式，母线支撑式结构,可方便地实现单面维护,并采用水风冷却方式冷却。整流器的运行状态、数据采集、保护巡检及接口通讯系统均置于整流控制柜内,并以通讯方式与控制室相联。5.1.6电煅烧炉供电根据碳素工艺配置无烟煤煅烧采用两台电煅烧炉,根据工艺要求需用直流供电,所以,在两台电煅烧炉旁分别设整流器及变压器室,整流机组采用整流器与整流变等设备合一型,分别为煅烧的两台电煅烧炉供给直流电源。5.1.7控制及保护110kV配电装置及35kV配电装置、10kV配电装置采用微机自动化保护及控制。对配电全过程实时控制,对模拟量巡回检测,显示功能,并对磁盘文件管理,与生产管理计算机进行通信。对石墨化炉的送电过程及工艺生产过程采用计算机控制,使阴极石墨化过程更加科学化、更加理想化,提高产品的质量及成品率。通过PLC及微机保护装置把整流台车、整流变压器、整流柜,液压顶推装置、冷却系统等的主要测量信号、计量信号、报警信号、控制信号进行采集处理;通过上位机把整流台车、整流变压器、整流柜,液压顶推装置、冷却系统等各种保护,及互锁关系联系起来,具有手动自动两种方式,系统能根据设定的工艺曲线自动进行调节,并把数据传到控制室上位机完成管理功能。该项技术拟引进国外先进技术。对各生产工序的工艺生产过程及各辅助设施的生产过程、通风收尘系统等的控制,均采用PLC可编程控制器进行控制,以提高整个生产过程的自动化水平,进一步提高生产效率。5.1.8功率因数补偿根据石墨化炉及各工序动力、照明等负荷计算，自然功率因数COSф=0.9以上,高于国家标准,不需要进行功率因数补偿。5.1.9装备水平1.110kV配电装置 110kV配电装置设备均采用户内型,断路器采用六氟化硫断路器,母线采用管型母线,电流互感器、电压互感器采用精度高、质量有保证的新产品。主动力变采用低能耗、高质量的节能产品。2.35kV及10kV配电装置35kV及10kV配电装置内35kV及10kV高压开关柜,采用全封闭金属铠装中置式、具有五防功能的移开式真空断路器开关柜,内置中压微机保护装置,以保证安全可靠供配电。3.380/220V低压配电考虑到本工程的大部分工序焦炭粉尘污染比较严重,又受工序内建筑物的布置所限,工序低压变电所的变压器室与低压配电室合并,配置在同一层同一个房间内,变压器采用S10系列线圈非包封型干式变压器,这样即可以节省占地面积、节省土建投资又可以解决防火问题。低压配电采用回路多、占地省、灵活性高、便于维护、运行安全可靠、防护等级高,易于与控制系统接口的抽屉式智能型低压配电盘。控制台采用台、屏合一式。电气元件采用质量保证,技术先进,运行安全可靠的国产件及进口原装件。5.1.10电力传动根据工艺生产过程及用电负荷,在主要工序设变电所及控制室,在其它各工序设低压配电室,根据需要设控制室。根据工艺、各辅助专业生产要求及电机容量大小,采用软起动及变频调速设备以降低能耗。按生产工艺要求,各工序生产过程采用PLC可编程控制器及上位机进行全自动化控制,生产操作在控制室集中操作,机旁设机旁操作箱,可在设备附近进行现场调试和检修。PLC可编程控制器的控制柜尽量集中在低压配电室内,通过网络数据线与上位机连接。 5.1.11防雷、接地高层车间、超过15米高的建筑物、料仓、锅炉房及烟囱、重油库等易受雷击部位按《有色企业设计技术规定》设防雷装置。防雷接闪器、引下线、接地干线和接地极尽量利用建筑物的结构钢筋及基础钢筋,有困难时,单独设置。凡正常情况下不带电,而事故情况下有可能带电的电器设备及用电设备的金属外壳,均需进行可靠接地。防雷接地、保护接地及工作接地采用同一种接地装置时,接地电阻必须小于4Ω。380/220V供电电源的线路长度超过50m时,需在电源入口处进行重复接地,接地电阻不大于10Ω。5.2电控5.2.1设计原则山西华泰炭素有限责任公司2.2万吨阴极工程,自动化控制由计算机系统仪表检测控制共同来完成。自动化控制的装备及水平在整个工程中占有中要的地位。根据工程采用的生产工艺及设备对控制的要求,生产过程工艺参数自动检测与自动控制的设计方案应当在可靠、实用、合理、经济的基础上力求先进,以达到提高生产率、改善劳动条件、提高产品质量、节约能源和减少污染的目的。5.2.2设计范围根据工艺专业要求,自控专业的设计范围如下:1.原料仓库2.沥青熔化3.生阴极4.焙烧 5.高压浸渍6.焙烧烟气净化7.热媒锅炉房8.重油库及油泵房9.空压站10.锅炉房11.加压泵房12.整流所循环水泵房等13.煅烧14.二次焙烧15.余热锅炉房16.机械加工5.2.3控制方式和控制装备水平及主要仪表选型标准采用计算机控制系统,在生阴极、焙烧等设操作站，对生产工序的生产过程进行监视和控制,实现过程工艺参数的集中显示、自动控制、越限报警、记录、打印各种生产报表及人机对话,以确保生产设备的正常与经济运行,改善操作人员的劳动条件,提高生产控制与管理水平。计算机系统在技术上要具备安全性和先进性,也要考虑经济上的合理性,具备良好的性能价格比。采用仪表检测控制,在热媒锅炉房、重油库及油泵房、锅炉房、余热锅炉房、空压站等实现仪表检测控制。1.控制方式采用计算机控制系统,以工序为单位对整个生产过程进行集中监视和控制。2.控制水平 根据各工艺生产过程对控制技术和自动化水平的要求,其控制水平具有技术上的可靠性和先进性以及经济上的合理性。这不仅体现在所采用的控制设备和控制手段上,也体现在具有成熟使用技术、经验的控制策略和先进的控制软件上。也就是说,所采用的控制设备和控制手段均先进可靠,并有较高的性能价格比和成熟的使用经验。所采用的控制策略及应用软件均经过实际生产过程的检验,使阴极生产自动化控制水平达到国际先进水平。3.仪表的选型标准现场仪表担负着生产过程信息的采集和生产控制指令执行的重要作用,地位非常重要。本工程的现场仪表设备将以阴极行业具有成熟使用经验的国外产品及国内引进技术的产品为主,力求使用可靠,同时又尽量节省投资。仪表的选型应当既能适应阴极恶劣的生产环境,能耐高温、粉尘和泄漏,又具有智能型的仪表。仪表的选型尽量使型号、规格及生产厂家统一,减少仪表种类及规格品种,便于仪表的维护及备品备件的准备。5.3电讯依据工程生产规模和定员情况,为满足企业生产和管理的需要,全厂的通信可分为厂区行政通信、调度通信及其它辅助通信。5.3.1行政通讯为满足办公、生产等需要,工程拟设自动电话站,站址设在综合办公楼内,交换机采用行政与调度合二为一的数字程控调度交换机。行政电话容量为100门。交换机不但能满足正常通信要求,而且能满足数据传输的要求,以适应ISDN的发展要求。5.3.2调度通讯为便于指挥生产,在综合办公楼拟设厂区生产调度电话站,其容量为20门。交换机采用上述交换机。 5.3.3中继线对外中继线路由当地电信部门供给,中继线路容量20对,用以实现本厂与外界的中继联系及专用通讯联系。其数量及敷设方式由甲方与当地电信部门协商解决。各个调度站之间以及调度站与厂区行政电话站之间均有中继线联络。5.3.4厂区通讯线路厂区内通讯线路的敷设方式采用管道、线路直埋和沿建筑物明设等方式。5.3.5辅助通信根据现代化企业的特点,为满足企业生产和经营的需要,企业须配置一定数量的传真机及无线对讲电话。6.土建6.1建筑6.1.1设计原则本工程土建设计依据有关资料及任务单进行方案设计。严格遵照现行国家规范并根据我国当前国情、合理选用建筑结构方案,力争做到技术先进可靠、经济实用、建筑美观同时结合地方实际情况尽量采用地方材料。6.1.2建筑设计6.1.2.1设计规范及标准图的采用1.建筑设计防火规范GBJ16-87(2001年版)2.