1、中国铝业河南分公司碳素厂 6#煅烧炉更新改造项目可行性研究报告目 录1. 总论 .11.1. 项目背景 .11.2. 项目概况 .121.3. 问题与建议 .162. 市场预测及分析 .173. 工艺改造方案 .183.1. 6#煅烧炉现状 .183.2. 碳素厂生产工艺流程简述 .203.3. 碳素厂物料平衡核算 .213.4. 6#煅烧炉工艺主要改造内容 .243.5. 6#煅烧炉改造方案 .244.总图运输与公用辅助工程改造方案 .324.1.总图运输 .324.2. 建筑结构 .324.3. 电力 .344.4. 计控 .354.5. 给排水 .364.6. 采暖通风 .375. 节能
2、措施及效益 .385.1. 采用无外加燃料煅烧工艺 充分利用了原料中的挥发份 .385.2. 有效利用高温烟气余热减少排放 .385.3. 采用节能灯具节约用电 .386. 消防 .397. 环境影响评价 .397.1. 社会与自然环境概况 .397.2. 编制依据及执行的标准 .407.3. 主要污染源和主要污染物 .417.4. 污染治理措施 .417.5. 环境管理及监测环境管理及监测机构 .427.6. 环境影响初步分析 .438. 劳动安全卫生 .438.1. 设计依据及采用标准 .438.2. 劳动卫生措施 .448.3. 工业安全措施 .458.4. 劳动安全卫生机构设置 .46
3、8.5. 安全卫生措施评价 .469. 工程估算 .469.1. 概述 .469.2. 项目建设投资 .479.3. 编制依据 .479.4. 投资分析 .489.5. 概算表 .4910. 技术经济评价 .5710.1. 生产组织及定员 .5710.2. 项目实施计划 .5710.3. 资金筹措 .5710.4. 成本与费用 .5810.5.效益分析 .5910.6. 盈利能力分析 .5910.7. 综合评价 .6011. 主要设备及材料表 .60附件：中国铝业股份有限公司发展部委托编制“中国铝业河南分公司碳素厂 6#煅烧炉更新改造项目可行性研究报告”的委托书。附图：1、区域平面图 KY20
4、07.37A-ZY-1 2、6#煅烧炉配置图（一） KY2007.37A-GY-13、6#煅烧炉配置图（二） KY2007.37A-GY-24、A-A、B-B 立面配置图 KY2007.37A-GY-3- 1 -1. 总论1.1. 项目背景1.1.1 项目名称项目名称：中国铝业河南分公司碳素厂 6#煅烧炉更新改造项目。1.1.2 编制依据1、中国铝业股份有限公司委托中国长城铝业公司设计院编制本项目可行性研究报告的委托书。2、中国铝业河南分公司计划经营部转河南分公司碳素厂关于本项目的项目建议书。3、河南分公司碳素厂提供关于本项目的技术改造方案。1.1.3 编制原则1、深入调研分析现状，详细论证实
5、施更新改造的必要性，提出改造方案，并进行方案比较和论证，推荐最优方案。2、严格控制投资，降低投资成本，提高投资回报率。3、严格按照技术经济评价规范进行经济分析，采用有无项目对比法。4、提出需拆除的资产及处理意见，以及安全、环保方面的投资情况。1.1.4 企业概况1、中国铝业河南分公司概况中国铝业股份有限公司河南分公司（以下简称河南分公司）位于中原腹地郑州市上街区。陇海铁路贯穿东西，连霍高速公路紧邻而过，交通十分便利。公司前身是始建于 1958 年的郑州铝厂，1992 年 6 月，经国务院批准，原郑州铝厂、中州铝厂、郑州轻金属研究院和郑铝矿山公司合并组建为中国长城铝业公司。2002 年 1 月，
