镁矿耐火材料总厂节能综合技术改造项目建设可行性研究报告.doc

海城镁矿耐火材料总厂
节能综合技术改造项目
项目建议书

主管局长：
项目负责人：
审 核：

辽宁省机械设备成套局
2008年6月

参 加 编 制 人 员

范垂斌 高级工程师 注册咨询工程师
席 雷 高级工程师 注册咨询工程师
祖显威 高级工程师 注册咨询工程师
刘 阳 经 济 师 注册咨询工程师
刘春利 工 程 师 注册咨询工程师

目 录

1总 论 1
1.1项目名称、承办单位及项目建议书编制单位 1
1.2项目提出的背景 1
1.3编制依据 3
1.4编制范围及内容 4
1.5研究工作基础 5
1.6项目概况 5
1.7研究结论 6
1.8主要技术经济指标表 7
2企业概况 8
3市场分析及建设的必要性 8
3.1市场分析 8
3.2 项目的必要性 10
4建设条件与厂址 12
4.1 资源条件 12
4.2项目选址 12
4.3气候条件 13
5生产规模及技术特点 13
5.1生产规模 13
5.2 技术特点 13
6改造方案 16
6.1项目组成 16
6.2 生产工艺 18
6.3 工程特点 23
6.4 主要生产设备 23
6.5人员 24
6.6主要原辅材料及燃料 24
6.7总平面布置及运输 24
6.8建筑工程 25
6.9给排水 26
6.10采暖通风 27
6.11电气 28
7职业安全卫生 30
7.1设计依据及采用标准 30
7.2设计原则 30
7.3职业安全及防范措施 31
7.4工业卫生及防范措施 33
7.5人员机构 33
8环境保护 33
8.1设计依据 33
8.2设计原则 34
8.3建设地点的环境现状 34
8.4项目生产的主要污染源、污染物及防治措施 34
8.5绿化设计 36
8.6环保机构、人员 36
8.7 环境影响初步分析 36
9节能 37
9.1设计依据 37
9.2能耗指标及分析 37
9.2节能措施与效益 39
9.3技改前后能耗指标对比 44
10消防 44
10.1设计依据及采用的标准 44
10.2项目的火灾危险性分析 45
10.3消防措施 45
11企业组织与劳动定员 46
11.1企业组织形式 46
11.2工作制度 47
11.3劳动定员 47
11.4职工来源及培训 47
12项目进度 48
12.1项目实施进度 48
12.2招标基本情况 48
13投资估算及资金筹措 49
13.1投资估算 49
13.2投资计划与资金筹措 50
14财务评价 51
14.1概述 51
14.2年运行费用总节省估算 51
14.3生产成本与费用估算 51
14.4利润与分配 52
14.5盈利能力分析 52
14.6清偿能力分析 52
14.7不确定性分析 53
14.8小结 53
15结论与建议 53
15.1结论 53
15.2建议 54

附表：
1项目投入总资金估算汇总表
2投资构成和资金投入与来源表
3项目增量财务现金流量表
4固定资产折旧无形递延资产摊销估算表
5总成本费用估算表
6损益和利润分配表
7借款还本付息计划表
8资金来源与运用表
9资产负债表(税后偿债分利前)
10项目盈亏分析图表
11项目主要参数指标表