工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)3.建筑抗震设计规范(GB50011-2001)4.国家颁发的有关规范、规定、标准。6.1.2.2建筑配置及围护结构 1.本设计中考虑全厂整体性,对全厂建筑形式统一协调布置。对大型建筑考虑在满足工艺要求及合理使用以及整体美观的前提下,进行方案对比。其中原料库,焙烧、煅烧、沥青熔化、浸渍、石墨化、机加等,采用钢筋混凝土框架及排架结构,生阴极制造采用钢筋混凝土多层框架结构。综合楼,食堂及浴室为钢筋混凝土框架结构,循环水系统及其它建筑为砖混结构建筑。总建筑面积:59154m22.合理组织热车间的自然通风及保证室内的天然采光,对设置在噪音源附近的操作室、值班室等采取隔声措施。3.平面配置力求规整,尽量避免贴建小建筑物。建筑配置要符合国家建筑模数。柱间距一般为6.0米,生活室及休息室一般开间为3.3米、3.6米、3.9米,特殊情况可酌情处理。层高以100毫米为模数。室内外高差一般为150毫米。4.防震缝:建筑物遇到需要设伸缩缝、沉降缝时,一律按抗震缝设置。5.砖墙:一般厂房、墙厚为240毫米。砖墙承重结构及排架结构采用实心砖砌筑,框架结构采用大孔空心砖砌筑。6.屋面:采取有组织排水。个别建筑可根据需要采取无组织排水形式。7.门窗:一般车间采用钢大门,生活室等采用钢门及木门,局部采用铝合金门。车间侧窗无特殊要求均采用钢窗。8.装饰:一般建筑物内、外墙均做抹灰,面层刷涂料。6.1.2.3主要生产车间安全出口及疏散1.本工程建筑防火设计依据(建筑设计防火规范):GBJ16-87[2001年版]的要求和有关规定。本工程大部分生产厂房为丙、丁类。其它循环水为戊类。建筑物耐火等级均为二级。建筑防火设置将按不同使用功能、选用建筑材料和设置防火通道及楼梯。 2.生产车间:建筑物均为钢筋混凝土和混合结构,高层框架结构按防火要求设置封闭楼梯间。高层厂房内有电梯时按消防电梯设置,以满足生产人员安全疏散和消防要求。3.综合楼、食堂、浴室及生活设施:建筑物为钢筋混凝土结构。建筑按使用功能和防火要求设消防安全出口。6.2结构6.2.1设计规范及计算数据设计规范●建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001●建筑结构荷载规范GB50009-2001●混凝土结构设计规范GB50010-2002●钢结构设计规范GB50017-2003●砌体结构设计规范GB50003-2001●建筑抗震设计规范GB50011-2001●建筑地基基础设计规范GB50007-2002●烟囱设计规范GB50051-2002●高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002●湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004●门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002●建筑桩基技术规范6.2.2厂区自然条件及计算数据1.基本风压0.4kN/m22.基本雪压0.3kN/m23.土壤冻结深度-0.9m4.地震,抗震设防烈度为8度5.工程地质及水文地质 根据厂方原有资料,该场地位于山前洪冲积扇的中部,地势比较平坦,其总的趋向是西北低,东南高。场区内仅有一条小冲沟,但不发育。未发现其它不良物理地质现象。厂区内地质情况为:表层为耕土,具有湿陷性,下面为黄土状粉质土层,以下为卵石夹粉质土层,卵石层。地基承载力:黄土状粉质土层180kN/m2,卵石夹粉质土层400kN/m2,卵石层500～600kN/m2,地下稳定水位在30米以下。6.屋面灰荷载标准值●有灰源车间0.5kN/m2●无灰源车间0.3kN/m27.屋面均布活荷载标准值●上人屋面2.0kN/m2●不上人屋面0.5kN/m2●压型钢板0.3kN/m28.楼面均布活荷载标准值●生产车间按工艺提资,非生产岗位:一般操作平台2.0kN/m2,走廊2.5kN/m2,楼梯2.5kN/m2。●办公2.0kN/m26.2.3主要厂房的结构形式1.原料仓库为30m×108m厂房排架结构,柱距6m,钢屋架,大型预应力屋面板,预制钢筋混凝土排架柱,预应力吊车梁,现浇钢筋混凝土独立杯口基础,钢筋混凝土挡墙结构。2.生阴极方案为39.3米高层框架与21米跨单层排架结构厂房比邻成丁字型。3.焙烧:一次焙烧为两个并跨的30m×240m单层厂房,二次焙烧为一个36m×108m单层厂房,柱距6 m钢屋架,大型预应力屋面板,预制钢筋混凝土排架柱,预应力吊车梁,预制基础梁,现浇钢筋混凝土独立杯口基础。4.石墨化为36m×180m排架厂房,柱距6m,钢屋架,大型预应力屋面板,预制钢筋混凝土排架柱,预应力吊车梁,预制基础梁,现浇钢筋混凝土独立杯口基础。5.高压浸渍为18m×120m厂房排架结构,柱距6m,钢屋架,大型预应力屋面板,预制钢筋混凝土排架柱,预应力吊车梁,预制基础梁,现浇钢筋混凝土独立杯口基础。6.综合楼、110kV配电系统,为多层钢筋砼框架结构,现浇屋面板,现浇钢筋混凝土独立基础。7.焙烧烟气净化:共设置2套净化系统,每套主体钢筋混凝土设备基础。8.机加及成品库为两个15m×144m单层厂房联跨,折线形屋架,大型预应力屋面板,预制钢筋混凝土排架柱,预应力吊车梁,预制基础梁,现浇钢筋混凝土独立杯口基础。9.热媒锅炉房为12m×24m钢筋混凝土排架结构,锅炉房为18m×21m钢筋混凝土排架结构,空压站为9m×31.5m钢筋混凝土排架结构。10.煅烧方案为15m×38m高度35.2m五层框架结构和13m×26m高度24m五层框架结构各一幢。11.主要构筑物:生阴极浊循环水泵房为4.5m×18m－5m(h)除油沉淀池两个,烟气净化每套40(h)米,出口内直径1.6m钢筋混凝土烟囱一座。二次焙烧为30(h)米,出口内直径0.5m钢烟囱一座。余热锅炉房为30(h)米,出口内直径0.8m砖烟囱一座。煅烧为直径16米×高20米储仓两个,直径16米×高20米储仓一个。 6.2.4估算厂房的三材用量钢材:8548吨水泥:15406吨木材:1699立方米7.环境保护与劳动安全卫生7.1环境保护7.1.1建设地区环境现状本项目拟建于山西省介休市山西碳素厂厂区内。山西碳素厂在介休市的东南角,厂区距市区约2km,北距太原约160km。厂区以南相距2km左右为山区,东南角邻近石河村,西部8km处有介休变电站。介休市位于晋中盆地南端,东南高、西北低,海拔在720～2487m之间。全市地貌有三种类型:侵蚀构造类型、侵蚀堆积类型、堆积类型。城区主要为堆积类型,又分为两个亚区:倾斜平原区、冲积平原区。厂区地形基本平坦,坡度约为1%。介休市地层出露较齐全,有第四系、第三系、三迭系、二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、前震旦系。城区范围内为第四系全新统Q4。含水层与地质地貌及水文地质特征有密切的关系,本区域地下水基本属于如下两种类型。基岩裂隙水区:主要是奥陶系灰岩裂隙溶洞水,水量较为丰富;孔隙承压水区:主要是第四纪全新统Q4,现代冲积层与土状堆积物中的砂层含水层,以龙风河、侯堡河及沟谷口形成的小洪积扇为主,含水层岩性以砂砾层为主,水位埋藏浅。地下水为重碳酸、硫酸钙镁型水。地表水有汾河、龙风河、侯堡河,属黄河流域。龙风河、候堡河为间歇性河流,属汾河水系。 