6、根据中铝公司部署，中- 2 -国长城铝业公司在上街地区的氧化铝、电解铝板块的优良资产，组成中国铝业河南分公司，作为中国铝业股份有限公司的骨干企业在纽约和香港上市。河南分公司集冶炼、发电、运输、建筑、机械制造、科研、设计于一体。主要产品有“雪山”牌砂状氧化铝、氢氧化铝、化学品氧化铝、铝锭及铝合金系列产品、碳阳极、金属镓及其深加工、机械制品等。公司“雪山牌”铝锭在伦敦金属交易所注册，产品畅销全国。碳阳极远销到欧、亚、美、澳四大洲的 18 个国家和地区，在国际上享有较高声誉。经过近半个世纪的发展，河南分公司已经形成年产氧化铝 230 万 t以上，铝锭 5.8 万 t，碳阳极 12 万 t，自发电 3
7、 亿 kWh 规模。截至2006 年底，河南分公司下属 14 个部室，14 个生产单位，在职员工达到10023 名。拥有各类专业人员 4000 余人（其中中高级人员 1500 人） 。经过公司广大科技工作者的不断探索和改进，创造出了适合我国铝土矿资源特点、在世界上独树一帜的拜耳烧结混联法生产氧化铝新工艺，率先研发成功具有自主知识产权并达到国际领先水平的一水硬铝石管道化溶出、选矿拜耳法生产氧化铝新工艺、间接加热连续脱硅、高分子絮凝剂沉降分离、烧结法生料浆自动配制、树脂法提取金属镓等新工艺、技术和装备；开发的常压脱硅、高效沉降槽等技术和装备在国内同行业推广应用；采用的降膜蒸发、气态悬浮焙烧等装备和
8、技术达到世界先进水平；首创的电解铝预焙槽改造技术为国内自焙槽的升级换代提供了典范。2002 年以来，河南分公司落实科学发展观，推进内涵挖潜和超常规发展相结合的可持续发展战略，资产总值和销售收入历史性地突破“双百亿” ，氧化铝产量跃居亚洲第一。公司经济总量、氧化铝产量、利润总额、碳阳极创汇总额、镓系列产品产能连续多年居全国同行业第一，经- 3 -济效益和纳税总额连续四年蝉联全国有色企业首位，名列河南纳税百强企业第二名（所得税总额名列第一位） 、郑州市利税百强第一名，形成了低投入、低消耗、低排放和高速度、高效益的节约型增长方式。河南分公司坚持科学发展，深化自主创新，五年内有 64 项科技成果通过省
9、部级鉴定，7 项达到国际领先水平，22 项达到国际先进水平，56项成果获得市厅级以上科技进步奖。申请专利 35 项。92%的科技成果实现了产业化，科技项目回报率达 30%以上，年创经济效益 7200 万元以上。集国际领先技术和先进装备于一体的河南分公司扩建 70 万 t 氧化铝项目于 2006 年 3 月份提前达产，全年产量达到 72 万 t，被评为有色金属工业部级优质工程，创造了建设最快、达产最快、效益最好、质量一流等新记录。五年来，河南分公司走出了一条资源节约和自主创新相结合的科学发展道路，实现了企业、社会和员工和谐发展，培育了在国内外具有较强竞争力和影响力的中部铝工业产业集群，增强了铝工
10、业在中部崛起中的凝聚力和带动力，树立了国际上市公司的新形象。河南分公司被认证为高新技术企业，荣获全国自主创新十强企业、河南省工业创新特等奖等荣誉称号。2、河南分公司碳素厂概况中国铝业河南分公司碳素厂（以下简称碳素厂）是生产电解铝用碳素制品的专业厂。碳素厂筹建于 1958 年，固定资产 2.3 亿元，现有职工 894 人，其中教授级高级技术人员 3 人、高级技术人员 15 人、中级技术人员 29 人、中专以上文化程度 264 人，占员工总数的 29.7%。近几年来，碳素厂经过多次的技术改造和科技攻关后，使原本六十年代为基础建设的技术落后、效率低、质量差、生产成本高的设备与工艺有了很大改进和创新，