附图：
1 区域位置图
2 总平面布置图

海城镁矿耐火材料总厂节能减排综合技术改造项目项目建议书
1总 论
1.1项目名称、承办单位及项目建议书编制单位
项目名称：海城镁矿耐火材料总厂节能减排综合技术改造项目
承办单位：海城镁矿耐火材料总厂（简称海镁总厂）
项目建设地点：辽宁省海城市牌楼镇
项目可行性研究报告编制单位：辽宁省机械设备成套局（资格证书编号：工咨甲9601023）
1.2项目提出的背景
首先，本项节能技术改造方案的提出，是企业自身发展的需要。
海城镁矿耐火材料总厂是一家专业生产系列镁质耐火材料产品的国有大型企业，生产的镁质耐火材料产品主要有轻烧镁粉、高纯镁砂、普通镁砂、电熔镁砂等，一直以来，企业镁质耐火材料产品为我国的国民经济建设和社会发展做出了巨大贡献。但海镁总厂所生产的系列镁质耐火材料产品均属高能耗产品，生产过程中需消耗大量的煤炭、电能和燃料重油。近年来，随着国家对环境及能耗指标考核的重视，高能耗和环境问题成了制约企业发展的重大瓶颈，加上国内外燃料价格的迅猛上涨，企业生产成本大幅上升，许多企业因此陷入困境。在这样一个背景下，海镁总厂开始重新对自己生产过程中的能源消耗情况进行审视，并进行了自我能源审计和清洁生产审核，发现了自身存在的高能耗问题及其原因所在，提出了本项节能技术改造方案，以期该项节能技术改造方案的实施，能够降低企业的生产成本，减少企业污染物的排放，增强企业的市场竞争力。
其次，本项节能技术改造方案的提出，也是国家方针政策的大势所趋。
随着我国工业化和城镇化的快速发展，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，特别是高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。为此，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低２０％左右，主要污染物排放总量减少１０％的约束性指标。
对于“十一五”规划提出的两个约束性指标，我国政府高度重视，温家宝总理在政府工作报告中明确强调，“当前经济增长方式粗放，突出表现在能源消耗高、环境污染重；"十一五"规划提出这两个约束性指标是一件十分严肃的事情，不能改变，必须坚定不移地去实现”。从我国"十一五"开局的两年多时间来看，虽然节能减排工作初显成效，但任务仍很艰巨，不容乐观。
近两年来，特别是去年以来，我国为实现2006－2010年节能减排目标采取了一系列政策和行动，其力度之大，前所未有。2007年4月27日，国务院召开全国节能减排工作电视电话会议，温家宝总理在会上发表重要讲话，全面部署节能减排工作。此后，国务院印发《节能减排综合性工作方案》，提出了45条具体工作安排；批转了《节能减排统计监测及考核实施方案和办法》，建立了节能减排目标责任制，组织部门将节能减排作为对地方党政领导班子和领导干部综合考核的重要内容。《节能减排综合性工作方案》指出，到2010年，中国万元国内生产总值能耗将由2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，降低20%左右；单位工业增加值用水量降低30%；“十一五”期间，中国主要污染物排放总量减少10%，到2010年，二氧化硫排放量由2005年的2549万吨减少到2295万吨，工业固体废物综合利用率达到60%以上。
为了支持和推进节能减排工作的开展，中央财政于2007年和2008年分别排了298亿元和418亿元资金，并出台了《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》，对企业节能技术改造项目按改造后实际形成的节能量给予奖励。按照《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》，企业通过节能技术改造，节能量在1万吨（暂定）标准煤以上，东部地区节能技术改造项目根据节能量按200元／吨标准煤奖励，中西部地区按250元／吨标准煤奖励。
作为一家高能耗系列镁质耐火材料产品生产的国有企业，大力开展节能减排工作是一项企业义不容辞的责任和义务。基于国家对节能减排工作的要求和企业自身发展的需要，并争取得到国家财政的相应奖励和支持，提出了此项节能减排综合改造项目。
1.3编制依据
（1）《中华人民共和国节约能源法》（2007年10月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议修订）；
（2）《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》（2005年10月11日中国共产党第十六届中央委员会第五次全体会议通过）；
（3）国家计委出版的《投资项目可行性研究指南(试用版)》；
（4）国家发展改革委和建设部发改投资[2006]1325号文印发的《建设项目经济评价方法与参数》第三版；
（5）国家发展和改革委员会第40号令《产业结构调整指导目录（2005年本）》
（6）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发〔2006〕28号）；
（7）《节能技术改造财政奖励资金管理暂行办法》（财建[2007]371号）；
（8）《辽宁省节能专项资金管理暂行办法》（辽财企[2007]476号）；
（9）辽宁省机械设备成套局与海城镁矿耐火材料总厂签定的项目建议书编制委托合同书；
（10）建设单位提供的有关资料；
（11）国家的其他相关规定。
1.4编制范围及内容
本项目建议书编制范围主要包括：高纯镁砂生产系统、普通镁砂生产系统、电容镁砂生产系统、以及轻烧镁粉生产系统的节能技术改造。具体编制内容主要有：市场分析与项目建设的必要性、建设条件与厂址选择、建设规模与技术特点、工程技术方案、投资估算及财务评价。
1.5研究工作基础
海城镁矿耐火材料总厂为了实现企业的节能减排和降低产品生产成本，决定提出本节能改造项目；本项目的实施可利用企业现有生产车间厂房和水、电等基础设施，新增设备和配套控制系统后，即可满足本项目实施的需要。
1.6项目概况
海城镁矿耐火材料总厂本次综合节能技术改造在各镁质耐火材料产品原有生产车间厂房内进行。其目的是为了适应市场、国家节能减排政策和环境保护要求，以及企业自身发展的需要，解决企业现有生产瓶颈和环境问题，降低企业产品生产成本，提高企业的产品质量，增强企业市场竞争能力和品牌影响力，进一步提高企业经济效益和环境效益。
本节能技改工程项目主要包括：高纯镁生产系统综合节能技术改造；普通镁砂生产系统综合节能技术改造；轻烧煤粉生产系统综合节能技术改造；电熔镁生产系统综合节能技术改造。
综合节能技改工程实施后，将充分回收利用各生产系统烟气余热和产品显热；减少窑体表面散热和热辐射；最大限度提高能源利用效率。其主要工程内容有：取缔企业现有的单段式煤气发生炉，代之以双段式煤气发生站；取缔现有重油预热雾化锅炉，代之以高温烟气余热锅炉；对各种产品生产的炉窑本体进行适当改造和保温处理。所有改造内容均在现有生产厂区内进行，总体生产布局基本不变。
项目建设总投资4916.3万元，其中固定资产投资4698.6万元。项目所需建设资金申请银行贷款1916.3万元（含附加建设借款54.46万元），企业自筹3000万元。
项目建设期2年，拟于2008年下半年开始建设，预计2010年下半年全部建成。建成投产后，按照目前的企业生产实际，年可实现节省重油消耗6501吨，节省动力煤32973吨，节省燃料白煤5080吨，节省电耗3251万千瓦时，每年因此可获得直接节约收益5867.15万元，年新增利润总额5287.6万元。投资回收期（税后）2.88年，财务内部收益率84.1%（税后指标）。
1.7研究结论
本项目建设地点位于辽宁省海城市东南17公里处的牌楼镇，交通十分便利，整个节能技改工程均在海镁总厂现有厂区内进行，能够满足本项技改工程的各种基础设施、配套设施和各项技术指标要求。
本项目的实施从实际出发，建设符合国家产业政策，符合企业自身发展需求。本项目的实施，可充分挖掘企业现有生产潜力，最大限度的利用现有资源和能源，降低生产成本，同时提高产品质量水平，因此，建设该项目是十分必要的。
本项目所采用的节能技术均是目前国内外普遍采用的热能回收利用技术，特别是在国家倡导节能减排的今天，众多企业纷纷在各自的生产工艺上进行相应的热能回收利用节能技术改造，节能效果良好，因此，技术上是先进的、成熟的、可行的。
目前，国内镁质耐火材料生产行业竞争十分激烈，其关键在于如何降低企业产品生产成本，本技改项目完成后，在降低企业能耗的同时，可极大地减少企业生产成本，增强企业的竞争力。
由于本项目是针对企业生产实际开展的一项有针对性的节能技术改造，在现有技术工艺水平条件下，最大限度地对企业能源进行了回收利用，使得单位产品的能耗得到了较大程度降低，直接或间接的减少了单位产品生产的污染物排放量，因此，本技改项目具有较好的环境效益。
从项目的经济评价上可以看出，本项目具有很强的盈利能力、清偿能力和抗风险能力，投资效果非常明显，经济上合理可行。
总之，本项目是技术上先进、成熟、可靠，环境上可行，经济上合理，不仅具有较好的基础条件，而且市场前景广阔，建议立即实施，以保证如期实现预定目标。
1.8主要技术经济指标表
主要技术经济指标表
序号
指 标 名 称
单 位
数 量
备 注
1
建设规模

