年产200万吨球团矿项目立项投资节能评估报告.doc

年产200万吨球团矿工程节能评估报告目 录1项目概况11.1建设单位基本情况11.2项目基本情况31.2.1项目名称31.2.2建设地点31.2.3项目性质类型31.2.4建设规模及产品方案31.2.5项目产业背景41.2.6矿产资源情况61.2.7气候条件71.2.8主要经济指标71.2.9项目进度计划81.2.10建（构）筑物81.2.11物流运输92节能评估的主要依据及项目设计的主要原则112.1节能评估的主要依据112.1.1国家现行的法律、法规、规章和产业政策、准入条件112.1.2自治区有关规定122.1.3行业标准、规范，技术规定和技术导则122.1.4建筑业标准及规范132.1.5可行性报告及其他资料132.2项目设计主要原则及内容132.2.1工艺、技术选择原则及主要内容132.2.2原、燃料及膨润土消耗量262.2.3厂区布局和生产车间工艺平面布置及其主要内容262.2.4设备选择原则及主要内容273项目所在地能源供应条件、能源消耗种类、数量及能源使用分布情况323.1项目使用能源品种的选用原则及合理性、可行性分析323.1.1项目使用能源品种的选用原则323.1.2能源品种选择的合理性、可行性分析323.2项目所在地能源供应及供应情况分析323.2.1所在地电力情况323.2.2供应电力情况333.2.3燃煤情况353.2.4压缩空气情况353.3项目能源消耗种类、来源、年总消耗量及能源分布情况363.3.1项目能源消耗种类、来源及年总消耗363.3.2项目能源分布情况363.4项目用水情况363.4.1水源情况363.4.2供水系统373.4.3排水情况373.4.4循环水系统383.4.5中水处理系统394项目耗能工序分析及主要能耗指标核定分析414.1项目用能体系耗能分析414.1.1项目用能体系、环节、主要耗能工序划分414.1.2能源购入贮存、加工转换、输送分配环节的用能情况414.1.3主要耗能单元（工序）指标分析计算核定414.1.4企业能源消费结构474.1.5企业能源流向474.1.6项目能源平衡分析474.1.7重点耗能（单元）工序焙烧系统能量平衡分析524.1.8水平衡及单项能源平衡554.2能耗指标564.2.1能耗指标564.2.2主要耗能设备能效指标584.2.3单位建筑面积能耗594.2.4用水指标604.3对标分析604.3.1国内重点企业指标工序能耗对比604.3.2全国重点钢铁企业球团工序平均能耗对比605项目节能措施及效果分析625.1节能措施625.1.1节能措施内容625.1.2节能措施评估625.2效果分析646评估结论656.1国家产业政策和自治规定方面656.2节能技术政策大纲及行业节能设计标准方面656.3项目的用能总量及用能种类方面656.4项目工艺、技术指标方面656.5主要能耗指标及行业指标方面656.6单项工程节能方面667可行性研究报告存在的问题677.1问题677.2建议677.2.1主要工艺设备677.2.2能源计量仪表配置情况677.2.3建筑节能措施717.2.4供变电系统71附件731、电力供应的能量损耗计算书732、热平衡计算书743、用地承诺书754、中水处理函755、用电意向书756、煤质报告757、供货合同758、铁精矿粉化验报告759、厂区平面图75*年产200万吨球团矿工程节能评估报告1 项目概况1.1 建设单位基本情况建设单位名称：企业性质：股份制企业企业所在地：行业类别：黑色金属法人代表：项目联系人：电话及传真：邮政编码：1.2 项目基本情况1.2.1 项目名称*年产200万吨球团矿工程1.2.2 建设地点*位于内蒙古高原中部，锡林郭勒盟西北部，北与蒙古国扎门乌德市相邻，两市相距9公里，东邻锡林郭勒盟苏尼特左旗，西、南与苏尼特右旗毗邻。距自治区首府呼和浩特市380公里、锡林郭勒盟首府锡林浩特360公里、首都北京680公里。