11、- 4 -产品质量有很大提高，且产量也有所增加。同时，强化管理，建立了完善的质量保证体系，1999 年通过 ISO9002:1994 质量体系认证，2002 年通过 ISO9001:2000 版质量管理体系认证，2004 年通过健康安全环境管理体系认证。为适应国内外铝用碳素工业发展的需要，满足市场需求，1998 年碳素厂进行了扩建 10 万 t 碳阳极的技术改造，包括：新建 5#煅烧炉、新建 3#生阳极生产线及新建 4# 54 室环式焙烧炉。1999 年碳素厂开辟了俄罗斯、美国等国家的阳极市场，开拓了我国阳极出口途径。随着出口阳极市场的扩大，2002 年 6 月碳素厂进行了扩产 2 万 t 的
12、技术改造，新建 6#煅烧炉及配套设备改扩建。碳素厂现有生产能力 12 万 t/a，产品主要是出口预焙阳极。生产流程中包括 1#6#共 6 台罐式煅烧炉，3 条阳极生坯生产线（自动配料、单体混捏锅、单工位振动成型） ，1#3#共 3 台焙烧炉。为满足外商对出口预焙阳极各项理化指标及外观的严格要求，特别是优质阳极质量稳定性的要求，碳素厂作了大量技术研究、管理创新、设备改造工作。20002005 年连续六年碳阳极出口量占国内出口欧美市场量的 80%以上，相继有多种规格的预焙碳阳极进入美国、澳大利亚、俄罗斯、印度、加拿大等国际市场，涉及美铝、法铝等国际知名公司，2006 年产品出口量占总产量的 84.
13、65%。由于碳素厂碳阳极质量及各项指标全面符合国际标准，完全满足使用方的要求，并建立了良好的市场信誉及客户关系，现已发展成为我国最大的碳阳极出口企业及全国有色金属行业碳素制品出口创汇基地。19992006 年铝用预焙阳极出口情况见表 1-1。 河南分公司铝用预焙阳极出口情况表 表 1-1年 份 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006总产(t) 60058 82410 100560 108500 110000 80000 71162 49385- 5 -出口(t) 15053 11212 27961 53410 70000 54384 48743 4180
14、4出口量占总产量的% 25.06 13.61 27.81 49.23 63.64 67.98 68.50 84.65通过几年的出口阳极生产实践及对外技术交流，碳素厂已积累了丰富的碳阳极生产经验，并研究和掌握了影响阳极质量的各种技术难题以及控制阳极质量的关键技术。如：出口阳极微量元素的控制技术、阳极空气渗透率的控制技术、阳极 CO2反应性的生产控制技术、阳极空气反应性的生产控制技术等。目前，其碳阳极质量指标中的空气反应性、假比重、真比重、视密度、真密度、抗压强度、电阻率、微量元素等指标处于国际领先地位；CO 2反应性、空气渗透率、热导率、热膨胀系数等指标达到国际先进水平。出口优质阳极的研制成功，
15、为全面提高阳极质量水平，降低消耗提供了技术示范；同时为中铝公司在全世界相关铝行业起到了桥梁作用，树立了品牌形象，并为中铝公司创造了显著的经济效益。 1.1.5 碳素厂 6#煅烧炉存在问题及原因分析碳素厂 6#煅烧炉为八层火道顺流式罐式煅烧炉，由东西两台组成，每台 20 个料罐，采用硅砖砌筑主体火道及料罐。该煅烧炉于 2002 年 6月建成，10 月 10 日点火烘炉，同年 12 月初烘炉结束，正式带料运行，到现在已运行近 5 年的时间。从 2005 年 10 月起发现 6#煅烧炉料罐烧穿现象。正常情况下，6#煅烧炉在运行 810 年后，由于冷却水套部位的破损而停运大修，而主体火道及料罐不会出现