形成生产能力
万t
71
为各种镁之耐火材料产量之和，产能保持现状不变
2
厂区总占地面积
平方千米
6.25

3
新增职工人数
人
0
利用原有职工
4
新增燃料、动力消耗
万元
0

5
工作制度
班
1、3

6
项目总建设投资
万元
4916.3

7
资金来源

固定资产银行贷款
万元
1916.3

固定资产企业自有资金
万元
3000

8
年总结省收入
万元
5867.2

9
年利润总额
万元
5287.6
计算期第7年
10
财务内部收益率
%
84.1
税后指标
11
财务净现值（I=10%）
万元
17638.7
税后指标
12
投资回收期
年
2.88
税后指标
2企业概况
海镁总厂位于辽宁省海城市牌楼镇，企业性质属国有大型企业，始建于1949年，曾先后隶属于辽宁省矿业企业、鞍山钢铁企业、辽宁镁矿企业、冶金工业部，至2000年划归鞍山市国有资产经营管理有限企业。
海镁总厂占地面积6.25平方公里，拥有优质丰富的菱镁矿资源。储量达8.3亿吨。企业现有资产总额4.8亿元，其中净资产2.2亿元。
2007年各种产品年生产量：镁砂30万吨、轻烧镁粉38万吨、团球31.86万吨、矿石117.7万吨，实现销售收入7.62亿元，工业增加值1.45亿元，上缴税金4501万元，利润534万元，出口创汇1271万美元。
海镁总厂主要生产装备有：高温油竖窑7座，年产中、高档镁砂能力20万吨。电弧炉58座，年产电熔镁砂能力5万吨。普通竖窑4座，年产普通镁砂能力8万吨。轻烧反射窑54座，年产轻烧镁粉能力38万吨。而且每年都在扩大生产能力。2006年自筹资金5235万元投入新建工程中。2006年通过与西洋耐火材料企业、后英耐火材料企业、辽宁衡业集团进行强强联合，开发镁质耐火材料深加工项目，计划十一五末年产值达50亿元，总的来说海镁总厂是一个充满活力、发展前景良好的国有企业。

