山西省某公司年产90万吨水泥粉磨站项目节能评估报告案例
前言
第一章 编制说明
第一节 评估目的和意义
一、评估的目的
二、评估的意义
第二节 评估过程
第二章 项目概况介绍
第一节 项目建设单位概况
第二节 项目建设方案
一、项目基本情况
项目名称:山西某公司年产90万吨水泥粉磨站项目
建设地点:山西省
建设性质:新建
建设规模:年产复合硅酸盐水泥94万吨,其中:p.c32.5级水泥63万t,p.c42.5级水泥31万t,袋散比例为30:70。
二、产品方案
三、项目工艺方案
1、矿渣烘干
湿矿渣由汽车运输进厂堆放在堆场,用铲车送入卸料坑经提升机至喂料仓,由圆盘喂料机喂入烘干机,同高效沸腾炉产生的热气在烘干机中顺流混合,以达到烘干效果。废气由一台抗结露袋收尘处理后排入大气,出烘干机的矿渣经皮带机、提升机送入矿渣原料库储存。
2、原料破碎、储存、配料及粉磨
本项目使用的熟料进厂后,由ne提升机送入熟料库。
石膏破碎采用由一台pex-250×1000细颚式破碎机,产量为25t/h。石膏破碎后由ne提升机送入石膏库储存。
进厂块状物料石膏经pex-250×1000细颚式破碎机破碎后,由ne提升机送入石膏库。新型干法熟料进场后,由ne提升机送入熟料库。
本项目拟建ф8×20m熟料库、矿渣库、石膏库各两座,ф10×30m粉煤灰库两座,各原料库库底设置库底微机配料系统,各物料按设定配比卸出,由皮带机、提升机送入辊压机,出辊压机的料经打散分级机打散分级,粗料返回辊压机进一步滚压,小于3mm的细料进入高细磨进行细磨,出磨后的细粉经空气斜槽、斗式提升机送入水泥库。水泥磨均配置气箱脉冲收尘器,收尘器净化的气体经风机排空。
3、水泥储存
本项目产品为年产94万吨复合硅酸盐水泥粉磨生产线,根据生产规模及产品品种要求,拟建设6座ф12×36m水泥圆库,总储量为22000吨,储期5.95天。
为满足环保要求,库顶设置6台单机脉冲袋收尘器,对库内排出的含尘气体进行净化,净化后排空。
……
四、建设内容及总平面布置
1、主要建设内容
项目主要建设内容包括:熟料库、矿渣库、石膏库、粉煤灰库、粉磨站、包装车间和办公综合楼、食堂、车库等生产和辅助设施的建设。购置安装细颚式破碎机、回转式烘干机、高细磨、辊压机、回转式八嘴包装机等设备,并配套供电、供水等公用工程。
2、项目总平面布置
……
五、主要经济技术指标
六、项目进度计划
第三节 项目用能情况
一、电力
本项目用电负荷主要有生产、辅助设备,照明及生活系统用电等,全厂总装机容量为5619.02kw,考虑变压器和线路损失,则年总耗电量为2968.28万kwh。拟选择一台1600kva变压器,由临近中村镇变电站直接架空专线接入敷设,能够满足项目生产需要。
二、原煤
项目在矿渣烘干时用到回转式烘干机,热源配沸腾炉,沸腾炉使用煤矸石为燃料,年用量为5600.0t/a。
三、水
项目用水主要为生产用水、员工生活及其他用水等,其中生产用水年耗水量为1.01万m3;生活用水年用水0.17万m3,厂区绿化洒水年耗水量为0.39万m3,未预见水量为0.16万m3,投产后年耗水量为1.72万m3。
四、压缩空气
……
五、项目资源能源消耗汇总
第三章 项目所在地概况及能源消耗、供应情况
第一节 项目所在地能源供应条件及消费情况
一、项目所在地能源生产供应条件
二、项目所在地能源消耗情况
第二节 项目能源消费对当地能源消费的影响
项目建设实施后年消耗电力2968.28万kwh/a、煤矸石消耗5600.0t,耗煤层气4.59万m3/a、耗水1.72万m3/a.其中,电力消耗占全县总用电的8.61%,煤层气占全县总消耗量的0.13%,新鲜水占到全县总用水量的0.02%。
本项目电力消耗较大,项目电源引自35kv中村变电站,该变电站富余容量可满足本项目生产及生活需要,项目单位已于山西省电力公司沁水供电支公司签订供电协议。
……
第三节 本章评估小结
经过收集项目所在地各种能源供应和消费条件的资料,经分析,项目建成实施后年能源消耗量占全区能源消耗的比例较小,对当地能源消费影响较小。
第四章 项目建设方案节能评估
第一节 项目选址、总平面布置节能评估
一、项目选址分析
二、总平面布置分析
1、平面布置方案
(1)平面布置方案