介休地区属暖温带大陆性气候,气象参数为:年平均气温10.4℃,极端最高气温38.6℃,极端最低气温-24.5℃;年平均降水量为493.9mm,年平均蒸发量1763.8mm,平均相对湿度60%。年主导风向为SW,风向频率为14%,次主导风向为SSW,风向频率为11%,年平均风速2.2m/s,静风频率32%。7.1.2主要污染源和污染物本预可研为年产1.1万吨半石墨质阴极炭块和1.1万吨石墨化阴极炭块。本工程主要污染源是两台带盖环式焙烧炉,其烟气中含有粉尘、沥青烟、SO2等污染物。此外,原料仓库、生阴极制造、煅烧、石墨化、一次焙烧填充料加工和机械加工散发生产性粉尘(如石墨粉尘、沥青粉尘、焦粉),沥青熔化、生阴极混捏和高压浸渍设备产生沥青烟气。锅炉和热媒锅炉均以重油为燃料,产生含烟尘、SO2等污染物的烟气。本工程废水排放量为66m3/d,其中生产排水量为48m3/d。本工程主要噪声源是烟气净化系统的风机、通风除尘风机、空压机等空气动力性噪声源和破碎机、筛分机、磨粉机等机械性噪声源。7.1.3设计采用的环境保护标准(1)《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996,执行新污染源二级标准;(2)《工业炉窑大气污染物排放标准》GB9078-1996,执行新污染源二级标准;(3)《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001;(4)《污水综合排放标准》GB8978-1996,执行新污染源二级标准;(5)《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90,执行Ⅱ类标准。7.1.4控制污染的初步方案7.1.4.1废气 本工程设2台带盖环式焙烧炉,每台焙烧炉设1套净化系统。焙烧炉烟气采用三电场电除尘器净化治理,沥青烟排放浓度＜30mg/Nm3,粉尘排放浓度8mg/Nm3,满足国家标准(GB9078-1996)要求(沥青烟:50 mg/Nm3,粉尘:200mg/Nm3)。原料仓库、沥青熔化、生阴极制造、焙烧、石墨化、和机械加工等产生石墨粉尘、焦粉、沥青粉、煤粉、填充料粉尘等污染物,对各工序扬尘点均设通风除尘系统,废气经布袋除尘器处理后排放,粉尘排放浓度远小于120 mg/Nm3,满足排放标准(GB16297-1996)要求。沥青熔化和高压浸渍产生的沥青烟采用静电除尘器治理,污染物排放满足排放标准要求(沥青烟最高允许浓度40mg/Nm3)。混捏、成型过程中散发含沥青烟和粉尘的废气,采用焦粉吸附加布袋除尘器处理,沥青烟和粉尘的排放浓度可符合国家标准要求(沥青烟:40mg/Nm3,粉尘:120mg/Nm3)。本工程设1台罐式煅烧炉,为回收余热,在窑尾设置1台3.5t/h的余热锅炉,高温烟气经余热锅炉回收热量并经除尘后排放,烟尘排放浓度满足国家标准(GB9078-1996)要求(200mg/Nm3)。燃烧重油的锅炉和热媒锅炉正常生产时排放烟气中的污染物可满足国家标准要求(烟尘150mg/Nm3,SO2900mg/Nm3)。7.1.4.2废水本工程新水用量为1490m3/d,其中生产用水量为1470m3/d,循环水量为14760m3/d,生产用水重复利用率为90.9%。为节约用水,减少废水排放,设计按不同水质、不同用途,分别设置循环水系统。含有石油类等污染物的冷却水(如碳块冷却水等)设独立循环水系统,废水经处理后，返回各自的循环水系统，循环利用不外排。 本工程生产排水量为48m3/d,主要是较分散的设备冷却水和锅炉排污水,水质较清洁,排水水质均符合《污水综合排放标准》的要求,直接排放。生活用水量为20m3/d,生活污水排放量18m3/d,设生活污水处理站处理达标后排放。7.1.4.3噪声治理为降低噪声的影响,首先对声源进行控制,设计尽量选用低噪声的设备。其次,将风机和空压机设于机房内,破碎机、筛分机、磨粉机均设在车间厂房内,阻止噪声向厂区内外扩散。在部分风机进出口设弹性接头和消音器,部分噪声设备设置减振基础。预计厂界噪声值能达到国家标准要求(昼间60分贝,夜间50分贝)。7.1.4.4环境影响初步分析碳素生产的环境污染以大气污染为主,焙烧炉为主要污染源,沥青烟为特征污染物。对焙烧炉烟气采取净化措施后,沥青烟和粉尘排放符合国家标准的要求。设计对各产尘点及沥青烟散发点均将采取密闭集气和高效治理措施,使大气污染物的排放量控制在最小限度,预计本工程投产后,不会对周围环境空气造成明显污染。含有害物质的生产废水经处理后循环使用,亏水运行,不排放,需外排的生产废水量很少,且基本不含有害物质;生活污水经处理后达标排放,本工程排水对环境影响很小。本设计对环境保护予以足够的重视,全过程均将设置先进高效的污染治理措施,污染物排放符合排放标准的要求,并将污染物的排放量控制在最小限度。预计本工程建成后,正常情况下不会对周围环境造成明显污染。本预可行性研究对环境影响分析只是初步、简单的分析,本工程对环境影响程度和范围有待于环境影响评价得出结论。 7.2劳动安全卫生7.2.1设计依据及采用标准1.《中华人民共和国安全生产法》;2.《中华人民共和国劳动法》;3.《中华人民共和国职业病防治法》(2002年5月1日实施);4.《中华人民共和国防震减灾法》;5.《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》(中华人民共和国原劳动部令第3号);6.《蒸汽锅炉安全卫生技术监察规程》(原劳动部发[1996]276号文);7.《压力容器安全技术监察规程》(原国家质量技术监督局质技监局锅发[1999]154号文);8.《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》(GB4387-94);9.《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000年修订本);10.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);11.《建筑设计防火规范》(GBJ16--87)2001年版;12.《电气设备安全设计导则》(GB4064-83);13.《高温作业分级》(GB/T4200-1997);14.《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2001);15.《建筑照明设计标准》(GB50034-2004);16.《机械设备防护罩安全要求》(GB8196-87);17.《生产过程安全卫生要求总则》(GB12801-1991);18.《机械防护安全距离》(GB12265.1-1997);19.《生产设备安全卫生要求总则》(GB5083-1999);20.《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002);21.《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2002); 22.《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85);23.《冶金企业安全卫生设计规定》(冶生[1996]204号);24.《有色金属工厂安全卫生设计规定》(88)中色安字第0958;25.《炭素生产安全卫生规程》(GB15600-1995)。7.2.2劳动卫生的技术措施1.