3市场分析及建设的必要性
3.1市场分析
镁质耐火原料是一种由菱镁矿加热段烧分解生产的优质耐火材料，广泛应用于冶金和建材等领域，随着冶金和建材行业的发展，使得市场对镁质耐火原料具有较大的需求量。
据统计，2006年全国30个省、市、自治区1505家耐材企业，耐材产量3243.65万吨，增长30.94%；销售收入793.69亿元，增长31.52%；实现利润总值53.14亿元，增长33.15%；税金39.26亿元，增长21.77%；资产负债率55.66%，下降0.86个百分点；成本费用利润率7.25%，下降了0.08个百分点；固定资产净值平均余额177.81亿元，增长19.47%.据海关统计，2006年我国耐火材料工业进出口贸易继续活跃，全国耐火原材料进口18.53万吨，增长0.42%，其中耐火制品进口5.57万吨，下降26.3%；同期，耐火原材料出口 1175.21万吨、创汇12.84亿美元，分别增长102.68%和12.19%；其中，耐火制品出口176.73万吨，创汇8.35亿美元，分别增长 15.22%、27.47%.在我国耐火原材料出口中，耐火制品出口创汇额已占总额的65.03%，同比提高7.78个百分点，这表明出口产品结构继续优化。
作为镁质耐火材料产品生产的原料，菱镁矿在我国已探明储量为30亿吨，约占世界总量的1/4，主要分布在我国的辽宁、山东、河北、新疆等地，以辽宁地区储量最多，约占我国储量的86%，主要分布在辽宁南部的大石桥、海城、岫岩、营口一带。为了发展地方经济，近年来，菱镁矿石受到了资源所在地的大量开采和生产加工，主要产品有轻烧镁砂、重烧镁砂、高纯镁砂、电熔镁砂等，因此，镁质耐火材料的原料市场主要集中在辽宁地区，销售市场主要为国内外各大钢铁厂。
但调查表明，目前我国的镁质耐火材料产品的生产方式均未粗放型生产，所用的各种煅烧炉窑均为传统土炉窑，未经专业优化设计，炉窑容积、内部结构、物料及产品的布置和走向、燃料在炉窑内的布设等均不尽合理，致使燃料燃烧不充分，原料烧制不均匀，大量热能被排放或散失掉，既浪费了大量能源，又影响了产品质量。
虽然目前市场对镁质耐火材料的需求量较大，但作为一个搞好能行业，由于近年来的能源价格的不断大幅上涨，为镁质耐火材料产品生产企业带来了严峻的考验，使企业的生产成本不堪重负。从2005年至今，燃料重油的价格上涨了近50%，煤炭价格上涨了100%以上，节约能源、降低成本，成了镁质耐火材料产品生产行业发展的必由之路。
本技改项目的实施，可大幅度降低企业生产成本，提高企业产品的市场占有率，是市场竞争的必然要求。
3.2 项目的必要性
经过几十年的发展与建设，海城镁矿耐火材料总厂已形成年产20万吨高档镁砂、8万吨普通镁砂、5万吨电熔镁砂、38万吨轻烧镁粉的生产能力，虽具有一定规模，但高能耗已制约了企业的进一步发展，一方面，高能耗增加了企业的生产成本，另一方面，企业生产过程中还存在着严重的资源浪费，能源利用率低下。通过对企业耗能工序的系统分析，发现企业存在的主要问题有：
（1）高温产品所蕴含的显热全部浪费
经炉窑煅烧后刚刚出窑的高纯镁砂产品温度高达1700℃，普通镁砂产品温度高达1600℃，轻烧镁粉产品温度高达800℃，电熔镁产品温度高达2700℃；上述高温产品均经自然冷却将热能释放到环境中，每年因此所浪费掉的热能高达913759GJ。
（2）系统排放烟气带走大量热能
海镁总厂高纯镁产品生产用竖窑和普通镁砂产品生产用竖窑排放的烟气温度均高达230℃以上，每年排放掉的热能分别高达30937280MJ和37177096MJ；电熔镁产品生产用电弧炉排放的烟气温度高达200℃，每年排放掉的热能高达23320MJ；轻烧镁粉产品生产用反射窑排放的烟气温度高达180℃，每年排放掉的热能高达58920640MJ。
（3）鼓引风机能耗高
海镁总厂所有生产用鼓引风机均未设置变频调节装置，不仅本身耗电高，同时也浪费系统热能。
（4）一段式煤气发生炉热效率低下
轻烧镁粉产品生产用热现源自一段式煤气发生炉，所发生的煤气热值低，浪费严重，热利用率不足65%。
（5）系统表面散热损失较大
对企业进行的能量平衡分析表明，高纯镁砂和电熔镁生产系统约有近20%的热能因表面散热而损失掉，轻烧镁粉和普通镁砂约有10%的热能因表面散热而损失掉，急需进行强化保温处理。
（6）电熔镁生产系统耗电大
电熔镁生产用电弧炉结构不合理，供电系统各项供电参数不能得到自动寻优调节，系统耗电量极大，浪费严重。
（7）企业产品生产系统中尚有较多用热部位
海镁总厂目前各产品生产系统中，所输入的空气均为冷空气，燃料重油还需要配备燃煤锅炉进行加热雾化处理，各种输入物料均为冷物料或未被充分预热。
鉴于上述分析，海城镁矿耐火材料总厂提出了本项综合节能技术改造项目是非常及时和必要的。本项目的实施，减少了企业单位产品的能源消耗，降低了生产成本，为企业的进一步发展奠定了基础。
另外，本项目建设符合国家节能减排的大政方针，符合国家产业政策，对实现国家及地方“十一五”规划提出的两个约束性指标具有重要意义。
4建设条件与厂址
4.1 资源条件
（1）原辅材料及能源
海镁总厂系列镁质耐火材料产品生产的原料主要为菱镁矿，消耗的能源有煤炭和重油；企业现拥有储量达8.3亿吨的优质菱镁矿资源，完全能够满足企业现有生产及发展的需求；本项综合节能技术改造实施后，将在很大程度上减少煤炭和重油的使用量，因此，海镁总厂原有能源供货渠道可以满足技改后的要求。
（2）供水
本项目实施前后企业对水的需求量不变，企业用水由自备井提供，每小时最大出水量可满足该项目要求。
（3）供热
本项目生产供热通过燃用煤炭和燃料重油提供，可满足企业生产需要；冬季采暖及职工洗浴用热由企业集中供暖锅炉提供。
（4）供电
本项目用电由企业原有输变电设施提供，能够满足项目用电需求。
4.2项目选址
本项目建设于企业现有产品生产作业区内，所有基础和公用设施均为原有，可与原有生产系统有机衔接，因此，建设选址合理。
就企业厂址而言，位于海城市牌楼镇，厂区占地面积6.25平方公里，交通运输十分便利。厂区周边邻近的主要为企业和道路，无风景区、名胜古迹、自然保护区等敏感区域，属规划的工业区，故从环境保护角度而言，企业厂址选择合理。
4.3气候条件
厂区气候属于暖带半湿润气候区，夏季受黄海、渤海气候影响较大，温和多雨，南风偏多，冬季受北方冷高压气候干扰，气候寒冷干燥，冬长夏短。
综上所述，该项目选址是适宜的、合理的。