项目厂区用地呈不规则的长方形,根据厂区的实际地形、项目产品方案、加工特点及厂区的位置、风向等进行平面布置,将生产线按照相互联系又独立的原则分区布置,生活区及生产区相对独立。生活区位于厂区南部,包括办公楼、职工宿舍楼及食堂,周边进行绿化;厂区北部为石膏、矿渣堆场和熟料堆棚;厂区中部位按照流程由东向西依次布置矿渣烘干、原料储存配料、水泥粉磨、水泥储库、水泥包装及成品库等各部分工艺装置。考虑年主导风向的影响及交通运输的方便,厂内的环形道路或主干道通往各主要生产车间和原料、成品的集中点,区内主干道为城市型双车道,路面宽10.0m,最小转弯半径为9.0m;进入各车间的次要道路为城市型单车道,路面宽4.0m,转弯半径为6.0 m。
2、平面布置节能分析
……
第二节 工艺流程、技术方案节能评估
一、工艺技术选择的原则
二、工艺流程节能评估分析
水泥粉磨工艺按粉磨方式的不同,可分为开流磨系统、闭路磨系统和挤压联合粉磨系统。
1、开流粉磨工艺:主要粉磨设备是利用一台球磨机将不同硬度、不同块度的水泥混合物料同时进入磨机内进行粉磨。在粉磨过程中,物料一次通过磨机后即为成品的称为开流。
开流系统的优点:流程简单,设备少,投资省,操作简便。其缺点是粉碎效率低,单位电耗高,主要表现在以下方面:
(1)在水泥产品中较大的颗粒都是水泥熟料。30~100μm的较粗颗粒水泥熟料约占80%,这些水泥熟料在水泥砂浆中有较大一部分不能水化形成胶凝作用,因此就不能达到尽可能地发挥水泥熟料的凝结强度作用,吨水泥的水泥熟料的消耗量大,生产成本高。
(2)混合材过粉磨。在水泥产品中0~15μm的微细颗粒含量高,且主要成分都是混合材,比表面积虽然高,但这是混合材的超细粉磨产生的,称为假性比表面积。混合材过细之后会导致产生静电、包球、吸水性大、石膏脱水、水泥砂浆漂浮物增多。更主要的是由于混合材的过粉磨耗费了大量的电耗和时间,作了许多无用功。
……
第三节 主要用能工艺和工序节能评估
一、工序能耗情况
根据《综合能耗计算通则》(gb/t2589-2008),电力折标系数取0.1229kgce/kwh、煤矸石折标系数耗取0.2731kgce/kg、煤层气折标系数取0.529kgce/m3、耗能工质新鲜水折标系数0.0857kgce/t、耗能工质压缩空气折标系数0.04kgce/ m3。
二、电力消耗
三、水消耗
……
二、主要用能工序节能评估
第四节 主要耗能设备节能评估
一、设备能耗情况
二、主要设备节能评估
1、球磨机节能分析
项目磨粉设备选用开流高细磨,主要由主机、鼓风机、超细度分析机、成品旋风积粉器、布袋除尘器及连接风管管道等组成。与普通粉磨机相比,开流高细磨系统具有很多方面的技术优势。目前在大中型水泥粉磨站中的应用较多且效果很好,特别是在与辊压机等水泥粉磨设备的结合应用中,作用更加明显:
(1)明显提高了磨机的产量。∮3.2m×l3m开流高细磨系统的产量>55t/h;粉磨相同熟料时,同规格的高细磨可比普通磨台产提高30%以上。
(2)明显地改善了水泥的性能。同种熟料粉磨的水泥,其强度在一定范围内随粉磨成品比表面积的增加以及细度筛余量的降低而提高。水泥ld-3d的强度随着粒径<10μm的水泥颗粒含量增加而提高,28d强度随着<30μm的中粒级含量的增加而提高;(30-60)μm的水泥颗粒水化很慢,在28d后才对强度做贡献;>60μm的水泥颗粒在3个月甚至1年后才对强度做贡献。总之,水泥颗粒越小,水化反应越快,水泥早期强度越高。
(3)显著降低r粉磨系统电耗。3.2m×l3m开流高细水泥磨的研磨体装载量为133t,配套电机为1600kw,粉磨普通水泥,成晶细度0.08mm方孔筛筛余<3%时,台产达55~60t/h,吨研磨体产量为442kg/h,而普通开流磨吨研磨体产量仅为350kg/h,前者较后者提高26.3%,相应的电耗降低25%左右。
2、辊压机节能分析
3、烘干机节能分析
4、沸腾炉节能分析
……
第五节 辅助生产和附属生产设施节能评估
一、电气单元
1、电源
项目厂区总装机容量5619.02kw,电源由中村镇变电站供应,企业用电由10kv线路引至厂高压配电室,10kv高压电机经配电后以放射式直供,低压电器的用电拟在厂区内设变电所降压后供电。
2、供配电系统