防尘、防有害气体措施设计对焙烧炉烟气采用电除尘器处理后排放;对沥青熔化装置和混捏、成型过程排放的沥青烟气采用密闭集气,电除尘器或焦炭粉干法吸附进行净化,严格控制沥青烟气向车间内散发。对每个扬尘点均采取密闭集气、布袋除尘器除尘,除尘效率可达99%以上。车间生产岗位碳素总尘浓度小于4mg/m3,呼尘浓度小于2mg/m3,其它粉尘浓度小于8mg/m3,沥青烟浓度小于0.2mg/m3。水处理间、药品仓库、化验室等产生有害气体的场所,采取通风排气措施,以排出有害气体。2.防高温措施及采暖焙烧、成型、石墨化等散发的余热由车间顶部的天窗排除,对热媒锅炉房及余热锅炉等产生高温的场所,除采取机械排风外,主要采取有组织的自然通风以排除余热。生产车间、办公室、控制室、行政福利设施等设采暖系统。3.防噪声措施首先从声源上控制噪声,设计中尽量选用低噪声的设备,并对有破碎机、筛分机、磨粉机等高噪声设备的厂房设有隔音值班室。烟气净化系统风机产生的噪声较大,在风机进出口设弹性接头和消音器,并设隔音值班室。空压机设于室内,并装设消声器。部分产生噪声的设备设有减振基础。工人操作岗位的噪声值可满足卫生标准的要求。 4.改善劳动强度措施本工程选用先进的自动化程度高的工艺和设备,工艺生产过程基本实现自动化和机械化,大大减轻工人的劳动强度。5.辅助用室的设置本工程考虑了辅助用室的设置,各主要生产工序都按国家标准要求设有完善的辅助用室,如:休息室、更衣室、浴室、卫生间和卫生室等。7.2.3工业安全措施为确保各生产设备的安全、正常生产,本设计根据有关规定,选用符合安全要求的设备,设置必要的安全防护装置。1.工艺安全措施沥青输送系统和蒸汽管路系统均设安全阀,能自动报警和卸压。大型运转设备的传动部分均加安全罩,操作平台设护栏,以保证安全操作。2.防火防爆设计厂区各建筑物的设计按防火规范进行,根据不同的爆炸源和危险因素进行防爆设计。3.电气安全措施为保证电气设备安全可靠地运行和操作人员的人身安全,本设计遵守国家有关规范,设有必要的防雷、防爆、防触电装置。各用电设备均设有短路和过载保护。4.设备安全对远距离控制和多台电机联锁采用自动预告信号,事故时按顺序自动停车并发出事故警报;自动控制系统设有显示、报警装置;在检修设备附近设事故开关等安全措施。5.防烫伤措施 蒸汽管道、烟道等温度超过50℃的设备和管道外部(常有人操作和维修的部位)设有保温层或采取隔离措施,保温层外部温度低于50℃,防止烫伤事故发生。8.防火设计8.1建筑防火1.本工程建筑防火设计依据〔建筑设计防火规范〕:GBJ16-87〔2001年版〕及国家现行有关规范,标准图中的防火要求。2.建筑物耐火等级:本工程大部分生产厂房为丙、丁类。循环水为戊类。建筑物耐火等级均为二级。3.厂房安全疏散:出入口一般不应少于两个,高层厂房按规范要求设封闭楼梯间,有电梯时按消防电梯设置。需设两部以上疏散楼梯时,亦可采用一部室外楼梯作为疏散梯,但梯宽不小于900毫米。4.防火构造:建筑物按耐火等级设置防火墙,防火墙上开门窗洞口时均设甲级防火门窗。封闭楼梯间设双向弹簧门或乙级防火门。5.主要工序概述a)生阴极制造:建筑面积6336m2。标准层为64×21m+39×32m,其中39×16m为多层厂房,高度39.3m钢筋砼框架结构,其余部分为单层排架结构。生产类别为丙类,耐火等级为二级。厂房为高层工业建筑,内设两部防烟楼梯间,一部货梯兼消防电梯,其中一部楼梯通至屋面,疏散口及疏散距离应满足规范要求。b)高压浸渍:建筑面积2160m2,平面为120×18m单层钢筋混凝土排架结构,钢屋架刷防火漆,轨顶标高11m。生产类别为丙类,耐火等级二级。疏散口及疏散距离应满足规范要求。 8.2电气防火8.2.1中央变电站本工程消防措施按照GBJ50229-96“火力发电厂与变电所防火设计规范”进行设计。1.中央变电站110kV配电装置为一路进线，采用SF6真空断路器，设置单母线系统。10kV配电装置采用真空断路器，为单母线分段由附近引入另一10kV电源作为备用，进线回路设置低电压保护，以配合电源自动投入，确保一、二级负荷的供电可靠性。2.屋外油浸变压器之间满足防火间距，并设有总事故油池。3.配置适当数量的手提或推车式化学灭火器，对主控制室等设有精密仪器、重要设备的房间，应在室内或附近走廊配置灭火后不会引起污损的灭火器。4.电缆从室外进入室内的入口处、电缆沟出口处、及主控室与电缆沟之间，采取防止电缆火灾蔓延的阻燃及分隔措施。5.火灾及爆炸危险场所电气设备材料选型严格按照爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范执行。6.防雷设计严格执行建筑物防雷设计规范（GB50057-1994），计算雷击次数≥0.06时按三类防雷建筑物考虑，设置避雷带，且尽量利用自然接地体。7.全厂系统接地按照大电流接地系统执行，接地电阻值为小于0.5欧姆。8.变压器室为一级耐火等级，主控室、110kV、10kV配电装置及低压配电室建筑物均为二级耐火等级，不同母线段的电缆出线分开敷设。采用整根电缆，避免电缆接头，防止电缆过热。 8.2.2阴极生产线1.本生产线根据用电负荷设置工序变电所，工序变电所为单母线分段接线，变压器容量按100%备用考虑。低压母线设有失压延时自投母联装置，确保一、二级负荷的供电可靠性。3.变压器室为一级耐火等级，室内电缆沟、控制室及低压配电室建筑物均为二级耐火等级。4.电缆由室外进入室内的入口处、采取防止电缆火灾蔓延的阻燃及分隔措施。5.火灾及爆炸危险场所电气设备材料选型严格按照爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范执行。6.防雷设计严格执行建筑物防雷设计规范（GB50057-1994）计算雷击次数≥0.06时按三类防雷建筑物考虑，设置避雷带，且尽量利用自然接地体。变压器中性点直接接地，接地电阻值小于4欧姆。所有电气设备、不带电的金属外壳均可靠接零。电缆进户处电缆长度超过50米时做重复接地，接地电阻值小于10欧姆。特殊设备接地，根据设备要求，在设备安装时实施。8.3消防给水系统根据<建筑设计防火规范>（GBJ16-87），确定厂内同时发生火灾的次数为一次，其室内外消防水量按用水量最大的一座建筑物计算，室内消防水量为10L/s，室外消防水量为30L/s，火灾持续时间为2小时。火灾时，消防泵投入运行，厂区管网为临时高压系统，能保证消防水量，水压的要求。建筑物内增配相应数量的手提式灭火器，以扑救初起的火灾。 9.能源节约及合理利用9.1工程概况及生产特点本项目生产规模为22,000t/a高档铝用阴极炭块，其中产品的分类为：半石墨质阴极炭块（含人造石墨30%以上）：11,000t/a石墨化阴极炭块11000t/a本工程的主要原料为无烟煤，优质石油焦，人造石墨碎，煤沥青等。它们都是重要的物质材料，也是重要的能源材料，在生产中重视对原材料的节约，也是对能源的节约。阴极制品也是能源消耗大户，焙烧要用重油为燃料，无烟煤煅烧及产品最后的石墨化工序也要耗用大量电能，炭素制品生产有电老虎之称，因此节电对本项目有着突出的意义。9.2能源品种，耗能部位及主要原材料、燃料消耗指标。9.2.1能源品种、耗能部位本工程的能源种类主要是重油和电。主要的耗能工序为:石油焦煅烧采用重油为燃料；无烟煤煅烧采用电煅烧、阴极焙烧采用重油为燃料；石墨化工序以电为能源，热媒锅炉房及普通锅炉房采用重油为燃料。9.2.2半石墨阴极炭块的消耗指标1.原材料单耗A.无烟煤：0.639t/t阴极B.改质沥青：0.227t/t阴极C.