5生产规模及技术特点
5.1生产规模
本节能技改项目实施后，在实现节能的同时，保持企业现有生产规模不变，其中的高纯镁砂生产能力为20万吨/年，普通镁砂生产能力为8万吨/年，电熔镁砂生产能力为5万吨/年，轻烧镁粉生产能力为38万吨/年。
5.2 技术特点
（1）高温镁质耐火材料产品显热回收技术
经竖窑高温煅烧后刚刚出窑的高纯镁产品温度高达1700℃以上，其中含有大量的热能，将这部分热能加热空气并作为新风鼓入竖窑中，变原来的冷空气输入为热空气输入，减少燃料重油消耗量，提高燃烧效率，达到节能降耗的目的。
经竖窑高温煅烧后刚刚出窑的普通镁砂产品温度高达1600℃以上，其中含有大量的热能，将这部分热能加热空气并作为新风鼓入竖窑中，变原来的冷空气输入为热空气输入，减少燃料煤炭（白煤）的消耗量，提高燃烧效率，达到节能降耗的目的。
经反射窑高温煅烧后刚刚出窑的轻烧镁粉产品温度高达800℃以上，其中含有大量的热能，将这部分热能加热空气并作为新风鼓入反射窑中，变原来的冷空气输入为热空气输入，减少燃料煤炭的消耗量，提高燃烧效率，达到节能降耗的目的。
经电弧炉高温煅烧后刚刚出炉的电熔镁砂产品温度高达2700℃以上，其中含有大量的热能，将这部分热能回收用于企业冬季采暖和日常洗浴等用热，减少生活用热的煤炭消耗量，以达到节能降耗的目的。
（2）烟气热能回收利用技术
对于高纯镁砂产品竖窑、普通镁砂产品竖窑和轻烧镁粉产品反射窑产生的高温烟气，通过对窑体进行改造，在炉窑尾部增设原料物料高温烟气预热室或预热段，以增加炉窑烟气与原料物料的接触与热交换时间，在不影响烟气排放的前提下，将烟气所含有的热能尽可能传递给原料，使原料被充分预热，减少煅烧原料物料所消耗的热能。
对于电熔镁砂产品电弧炉产生的高温烟气，采用目前成熟的热管技术回收其中的热能，安装一台热管余热锅炉，将回收的烟气热能用于预热燃料重油。首先将热管换热器的一端置入到排烟通道中，另一端则被置入到热管余热锅炉中；当高温烟气经过热管的一端时，加热其中的导热介质，然后由导热介质将热能传递到热管余热锅炉中，用以加热燃料重油，从而废除原有燃煤导热油锅炉，降低企业能耗。
（3）鼓引风机变频技术
对企业所有产品生产系统现有的鼓引风机安装变频装置，以减少企业鼓引风机的电耗。安装变频器后的鼓引风机可实现软起动，从而消除起动时产生瞬间冲击力，对电动机和风机可起到保护作用，另可按照工艺要求优化调整鼓引风量，保证节电效果在30%以上。
（4）两段式煤气发生站技术
目前企业在轻烧镁粉生产系统中所采用的煤气发生炉为一段式煤气发生炉，所产生的煤气量少，热值较低，且存在结焦问题，目前已被国家限制生产和使用；两段式煤气发生站为目前国内最新开发研制的高效煤气发生设施，具有运行稳定，煤气热值高，热利用率高等优点。
一段式煤气发生炉与两端式煤气发生站主要性能特点比较如下：