全厂用电负荷高压电动机电压10kv,低压电动机电压380v,照明电压220v,检修照明电压24v。配电系统采用树干式和放射式相结合的方式,主干线用电缆埋地敷设,各分支线路采用绝缘导线穿钢管沿墙明敷至动力配电箱再至各用电点。
为保证安全生产,在污水处理设施(备)总电源进线处均做重复接地,所有用电设备正常工作不带电的金属外壳采用统一接地的保护措施,并要求接地电阻r≤4ω。
3、节能分析
该项目在电气节能方面采取以下两点措施:
(1)照明供电与生产用电分路供给
该项目照明供电由一条主干电缆供电,这样可使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减少线路的损耗。
(2)对无功功率进行补偿
该项目补偿装置采用在变电室低压侧集中自动补偿方式,使补偿后的平均功率因数达到cosφ=0.95以上,达到降低线路无功损耗、节约能源的目的。
该项目电气节能措施实施后有效降低了供配电系统的线损及配电损失,最大限度地减少了无功功率,提高了电能利用率,节能效果较为显著。
二、照明系统单元
三、采暖、通风系统单元
四、给排水单元
五、建筑节能单元
第六节 本章评估小节
本报告经过对该项目平面布置、工艺技术、主要工序、主要耗能设备、辅助生产系统和公用工程等方面系统分析,该项目建成实施后在满足供水质量的前提下,能够有效节约占地,缩短工艺流程,减少设备选型,选用节能产品,节能效果显著。因此,评估认为从节能评估角度出发,本项目的建设是可行的。
第五章 项目能源消耗及能效水平评估
第一节 项目能源消费种类、来源及消费量评估
一、项目能源消费种类
本项目运行后所消耗能源种类主要为电力、煤矸石和煤层气,耗能工质为新鲜水和压缩空气。
二、能源来源
三、项目用能核算
1、电力核算
根据沁水县复昶工贸有限公司年产90万吨水泥粉磨站项目可行性研究报告及业主提供的技术资料,以项目达产达标后分析能源消耗情况。
项目用电量核算依据用电设备装机容量和需要系数,结合最大负荷利用小时数计算年需电量,需要系数和最大负荷利用小时数的选取依据《工业与民用配电设计手册》,计算结果计入适当的同时工作系数。
(1)用电设备组的计算负荷
(2)配电干线或变电所的计算负荷
(3)项目耗电情况根据项目耗电设备所属系统可以分为生产系统耗电、辅助和附属系统耗电(照明、采暖、通风),其中生产系统耗电按照工艺流程,可划分为矿渣烘干、原料配料储存、水泥粉磨储存、水泥散装包装四个工序。
①生产系统耗电
项目生产系统主要用电主体为高细磨、辊压机、打散分级机、回转式烘干机、八嘴式包装机、提升机等,总装机容量为4828.5kw,经计算年耗电量为2640.74万kwh。
2、原煤用量核算
3、用水量核算
4、压缩空气
四、项目能源消耗汇总
由上可见,本项目所消耗的能源为电力和煤,按当量值计电力占75.82%,煤耗占24.18%。因此,项目节能重点为节约电力。
第二节 能源加工、转换、利用情况分析评估
项目能源消耗种类电力、煤矸石,耗能工质水均为外购直接消费,不存在加工、转换。
煤层气经燃煤热水燃气壁挂炉转换为热水供厂内冬季采暖及洗浴,项目年消耗采暖热力610.48gj,按燃气壁挂炉热效率按93%、采暖设备效率92.5%计,燃煤燃气壁挂炉年耗煤层气量为4.59万m3,折合标准煤24.25tce。
第三节 能耗水平评估
一、项目综合能耗
综合能源消耗是指用能单位的统计报告期内实际消耗的各种能源实物量,按规定的计算方法和单位分别折算后的总和。
对企业,综合能耗是指统计报告期内,主要生产系统、辅助生产系统和附属生产系统的综合能耗总和。其计算公式如下:
式中:e——综合能耗;
n——消耗的能源品种数;
ei——生产和服务活动中消耗的第i种能源实物量;
pi——第i种能源的折算系数,按能量的当量值或能源等价值折算。
各种能源及耗能工质折标准煤参考系数参照《综合能耗计算通则》(gb/t2589-2008)。电力当量值折标系数采用1.229tce/万kwh,等价值折标系数采用2009年全国平均供电煤耗3.39tce/万kwh。项目用煤矸石低位发热量按8000kj/kg,煤层气热值3700kcal/kg。
根据上述公式计算本项目综合能耗,按当量值计为:
=(2968.28×104kwh×0.1229kgce/kwh+5600.0t×0.2731tce/t+4.59
×104t×0.529kgce/m3)/1000
=5201.54tce/a