16、料罐与火道烧穿现象。罐式煅烧炉的使用期限，多数是依据炉体的技术状况及操作维护决定的。国内罐式煅烧炉的使用期限一般为 68 年，有的使用寿命长达十几年。但是，硅砖理化指标不合格，砌筑质量差，使用维护不当，寿命短的只有34 年就将被迫停炉大修，使投资效益降低，成本增高。- 6 -1、6#煅烧炉存在问题：从 2005 年 10 月起陆续发现 6#煅烧炉料罐烧穿现象，到目前为止料罐及火道出现问题情况统计见表 1-2。 6#煅烧炉现状统计表 表 1-2罐号 料罐现状 火道现状 排料情况 备注1 局部烧流或烧穿 较暗 在排2 局部烧流或烧穿 基本正常 在排3 局部烧流或烧穿 下火严重 在排4 烧穿 较暗
17、在排5 烧穿 与料罐穿通 停排6 烧穿 与料罐穿通 停排7 烧穿 与料罐穿通 停排8 烧穿 与料罐穿通 停排9 烧穿 与料罐穿通 停排10 烧穿 与料罐穿通 停排11 烧穿 与料罐穿通 停排12 烧穿 与料罐穿通 停排13 局部烧流或烧穿 较暗 在排14 局部烧流或烧穿 基本正常 在排15 局部烧流或烧穿 基本正常 在排16 局部烧流或烧穿 较暗 在排17 烧穿 与料罐穿通 停排18 烧穿 与料罐穿通 停排19 烧穿 与料罐穿通 停排20 烧穿 与料罐穿通 停排21 正常 基本正常 在排22 烧穿 与料罐穿通 在排23 烧穿 与料罐穿通 在排24 正常 基本正常 在排25 烧穿 与料罐穿通 停
18、排26 烧穿 与料罐穿通 在排27 烧穿 与料罐穿通 在排28 烧穿 与料罐穿通 在排29 烧穿 与料罐穿通 在排30 烧穿 与料罐穿通 停排31 烧穿 与料罐穿通 在排32 烧穿 与料罐穿通 在排33 正常 基本正常 在排34 烧穿 与料罐穿通 在排- 7 -35 烧穿 与料罐穿通 在排36 烧穿 与料罐穿通 在排37 烧穿 基本正常 在排38 局部烧流或烧穿 与料罐穿通 在排39 烧穿 与料罐穿通 在排40 烧穿 基本正常 在排从表 1-2 中看出，已经确定煅烧炉的 40 罐 40 条火道中烧穿的料罐和火道达到 30 多条，且有的料罐（火道）不止一处的烧穿点。八层火道罐式煅烧炉结构比较复杂
19、，从观火孔可以观察到的视野有限，所以可以肯定实际情况比观察到的更加严重。2006 年 8 月技术人员对煅烧炉个别料罐排空观察，发现料罐内壁烧穿非常厉害，烧穿面积最大的地方达0.5m2，且整个料罐内壁斑驳。火道和料罐之间的硅砖墙被击穿，火道的负压制度被破坏，多条火道出现窜火、下火，烟道温度过高，煅烧炉后大墙被烧穿。因为火道烧穿严重，已经不能进行生产和排料的料罐累计已经达到 14 个；其它虽然烧穿但是仍在生产的料罐，其情况还在进一步恶化。令人担忧的是，如果烧穿的面积过大，整个煅烧炉砌体的安全性将会受到严重的威胁。碳素厂于 2005 年 10 月对 6#煅烧炉炉体采取保护性的生产措施，如降低最高温度，降低炉产量，减少清炉次数，加强炉体的巡视和密封工作等。碳素厂也曾尝试采用热补法对破损处进行修补，但由于硅砖呈现大面积粉化脱落，且漏洞大，无法实施。碳素厂聘请有关耐火材料专家进行诊断，经研究讨论也确认无法采取可行的补救办法。实际上，煅烧炉中心耐高温部分由硅砖砌筑，一旦出现烧穿，不停炉时在 1300以上的高温情况下根本不可能修补。如果不从根本上消除材质的缺陷，采取的措施即便再好，也不能彻底解决问题。目前料罐烧穿现象仍在进一步加剧，只能勉强维持生产。