单、双段煤气发生炉（站）特点比较表
序号
项目内容
单段式
双段式
1
工艺系统配置
不完善
完善
2
煤气性质
热荒
热荒、洁净
3
原料煤适应性
一般
适应性强
4
单位热值燃煤耗量
高
低
5
煤气热值
低 ＜5500KJ/Nm3
高 ＞6500KJ/Nm3
6
煤气压力
低 不稳定
高 稳定
7
除焦油设备
无
有 高效
8
除尘设备
有 低效
有 高效
9
气化层温度控制
无
有
10
系统自动化控制
无
有
11
炉内结焦现象
经常
无
12
末端烧嘴结碳现象
经常
无
13
进煤口煤气外泄
严重
无
14
与加热设施同步运转率
75%
100%
15
工作环境
不良
优良
16
炉渣含碳量
＞20%
＜5%
17
运行工况
不稳定
稳定
18
节能效率
中（热效率＜65%）
高（热效率＞82%）
19
环保指标
达标
达标
20
初投资
少
多

（5）电熔镁生产系统节电技术
通过对菱镁矿在电弧炉熔炼过程中供电主回路的在线测量，获取电炉变压器一次侧和二次侧的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率及视在功率等电气运行参数。对以上各项电气运行参数进行分析处理，可得到电弧炉供电主回路的短路电抗、短路电流等基本参数，进而制定电弧炉炼钢的合理供电曲线，并通过自动控制系统加以控制，实现节约电能。
（6）窑体强化保温技术
目前企业各种工业炉窑的炉体表面温度较高，特别是高纯镁砂窑炉体的表面温度高达160℃，电熔镁电弧炉的炉体已成炽红状态，热能损失较大。对高纯镁砂窑炉体表面采取强化隔热保温措施，覆以隔热保温材料，使其窑体表面温度将至65℃以下；对于电熔镁电弧炉炉体，用耐火保温材料修筑可开合的移动式电弧炉保温体，在电弧炉加热菱镁矿时，将该保温体罩在电弧炉炉体表面，以消除现有炽热电弧炉炉体表面的热损失，进而实现节能。