煤焦油：0.112t/t阴极D.冶金焦：0.035t/t阴极2.能源单耗A.电：800kW.h/t阴极 B.重油：0.18t/t阴极C.水：35m3/t阴极D.压缩空气：3m3/t阴极3.综合能耗根据能源单耗，以标准煤为基准，计算出产品的综合能源消耗。A.无烟煤：0.460t/t阴极B.改质沥青：0.292t/t阴极C.人造石墨碎：0.338t/t阴极D.冶金焦：0.034t/t阴极E.煤焦油:0.128t/t阴极F.重油：0.257t/t阴极G.水：0.009t/t阴极H.压缩空气：0.0001t/t阴极I.电：0.323t/t阴极原材料能耗为：A+B+C+D+E=1.252t标准煤/t阴极生产过程能耗为：F+G+H+I=0.589t标准煤/t阴极。总能耗为：1.841t标准煤/t阴极行业协会没有制定阴极炭块能耗标准，但制定了一般炭块的能耗标准为：t标准煤/t产品一档二档三档1.391.601.80由于半石墨质阴极炭块采用电煅烧及30%的人造石墨所以综合能耗肯定要高于普通炭块。如果扣除电煅烧多耗的电能则为：1.644t/t阴极，与普通炭块比属于二档。9.2.3石墨化阴极炭块的消耗指标1.原材料单耗 A.石油焦：1.518t/t阴极B.煤沥青：0.412t/t阴极C.冶金焦：0.065t/t阴极D.煤焦油:0.224t/t阴极2.能源单耗：A.电：5000kW.h/t阴极B.重油：0.32t/t阴极C.水：45m3/t阴极D.压缩空气：5m3/t阴极综合能耗根据能源单耗，以标准煤为基准，计算出产品的综合能源消耗。A.石油焦：1.840t/t阴极B.煤沥青：0.530t/t阴极C.冶金焦：0.063t/t阴极D.煤焦油:0.256t/t阴极E.重油：0.457t/t阴极F.水：0.012t/t阴极G.压缩空气：0.0002t/t阴极H.电：2.020t/t阴极原材料能耗为:A+B+C+D=1.840+0.530+0.063+0.256=2.689t/t阴极。生产过程能耗为:E+F+G+H=2.020+0.457+0.012+0.0002=2.489t/t阴极。总能耗为：2.689+2.489=5.178t/t阴极国家尚未有正规的石墨化阴极的产品及技术指标，行业规定高功率石墨电极的综合能耗为： 标准一档二档三档指标t标煤/t阴极6.06.77.2既使生产中电耗、油耗有所增加，节能效果也很明显。9.3节能措施9.3.1采用直流电煅烧无烟煤生产半石墨质阴极炭块要求，把无烟煤煅烧到2000℃，使之部分石墨化，目前能达到这个温度的炉子只有电煅烧炉。过去采用交流电炉煅烧，电耗通常为1000-1250kW.h/t,而采用直流电炉煅烧电耗为800-1000kW.h/t。本工程采用的直流电煅烧炉，每吨无烟煤煅烧即可节电约200kW.h。9.3.2罐式煅烧炉的节能本工程选用的24室罐式煅烧炉，技术成熟，设计先进，并实现无燃料煅烧，产生的高温烟气进入余热锅炉，即减少了污染，又充分利用了余热。9.3.3焙烧炉的节能焙烧是生产阴极的一道重要工序。本工程选用的带盖式焙烧炉在国内属于先进炉型，设计中吸收了国内外同类炉子的先进技术，减少了炉子的散热，降低炉子的热量消耗。另外在设计中引进先进的燃烧装置和计算机控制系统，确保各炉室的升温按设定的曲线进行，提高燃料的利用率，并合理地的降低了高温炉室的温度，降低了能耗。9.3.4二次焙烧炉的节能本工程选用沈阳院的专利技术及设备即新型二次焙烧炉。该焙烧炉具有控制简单，不需要贵重的消耗品匣钵，可节省操作费用。更为突出的优点是挥发分可充分燃烧，既节省了燃料又可减少烟气净化的投资。 9.3.5采用串接石墨化技术采用传统的艾奇逊石墨化炉，由于加热方式的原因，制品本身温差太大，容易产生废品，对于大规格制品的生产是很困难的。本工程采用引进国外先进的串接石墨化技术不仅使制品温度均匀，提高了成品率，而且也可节省电能10-15%。9.3.6加强水的循环利用，降低新水用量为节约水资源，本工程尽量采用循环水，分别设置了净循环水和浊循环水系统，根据水质的不同要求采用不同的处理措施，总循环率达91%以上。9.3.7选用节能设备本设计中一律不采用国家及行业部门已颁布的淘汰机电产品，尽量采用节能型，先进型设备，以便最大限度地节约能源降低电力消耗。9.3.8厂房、设备管路保温厂房选用散热低的节能保温材料，热力设备及管路均采用保温措施，减少热量损失。9.3.9本产品是节能产品从前边的计算可知，采用石墨化阴极炭块作铝电解槽的底块，每吨铝可节省电能406kW.h。10.投资估算10.1工程概况本工程为山西华泰炭素2.2万吨阴极生产线项目。10.2工程投资估算建设期投资总估算为：72254.83万元。建筑工程费为9828.62万元，设备及工器具购置费为37994.25万元， 安装工程费为4645.53万元，工程建设其他费为8146.10万元，基本预备费为6667.60万元，建设期贷款利息3947.78万元，铺底流动资金1024.95万元。10.3编制依据及办法10.3.1建筑工程费：参考类似工程。10.3.2设备安装费：占设备费的百分比估算。10.3.3设备购置费：采用市场现行价格，设备运杂费为6%。10.3.4工程建设其他费：参照2001年10月出版的《有色金属协会其他费和预备费定额指标》。10.3.5基本预备费：按工程费用和工程建设其它费用之和的11%记取。10.4其他涨价预备费及投资方向调节税未记取。 总估算表建设单位:山西华泰炭素2.2万吨阴极生产线子项号工程和费用名称估算价值(万元)其中引进设备建筑工程设备购置安装工程工器具其他费用合计1工程费用9828.6237994.254645.5352468.411.1主要生产系统7245.7632886.503448.0643580.32980万欧元448万美元1.1.1原料仓库496.60219.0654.19769.851.1.2沥青熔化100.07206.7136.91343.691.1.3生阴极制造968.746396.44370.617735.791.1.4一次焙烧2208.508702.32728.6711639.501.1.5二次焙烧551.501735.64505.672792.821.1.6高压浸渍329.401042.04444.131815.571.1.7石墨化905.858646.33586.3810138.561.1.8机加及成品库658.804830.26183.765672.821.1.9焙烧烟气净化180.47417.62337.93936.021.1.10煅烧（电煅烧）411.20663.15177.401251.751.1.11煅烧（罐式炉）434.6326.9222.41483.961.2辅助生产系统799.05345.8451.241196.138万欧元1.2.1检修167.4064.3421.51253.251.2.2综合仓库223.2023.8010.12257.111.2.3综合楼（化验室）405.00231.2017.62653.811.2.4地中衡3.4526.502.0031.951.3公用工程系统1718.004733.181129.527580.711.3.1热媒锅炉房80.58147.2137.02264.81 