二、项目能源消耗分析
在正常工况下,加工单位产品对资源、能源消耗程度可以部分地反映一个企业的技术工艺和管理水平,即反映生产过程状况。从清洁生产方面分析,资源指标的高低同时反映企业生产过程中宏观上对生态系统的影响程度。
1、单位产量综合能耗
(1)单位产量综合能耗的计算
(2)单位产量综合电耗
2、万元工业产值综合能耗
项目工业产值根据项目销售收入进行估算,根据沁水县复昶工贸有限公司项目建设可研报告可知项目销售收入为26970万元。
=0.43tce/万元
3、项目可比能耗指标
该项目达产后生产水泥94万t,其中p.c32.5复合硅酸盐水泥63万t,p.c42.5复合硅酸盐水泥31万t。项目年综合能耗当量值5201.54tce,等价综合能耗11615.99 tce。
按照《水泥行业单位产品能源消耗限额》(gb16780-2007)规定的计算方法:可比水泥综合能耗根据水泥综合电耗进行混合材掺量修正和水泥28d抗压强度修正后计算,其计算公式:
qks=d×(1+f)×qs
式中: qks-可比综合电耗;
qs-单位产品平均综合电耗;qs=2968.28/94=31.55kwh/t
f-混合材掺量修正系数,对粉磨企业,该系数取0;
d-水泥强度等级修正系数,其取值为:d=
b-统计期内水泥加权平均强度;b=(32.5×63+42.5×31)÷94=35.80mpa
该项目水泥可比综合电耗为:
qks= ×(1+0)×31.55kwh=32.93kwh
……
第四节 本章评估小节
经过分别对该项目各种能源消费、各个系统能源消费、主要工序能源消费量、各个设备能源消费进行了核算、比对,经核算,本项目建成实施后年耗电力2968.28万kwh、煤矸石5600.0万m3、煤层气4.59万m3,综合能耗当量值为5201.54tce,项目万元产值综合能耗低于晋城市和山西省平均水平,因此评估认为从节能评估角度讲本项目能耗指标较小,项目建设是可行的。
第六章 节能措施评估
第一节 项目节能措施概述
一、工艺设计节能
1、采用“辊压机+分级打散机+开流高细磨”的粉磨流程,该系统高效率的挤压打散分级回路在球磨系统之间承担了大量的粉磨功,不仅使入磨物料的粒度小而均齐,易磨性明显改善,而且使研磨体级配的更具针对性和有效性,可以使挤压联合粉磨工艺提高产量幅度可超过100%,粉磨系统电耗降低幅度30%左右(8~10kwh/t)。
2、烘干机采用新型沸腾炉,产品通过延长物料气流通过时间以及改善料气接触方式,使热效率达95%以上,供热温度稳定,热量持久,烘干效果好。
3、水泥成品比例70%为散装,散装化促进了水泥生产、流通和使用全过程的节能减排。
二、电气节能
三、采暖节能
四、节水措施
五、建筑节能
六、资源综合利用
第二节 单项节能工程
第三节 节能措施管理
第四节 节能措施效果评估
一、节电措施效果
采用“辊压机+高细磨”挤压联合粉磨系统,同比传统的开流粉电耗降低8~10kwh/t,一年可节电752万kwh;照明系统选用节能型灯具,较普通灯具可节能8%左右,年节电约4.71万kwh;变压器选scb11型节能变压器,较scb10变压器节电约0.97万kwh;采取集中低压补偿和有源滤波器可降低电力系统损耗约5%,年可节电约0.74万kwh。
二、节水措施评估
设备冷却采用循环冷却水,可减少抽采地下水,项目水循环率98.5%,则项目相对可减少水耗可达67.2万t,折合标煤57.59tce。
三、采暖节能
……
第五节 节能措施经济性评估
项目节能措施实施后,项目电耗节约达758.42万kwh,年可节约支出约合591.56万元;年可减少抽采地下水67.2万t,可节约支出141.12万元;采暖热损失减少燃煤消耗约17.42t,年可节约支出约合0.96万元,项目采用节能措施经济效益明显。
第六节 本章评估小结
本项目严格遵循节能设计相关标准及规范、相关终端用能产品能效标准,不采用国家明令禁止或淘汰的落后工艺、设备,在节能措施中积极采用新工艺、新技术、新产品,所有设备均选用先进、成熟、可靠、高效率、低能耗节能型设备,最大程度降低能耗。
第七章 存在问题及建议
第一节 存在问题
第二节 建议
第八章 结论
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