6改造方案
6.1项目组成
本技改工程主要由如下具体工程项目组成：
（1）分别建设高温高纯镁砂产品、普通砂产品和轻烧镁粉产品显热回收系统，上述产品显热经回收后用以预热相应的炉窑系统鼓风，以热风取代现冷风鼓入各自产品生产用炉窑。其建设内容为在每座炉窑上分别建设一套高温镁质耐火材料产品盛装和空气流动热交换系统，以及热空气与相应炉窑的配套连接系统。
（2）建设电熔镁产品显热回收系统，高温电熔镁产品显热经回收后，用于企业冬季采暖和日常洗浴等用热。其建设内容为建设一座单独的电熔镁产品存放区，在存放区内的高温电熔镁产品周边设置热交换系统，并相应地建设热交换系统与海镁总厂厂区供暖及日常用热设施的配套连接系统。
（3）建设一座电熔镁砂电弧炉高温烟气余热回收热管锅炉一座，以及配套的高温蒸汽输送管道，用以预热高纯镁生产用燃料重油，取缔企业现有燃煤锅炉。
（4）对企业所有炉窑系统现有的鼓引风机安装变频装置，以减少企业鼓引风机的电耗，并减少炉窑热损失。
（5）对轻烧煤粉产品生产燃料系统进行改造，取缔企业现有54座一段式轻烧反射窑，代之以4座两端式煤气发生站，并配套建设相应的煤气储存及输送系统。
（6）对轻烧窑、高纯镁高温油竖窑、普通镁砂窑和电弧炉的炉窑本体进行改造，优化各种燃料输入部位与炉窑结构，增设燃烧状态调节及监控设施，以提高燃料燃烧及利用效率，提高电热转化与利用效率。其中，对于轻烧窑、高纯镁高温油竖窑和普通镁砂窑，在炉窑尾部增设原料物料高温烟气预热室或预热段，以增加炉窑烟气与原料物料的接触与热交换时间，以回收高温烟气热能。
（7）设置电弧炉各项电气运行参数自控调节系统，灵活调节输入功率，使变压器高、低压级功率保持合理的比例，确保电弧炉消耗的功率与熔融物消耗的功率大致相等。
（8）对各炉窑本体进行强化保温处理，以减少各炉窑本体的表面散热损失；对于电熔镁电弧炉炉体，用耐火保温材料修筑可开合的移动式电弧炉保温体，以消除现有炽热电弧炉炉体表面的热损失。
6.2 生产工艺
（1）高温高纯镁砂产品、普通镁砂产品和轻烧煤粉产品显热回收系统工艺流程
工艺流程简述：首先将空气热交换器置于盛装高温镁质耐火材料产品的容器中，再将各加热炉窑的进风口分别依次与热交换器和鼓风机相连，使环境空气经高温镁质耐火材料产品加热后鼓入各自炉窑中。工艺流程图如下：

热风
高温高纯镁产品热交换系统
油竖窑

普通镁砂窑
热风
环境空气
高温普通镁砂产品热交换系统

热风
轻烧窑
高温轻烧煤粉产品热交换系统

高温镁质耐火材料产品显热回收工艺流程图

（2）高温电熔镁砂产品显热回收系统工艺流程
工艺流程简述：首先将炽热的电熔镁产品置于存放区内，再在其周边罩以热交换器，热交换器与厂区供暖系统及其他用热系统相连，将热能用于厂区供暖和洗浴等生活用热。工艺流程图如下：
冷水
产品热能

热水
供暖及其他生活用热系统
热导热介质
生活用热系统热交换器
高温电熔镁产品热交换器
冷导热介质

高温电熔镁产品显热回收工艺流程图

（3）电熔镁电弧炉烟气余热回收工艺流程
工艺流程简述：高温电弧炉烟气经过热管锅炉中的热管一端，在热管换热器的热传导下，热管锅炉生产出用高温高压水蒸气，通过蒸汽输送管道输送至高纯镁砂生产作业区，将燃料重油加热到所需要的温度。工艺流程图如下：

热水
热重油
燃料重油
高温油竖窑
热管锅炉
高温烟气
冷水

重油预热系统

电弧炉高温烟气余热回收工艺流程图

（4）高温油竖窑、轻烧窑和普通镁砂窑烟气余热回收系统工艺流程
工艺流程简述：将原料物料预先加入到改造后的炉窑预热室或预热段中，使炉窑高温烟气通过原料物料并与之进行充分接触和热能交换，预热原料物料。工艺流程图如下：
高温烟气