1.3.2重油库及油泵房9.0930.7466.15105.981.3.3空压站38.27133.3528.09199.711.3.4余热锅炉房57.1685.5434.46177.161.3.5锅炉房60.4536.9927.53124.971.3.6加压泵房132.3229.7114.49176.511.3.7整流所循环水泵房68.7637.8719.98126.611.3.8生阴极净循环水泵房73.8032.9817.57124.351.3.9生阴极浊循环水泵房171.0041.3218.84231.171.3.10泡沫消防泵房25.6523.749.5758.961.3.11110KV配电装置185.50212.0030.00427.501.3.1210KV配电装置41.18212.0030.00283.181.3.13石墨化整流所121.502702.68398.263222.441.3.14生阴极变电所30.38980.82181.201192.391.3.15焙烧净化变电所35.780.000.0035.781.3.16高压浸渍变电所16.200.000.0016.201.3.17煅烧循环水泵房115.6826.2216.38158.271.3.18综合管网242.11200.00442.111.3.19总图运输212.62212.621.4福利生产系统65.8028.7416.71111.251.4.1食堂40.5012.175.4258.091.4.2浴室25.3016.5711.2953.162其他费用8146.108146.102.1业主管理费787.03787.032.2工程建设监理费445.98445.98 2.3工程保险费157.41157.412.4生产准备费202.50202.502.5工具用具及生产家具购置费379.94379.942.6办公与生活家具购置费36.0036.002.7工程配套其他费5502.575502.572.8环保前期费24.0024.002.9联合试运转费610.68610.682.9.1无负荷联合试运转费262.34262.342.9.2有负荷联合试运转费348.33348.333工程预备费6667.606667.60　建设期投资9828.6237994.254645.5314813.6967282.104铺底流动资金1024.951024.955建设期贷款利息3947.783947.78　建设期总投资9828.6237994.254645.5319786.4272254.83 11.技术经济分析11.1组织机构及劳动定员11.1.1组织机构组织机构设置的原则应该是“精干高效、满足需要、有利于生产和经营”，并与企业选择的生产技术水平和当地的生产力水平相适应，最大限度地发挥各部门、各位员工的创造性和积极性，达到部门之间、岗位之间的优化配置。华泰公司是在山西炭素厂的基础上发展起来的，现为中国铝业股份有限公司控股的专门生产炭素制品的企业。本项目设计为华泰公司的一个阴极分厂，可采用分厂-车间-班组三级管理体制。厂部设生产、计划、技术、行政、人事等必要的职能部门,根据生产工艺的需要设置原料仓库、沥青熔化、煅烧、生阴极、二次焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等工序，其余组织机构由华泰公司统一设置。11.1.2工作制度半石墨质阴极和石墨化阴极生产工艺为不间断的连续性生产工艺，因此主要的生产系统采用连续工作制，职工实行四班三倒工作制，每日三班,每班八小时；其它辅助工序和管理部门实行二班或一班工作制。11.1.3劳动定员根据《有色金属轻金属冶炼劳动定额定员》标准，考虑目前国家法定节假日制度，结合项目的生产规模和行业特点，并考虑华泰公司现有的人员结构，以提高劳动生产率、满足生产需要的原则来确定劳动定员。本项目的劳动定员包括生产人员和非生产人员，生产人员包括直接生产人员和辅助生产人员，生产人员按照生产岗位进行定员；非生产人员包括管理人员和服务人员，按照总定员的10%计。 本项目暂定劳动定员450人，其中生产人员405人，管理及服务人员45人。11.1.4劳动生产率根据本项目的建设规模与劳动定员，估算劳动生产率如下：劳动生产率指标项目单位数量备注1.产量t/a25000.0四种产品合计2.销售总产值万元/a25782.13.全员实物劳动生产率t/人.a55.64.全员产值劳动生产率万元/人.a57.311.1.5职工培训职工培训的目的就是要提高职工的素质，为企业生产和经营管理提供合格人员，以达到安全、高效的生产和经营。由于本项目对人员素质要求相对较高，生产工人的培训应选择在同行业生产厂进行培训，或邀请有关专家和技术人员到厂讲解；管理人员除进行生产培训外，还应进行旨在提高管理水平的专门培训；应注意对机电、机械设备维护等其他重点岗位的人员培训，尤其应重视对工段长、班组长的培训。培训结束后,都要进行严格的考核,考试合格者方可上岗。11.2总资金及资金筹措11.2.1总资金总资金包括建设投资、建设期利息与流动资金。1)建设投资建设投资是指项目建设所需工程费、其它费用及预备费。 2)建设期利息建设期利息根据项目的建设工期、贷款金额和银行规定的贷款利率估算得出。3)流动资金流动资金是生产过程中发生的原料费、货款及现金等，通常包括储备资金、生产资金、成品资金和其它流通领域中的资金。本项目流动资金采用分项法进行估算，估算参数考虑当地原料周转及货款回收情况取值。流动资金估算参数序号项目名称周转天数周转次数1应收帐款4582原材料及燃料30-4512-83备品备件9044在产品（半石墨质-石墨化）20-2518-155产成品4586现金15247应付帐款458详见附表5:“流动资金估算表”。4)总资金汇总根据以上估算结果，本项目总资金如下：总资金构成表单位:万元序号项目数量备注1建设投资67282.12建设期利息3947.83流动资金3416.54总投资72254.8含铺底流动资金5总资金74646.4含全部流动资金 11.2.2资金筹措11.2.2.1资本金本项目建设单位提供自有资金为25289.2万元，占建设总投资的35%，符合国家相关政策及规定。11.2.2.2企业借款本项目除资本金以外，其余为银行贷款，建设投资贷款为43017.9万元；建设期利息为3947.8万元，名义年利率为6.12%，按季结息；流动资金中70%为银行贷款，年利率为5.58%；资金来源及使用详见附表1:“资金使用计划与资金筹措表”。11.3建设工期及资金使用计划11.3.1建设工期项目的建设工期，一般是根据建设项目的建筑及设备安装工作量情况，考虑以往类似工程的建设经验、施工队伍情况、设备采购与供应、建筑材料采购与供应以及资金来源与供应等情况确定的。考虑到华泰公司具有建设炭素厂的实际经验和项目的工艺流程、产品规模等因素,本项目的建设工期定为2.5年。11.3.2资金使用计划根据工程的建设投资及建设工期等情况的考虑，资金使用计划如下:建设期的前半年投入建设投资的30%，第二年投入建设投资的40%，第三年投入建设投资的30%。11.4成本费用估算11.4.1制造成本估算依据制造成本包括原材料、动力、工人工资及制造费用。1)主要原料、动力消耗及价格 各种原料及动力消耗根据工艺条件确定,价格取当地2005年2季度的实际价格并考虑涨价等因素的预测值。原料、动力消耗及价格表项目单位消耗指标年消耗量（t）单价(元/t)加计增值税(元/t)石油焦t/t-石墨化阴极1.51816698812950固体沥青t/t-半石墨质阴极0.2277367598700t/t-石墨化阴极0.412t/t-半石墨质阴极糊0.132t/t-石墨化阴极糊0.093煤焦油t/t-半石墨阴极0.1120.21337798971050t/t-石墨化阴极t/t-半石墨质阴极糊0.065t/t-石墨化阴极糊0.071无烟煤t/t-半石墨质阴极0.6398337478540t/t-半石墨质阴极糊0.872冶金焦t/t-石墨化阴极0.0351100598700t/t-石墨化阴极0.065重油—-937817702000水—-5083001.31.5交流电kW×h/t-半石墨质阴极8000.651×108kW.h0.389元/kW.h0.455元/kW.hkW.h/t-石墨化阴极5000kW.h/t-半石墨质阴极糊740kW.h/t-石墨化阴极糊1502)工资及福利费直接工资包括直接从事产品生产人员的工资、奖金、津贴和补贴,其它直接支出包括职工福利费等。本项目人员工资参照山西省2004年实际工资水平,并考虑工资增长等因素。经估算，本项目平均工资及福利费按2万元/人.a估算,其中：管理及服务人员按2.5万元/人.a考虑，生产人员按1.9万元/人.a考虑。 3)制造费用制造费用是生产单位为组织和管理生产所发生的费用,其中：(1)折旧费折旧费根据项目的投资情况采用直线法折旧，所有建、构筑物折旧年限取30年，机器设备折旧年限15年。结果详见附表2“折旧费用估算表”。(2)修理费按固定资产原值3%提取。(3)其它制造费用按一定比例提取。11.4.2制造成本汇总制造成本估算结果表（第9年）单位：万元序号成本项目数量备注1原材料费2586.32燃料费及动力费4260.43工资及福利费900.04制造费用6892.45制造成本14638.911.4.3销售费用销售费用是指由企业负担的销售产品的运输费、包装费、保险费、广告费、销售服务费和专设销售机构的费用。考虑到厂家的地理位置、市场风险等因素，本项目产品的销售费用按每吨150元提取。11.4.4管理费用管理费用主要是管理部门的资产折旧及无形资产摊销，其中:(1)计入管理费用的折旧按管理部门工程费用占工程总费用的比例提取。 (2)其它管理费用按一定比例提取。11.4.5财务费用财务费用主要是生产期内建设投资贷款利息和流动资金贷款利息。11.4.6成本费用估算结果本项目的成本费用估算结果汇总如下:成本费用汇总表（第9年）单位:万元序号项目数量备注1制造成本14638.92管理费用584.13财务费用777.54销售费用375.05总成本费用16375.5其中:固定成本9153.8可变成本7221.76经营成本11960.0详见附表4:“成本及费用估算表”。11.5利润估算利润估算是估算企业在未来生产期内的销售收入、所纳税金及税后利润等，以考察项目效益状况。11.5.1产品销售收入本项目共生产四种产品，其中半石墨质阴极碳块和石墨化阴极碳块每年各产11000t，半石墨质阴极糊和石墨化阴极糊每年各产1500t。考虑目前半石墨质阴极碳块的市场行情和未来的长期走势，本项目半石墨质阴极碳块的销售价格取7179元/t（加计增值税为8400元/t）；根据国外企业石墨化阴极碳块市场报价并结合我国市场的实际情况考虑，石墨化阴极碳块销售价格取15385元/t （加计增值税为18000元/t）。半石墨质阴极糊的销售价格取2906元/t（加计增值税为3400元/t）；石墨化阴极糊的销售价格取3504元/t（加计增值税为4100元/t）；经估算，本项目正常年的销售收入为25782.1万元。11.5.2增值税根据《中华人民共和国增值税暂行条例》的规定,增值税为价外税,是当期销项税额与当期进项税额之差,按规定,本项目外购物的增值税税率为17%及13%两档。其中：无烟煤、新水税率为13%，沥青、交流电等税率为17%。经估算,本项目正常年增值税额为3193.3万元。11.5.3销售税金及附加本项目的销售税金及附加包括城乡维护建设税和教育费附加。城乡维护建设税以企业应纳增值税税额为计税依据，税率7%。教育费附加也以企业应纳增值税税额为计税依据，税率3%。经估算，本项目正常年销售税金及附加为319.3万元。11.5.4利润总额利润总额为销售收入减去总成本费用、销售税金及附加后的余额。经估算，本项目正常年利润总额为9087.2万元。11.5.5所得税根据《中华人民共和国所得税暂行条例》第三条规定，所得税税率为33%。经估算，本项目正常年所得税为2998.8万元。11.5.6税后利润税后利润为应纳税所得额扣除所得税后的余额。经估算，本项目正常年税后利润为6088.4万元。 11.5.7盈余公积金及公益金为了保全企业的资本,企业必须提取法定盈余公积金,提取比例按税后利润的10%计；当公积金提取数额达到注册资本数额的50%时，就不再提取。公益金是指企业用于职工奖励和福利设施的支出,提取比例按税后利润的5%计。经估算，本项目正常年盈余公积金及公益金为913.3万元。11.5.8利润估算汇总表利润表(第9年)单位：万元序号指标名称数量备注1产品销售收入25782.12增值税3193.33销售税金及附加319.34利润总额9087.25所得税2998.86税后利润6088.47盈余公积金及公益金913.3详见附表7“利润表”。11.6财务评价根据YS5018--96《有色金属工业技术经济设计规范》的规定,财务评价应根据国家现行的财税制度及设计规范对项目的盈利能力、贷款偿还能力与财务状况进行评价。11.6.1盈利能力分析项目的盈利能力是企业管理水平和经营业绩的集中体现，也是企业发展的动力，盈利能力分析通常采用动态盈利能力指标和静态盈利能力指标来进行。 动态盈利能力指标包括财务内部收益率和财务净现值。静态盈利能力指标包括投资回收期、投资利润率、投资利税率。本项目的盈利能力指标如下表:盈利能力指标汇总表序号项目单位指标备注1全部投资内部收益率%11.02全部投资财务净现值万元13684.3ic=8%3全部投资回收期a9.1含2.5年建设期4自有资金内部收益率%13.75自有资金财务净现值万元15609.6ic=8%6投资利润率%11.6达产年平均7投资利税率%16.3达产年平均本项目的各项盈利能力指标均符合国家关于项目盈利能力指标的要求。主要评价指标全部投资财务内部收益率达到11.0%，投资利润率为11.6%，说明企业在预计的生产经营期内财务状况良好，值得投资。详见附表9、10“现金流量表”。11.6.2偿还能力分析借款偿还期是项目以可用于还款的资金偿还长期借款所需的时间。本项目还款资金来源为：固定资产折旧、无形资产和递延资产摊销费、项目未分配利润。本项目的偿还能力分析结果详见附表8：“借款偿还平衡表”。本项目借款偿还期为8.8年。流动资金借款在本项目服务年限终了可回收偿还，生产期利息计入财务费用。 11.6.3财务状况分析对项目进行财务状况分析，是利用项目的资产负债表综合分析项目的资产负债率、流动比率、速动比率，以考察项目的资产、负债、所有者权益的结构，分析项目各年所面临的财务风险程度、偿还长期负债的能力。11.6.3.1资产负债率资产负债率是债务人利用债权人提供资金进行经营活动的能力，以及反映债权人发放贷款的安全程度的指标。本项目的财务状况分析详见附表12：“资产负债表”。由资产负债表可以看出，本项目的资产负债率最高为65.9%，从投产第3年起均低于50%；表明本项目各方案具有偿还长期负债能力，不存在财务风险。11.6.3.2流动比率和速动比率流动比率和速动比率是衡量项目偿还流动负债能力的指标。本项目的流动比率均大于100%，表明本项目流动资产在短期债务到期以前可以变为现金用于偿还流动负债能力很强。本项目速动比率从投产开始逐年升高，投产第2年起均超过100%，表明本项目流动资产中可以立即用于偿付流动负债的能力很强。