热物料
冷物料

煅烧炉窑
预热室或预热段

炉窑高温烟气余热回收工艺流程图

（5）鼓引风机变频调速改造工艺
轻烧窑、高温油竖窑和普通镁砂窑在煅烧过程中都需要鼓入空气，鼓引风量过大，不仅要消耗掉过多的电能，而且会使大量的热能被烟气带走；过小则会导致燃料燃烧不充分。因此，控制一个合理的过剩空气量是企业实现节能降耗的当务之急。对企业炉窑系统鼓引风机安装变频调速装置便可以实现这一目标。
采用变频器控制风机风量的原理是：利用变频器内置PID调节软件，直接调节电动机的转速以保持恒定的风压，从而满足系统要求的压力。其工艺过程就是通过变频器对风压的自动调节，向炉窑鼓入所需的恒定风量，从而避免风量的过剩或不足，实现节能目标。
（6）两段式煤气发生站生产工艺
工艺流程简述：两段式煤气站是一种完全气化的煤气发生设施，是在常压固定床煤气发生炉的上部加干馏段的一种新型炉型，根据生产工艺的不同，两段式煤气站可分为冷煤气发生站和热煤气发生站。
两段式煤气发生站以空气和水蒸汽为汽化剂，通入煤气发生炉内与碳发生反应而制得煤气，从其生产过程上可分为制气和净化两个阶段。
1、炉体主体制气阶段
煤通过上煤装置加到煤仓中，经过液压加煤阀加入到炉内，加入的煤先经过由气化段上升的煤气逐渐加热，进行干燥、干馏，使煤中的挥发份随着温度升高逐渐析出，干燥、干馏过程生成的干馏煤气由顶部煤气管道引出，其特点是温度低，并含有大量焦油。这部分气体占总量的40%左右。煤炭经过干燥干馏形成半焦，继续下移进入高温气化段，经过系列氧化还原反应，生成以CO、H2为主要可燃成分的气化煤气。这部分煤气量约占总量的60%，其特点是温度较高，含有粉尘但基本不含焦油。其中一部分经过中心管和四周的36条耐火砖通道引出形成底部煤气，另一部分经过干馏段，同干馏煤气混合由顶部引出形成顶部煤气。煤在气化段与气化剂(空气、水蒸气)发生复杂的氧化还原反应，生成一氧化碳、氢气等可燃性气体和二氧化碳，氮气等，主要反应过程可用下面几组方程表示：
① C+O2=CO2+Q
② 2H2O(汽)=2H2+O2-Q
③ CO2+C=2CO-Q
④ H2O(汽)+C=CO+H2-Q
⑤ 2H2O(汽)+C=CO2+2H2-Q
2、煤气净化、送气部分
从顶部引出的顶部煤气，进入电捕焦油器，进行捕焦；从底部引出的底部煤气进入旋风除尘器，除去煤尘后，与经过捕焦后的顶部煤气混合一起进入电捕轻油器捕除轻质焦油，充分净化后的煤气直接进入煤气加压机，送入加热炉窑中燃用。
煤气发生站工艺流程图如下：

煤气发生炉
无烟煤
煤 仓
电动葫芦载重

上 煤 气

软化水泵
汽 包
软 化 水

水
蒸
汽

水蒸汽

空 气
空气鼓风机

下煤气

旋风除尘

电捕焦油器
电捕轻油器

焦 油 池

炉窑
煤气加压机

两段式煤气发生站工艺流程图

（7）电弧炉供电系统节能改造工艺
工艺原理简述：通过电传感器监测电弧炉运行期间的各种电气运行参数和物料温度等数据，由自控系统随时进行优化调整，使电弧炉消耗的功率与熔融物消耗的功率大致相等，最大限度减少电功率的损耗。器工艺流程如下：
电信号

控制调节系统
监测系统

电信号
电弧炉
输入电功率

供电系统

6.3 工程特点
（1）充分回收了高温镁质耐火材料产品显热，实现了炉窑煅烧过程的热风送入，减少了冷空气在与燃料燃烧前的加热耗能，极大提高了炉窑用热效率和燃料燃烧效率。
（2）充分回收利用了烟气余热，将其回用于预热物料和燃料重油，减少了炉窑物料煅烧耗能，并因此取缔了企业现用以预热燃料重油的燃煤锅炉。
（3）被加热至高温的燃料重油与鼓入的热空气进行燃烧，使得燃烧更加充分，大大提高了燃料重油的燃烧效率。
（4）通过对炉窑系统鼓引风机的变频改造，使得各产品生产系统的风量能够稳定保持在最佳风量值上，既保证了燃料的充分燃烧，又不产生多余的空气过剩，实现节电的同时，减少热能损耗。
（5）两段式煤气发生站的建设和使用，极大地提高了发生煤气的热值和发生量，热效率比现行的一段式煤气发生炉提高约18%以上。
（6）很大程度上解决了目前电熔镁砂产品生产的高电耗问题，即极大地减少了企业生产成本，同时也缓解了区域用电紧张问题。
（7）本项节能技改方案的实施，在实现企业节能降耗的同时，因燃煤和燃料重油消耗的下降，还减少了大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物以及温室气体二氧化碳的排放。
6.4 主要生产设备
本项目设备选择是依据年生产纲领、工艺流程、原生产设备情况及工艺配套需要来选择，并尽可能的选用技术先进、性价比较高的设备，以更好地实现项目目标。本项目选择的主要生产设备详见下表。
项目设备明细表 单位：万元
序号
项 目 内 容
工程量
预算金额
备注
1
产品显热回收系统
66套
132
电熔镁产品显热回