综上所述，本项目估算期内各年财务状况良好，具有较强的偿还长期负债和流动负债的能力。本项目正常年（第9年）的财务三率见下表：财务三率指标表项目数量资产负债率（%）10.1流动比率（%）416.0速动比率（%）338.7 11.7不确定性分析不确定性分析是为了考察项目可能承担的风险,从而确定项目在经济上的可行性。本项目在进行不确定性因素分析时作了盈亏平衡分析和敏感性分析。11.7.1盈亏平衡分析盈亏平衡分析主要是通过对投产后盈亏平衡点(BEP)的测算,分析项目对产品滞销、产量减产等风险的承受能力。经测算，本项目的盈亏平衡点在设计生产能力的52.4%左右。11.7.2敏感性分析敏感性分析考察的是当项目的建设投资、经营成本和销售价格发生变化时，项目主要经济指标可能发生的变化，从而明确项目可能承担的风险。本项目考察各主要因素在5%和10%的变化率下，各项经济指标的变化情况。敏感性分析结果表变化因素全部投资内部收益率(%)基本方案11.0建设投资-10%12.20-5%11.68+5%10.35+10%9.77经营成本-10%12.03-5%11.51+5%10.45+10%9.91销售价格-10%8.72-5%9.87+5%12.07+10%13.11 11.8本项目的竞争力分析企业竞争力是指企业目前和未来在各自环境中，以比其它国内外竞争者更具吸引力的价格和质量来进行设计、生产和销售产品及提供服务的能力。本项目建成以后，华泰公司的竞争力将大大增强。主要体现在以下几方面：1.地理优势华泰公司位于山西省中部的介休市，南同蒲铁路、大运公路、108国道和祁临高速公路分别从公司南北两侧毗邻而过，交通运输十分便利。2004年我国有23个省有电解铝工业，其中产能最大的河南省（211万t/a）和山东省（100万t/a）距离华泰公司的距离都比较近，公司周边有豫港龙泉铝业、万方铝业、包头铝业、东方希望、信发铝业等十多家大型企业,这些企业大多采用大型电解槽，对阴极的质量要求较高，在未来几年可成为产品的主要销售方向。2.高质量阴极产品市场逐步被看好在近几年内，由于电解铝迅猛增产，阴极产品也随之增产，目前国内市场出现了供大于求的状况。但随着兰铝等国内大型电解铝企业对高品质的阴极材料的兴趣越来越浓，高质量阴极产品市场逐步被看好。例如：2004年合资组建了年产13万t电解铝的加宁铝业公司。该公司按照国外企业对电解槽使用寿命较长的要求，采用高品质的阴极碳块，本项目投产后所生产的高品质产品可以被采用。另外，由于本项目产品定位于高质量的半石墨质和石墨化阴极材料，产品质量可以基本达到国外要求。如果得到国外厂家认可，市场前景会比较乐观。可以预计，未来几年高质量的半石墨质甚至全石墨化阴极材料会成为我国电解槽内衬的主要发展方向。3.质量与规模优势 截止2004年底，国内阴极厂家产量多为1万t左右，真正具有规模优势的厂家还没有形成。多数厂出于成本过高以及急于获得投资回报等问题的考虑，没有采用电煅炉等较为先进的设备，在质量控制上难以得到保证。本项目立足于生产高质量的半石墨质和石墨化阴极碳块，主要设备采用进口，生产工艺也较为成熟可靠，高品质的原料供应稳定。在国内没有形成一定市场规模的情况下，相对其它企业在规模和产品质量上有较大优势。4.企业影响力和技术优势华泰公司的前身为山西炭素厂，有三十多年的炭素生产历史，有完整的技术检测和分析系统，有山西省规模最大、实力最强的炭素技术中心，为企业的生产提供了较好的技术保障。公司目前与郑研院联合研制高石墨含量的阴极特大块，具有一定的工业性研究能力，对于延长电解槽寿命、降低电解槽维修费用的研究与开发，也有一定的优势。1995年公司生产的铝用阴极碳块获得国家发明奖，并确认为山西省名牌产品，大规模异型优质铝用阴极块获得96年国家新产品奖。为企业在行业内赢得了良好的口碑，市场上享有一定声誉。华泰公司现为中国铝业股份有限公司控股，中铝公司优异的经营业绩、快速扩张的发展势头、广阔平台和行业优势是华泰公司的坚强后盾，这是其它阴极企业不可比拟的优势。11.9结论阴极碳块具有耐高温、耐腐蚀、导电等特性，在电解铝行业中，阴极材料是制作电解槽内衬和大修时的重要材料。 我国目前电解铝行业中，大多数电解槽使用寿命一般在1500天以下，而国外可使用到2500天以上。我国是铝生产大国，但我国阴极碳块的质量和研究水平多年来一直落后于国际先进水平。研究和开发高品质阴极碳块，特别是节能、长寿、运行稳定的阴极碳块，不论从经济角度还是从中国铝工业发展战略的高度来看，都是十分紧迫和必要的，是实现我国铝工业可持续发展和生存的需要。本项目共需建设投资67282.1万元，项目建成后全部投资财务内部收益率为11.0%,年销售收入25782.1万元,正常生产年年税后利润为6088.4万元,经济效益良好。综上所述，本项目工艺成熟可靠，经济效益较好，我们认为建设本项目是可行的。项目建成后，将为公司带来较好的经济回报，并将带动周边地区的整体经济发展。11.10主要技术经济指标 主要技术经济指标序号指标名称单位数量备注1建设规模t/a22000另有3000t阴极糊2产品产量半石墨质阴极t/a11000石墨化阴极t/a11000半石墨质阴极糊t/a1500石墨化阴极糊t/a15003主要原材料、燃料及动力单耗石油焦t/t-石墨化阴极1.518固体沥青t/t-半石墨质阴极0.227t/t-石墨化阴极0.412t/t-半石墨质阴极糊0.132t/t-石墨化阴极糊0.093煤焦油t/t-半石墨质阴极0.112t/t-石墨化阴极0.213t/t-半石墨质阴极糊0.065t/t-石墨化阴极糊0.071无烟煤t/t-半石墨质阴极0.639t/t-半石墨质阴极糊0.872冶金焦t/t-半石墨质阴极0.035t/t-石墨化阴极0.065交流电kW×h/t-半石墨质阴极800kW×h/t-石墨化阴极5000kW×h/t-半石墨质阴极糊740kW×h/t-石墨化阴极糊1504主要原材料、燃料年用量石油焦t/a16698 固体沥青t/a7363煤焦油t/a3779无烟煤t/a8337冶金焦t/a1100重油t/a9378水t/a508300交流电kW×h/a0.651×1085给排水生产用水t/d1470生活用水t/d20生产排水t/d48生活排水t/d186劳动定员全厂定员人450全员实物劳动生产率t/a.人55.6按四种产品估算全员产值生产率万元/a.人57.37总资金建设投资万元67282.1建设期利息万元3947.8流动资金万元3416.5建设总投资万元72254.8含铺底流动资金建设总资金万元74646.4含全部流动资金8成本与费用第9年制造成本万元/a14638.9管理费用万元/a584.1财务费用万元/a777.5销售费用万元/a375.0总成本费用万元/a16375.5 其中:固定成本万元/a9153.8可变成本万元/a7221.7经营成本万元/a11960.69利润估算第9年销售收入万元/a25782.1增值税万元/a3193.3销售税金及附加万元/a319.3利润总额万元/a9087.2所得税万元/a2998.8税后利润万元/a6088.4盈余公积金及公益金万元/a913.310盈利能力指标全部投资财务内部收益率%11.0全部投资财务净现值万元13684.3ic=8%全部投资回收期a9.1含2.5年建设期自有资金内部收益率%13.7自有资金财务净现值万元15609.6ic=8%投资利润率%11.6达产年平均投资利税率%16.3达产年平均11负债能力第9年资产负债率%10.1流动比率%416.4速动比率%338.7借款偿还期a8.8含2.5年建设期'