辖区面积4015.1平方公里。市区拥有110Kv变电站一座，供电能力达16000Kv.A，电力资源充足，是全国唯一向国外输电创汇地区。工业园区位于*区东部，集二线铁路东侧。项目厂址距东环路约3公里。1.2.3 项目性质类型项目性质类型：新建1.2.4 建设规模及产品方案产品为酸性氧化球团矿，根据矿山选矿规模，确定年产球团矿200万吨。1、主要内容：1）球团车间主要工段：精矿接受及储存仓库、煤粉制备、精矿干燥系统、润磨系统、配料系统（该系统设在精矿库内避免二次倒运，节省占地面积）、混料系统、造球系统、布料系统、链篦机生球干燥和预热系统、）回转窑球团焙烧系统、环冷机成品冷却系统、废气处理系统包括热废气循环利用及烟气除尘净化系统、粉尘及返料处理系统。2）公用附属设施建设：供配电系统、中水处理站及冷却水给排水循环系统、空压站、锅炉房、机修、检化验、通信、铁路、公路、运输设备、办公及生活设施。2、产品方案产品为酸性氧化球团矿，粒度9-16mm。其主要性能指标见下表。球团矿综合质量指标项目标准粒度组成 （mm）9-16含粉率5 （）90耐磨强度（0.5） （）1抗压强度 （daN/P）250化学成分：TFe （）65FeO （）1冶金性能：还原度（RI） （）68还原膨胀指数 （）151.2.5 项目产业背景高炉炼铁的主要原料铁矿石，一般分为三类，一是天然富矿，不需加工，经破碎筛分成合格块度后可直接入炉冶炼，因此价格较低，另二类是粉矿需造块后才能入炉冶炼，按造块方式不同，分为球团矿和烧结矿。与烧结矿比较起来，球团矿有下述优点：1）粒度均匀，高炉透气性好。2）冷态强度高，在运输和装卸储存时产生粉末少，有利于长途运输和长期贮存。3）铁份高，堆密度大，有利于增加高炉料柱的有效重量，提高产量降低焦比。4）还原性好，有利于改善煤气化学能的利用。5）由于球团生产废气利用率高，因此能耗比烧结要低。6）由于球团料层透气性好，强度高，粉末少，故烟气含尘量少，球团烟气中原始含尘量为0.60.7g/m，而烧结则达25g/m。但与烧结相比球团也有其缺点：1）在相同产量下投资要比烧结高。2）要求原料粒度比烧结的细，一般要求325目粒级必须大于70%，比表面积15002000cm/g，而烧结要求150目粒级在20%以下。3）烧结机可以充分利用冶金厂内各类含铁废料，如轧钢皮、瓦斯灰，各类污泥，碱性钢渣等。4）球团在高炉加热还原过程中容易产生体积膨胀，造成高温还原粉化，影响高炉下部透气性，因此一般高炉球团矿在炉料中配比控料在30%左右，一般不超过65%。总之选用球团或烧结主要根据矿粉粒度而定，细的矿粉以选用球团为宜，而粒度粗的矿粉则以烧结为宜。我国铁矿资源的特点是贫矿较多，能直接入炉的富矿占总储量不到5%，因此绝大部分铁矿均需经过选矿，而且随着矿石需求的增加，矿产资源的不足，开采品位日益下降，而为了达到允许的精矿品位和提高回收率，磨矿的细度也愈来愈细，因此采用球团的优越性也愈来愈高。我国在原料结构上长期偏重于烧结，而忽视球团，因此球团矿的比例严重偏低。我国球团的发展是从竖炉开始的，由于竖炉投资较低，因此一大批中小型钢铁厂均建设了8m和10m的球团竖炉，这种工艺成为球团生产的主流，但球团竖炉的主要缺点是能耗较高，球团的质量较差，单炉生产能力较小，更主要的是竖炉球团只适用于磁铁精矿，不适用于赤铁精矿。1.2.6 矿产资源情况秦龙公司在蒙古国拥有伊罗河和图木尔太二个矿区的开采权。伊罗河矿为接触交代变质铁矿床，分为东、中、西三个矿区。全区总储量33397万吨（工业储量2.3亿吨），其中东矿区储量20488万吨（工业储量1.5亿吨）西矿区储量8528万吨（工业储量0.55亿吨）中矿区储量4381万吨（工业储量0.25亿吨）。矿石类型大部分是原生磁铁矿，原生磁铁矿石品位含铁3669%，平均52.30%，含铁品位较高，但含硫较高，达2.44.7%。平均含S3.56%。磷平均含量0.27%（0.220.96）矿体位于山顶及山丘或山谷中缓坡地带，矿体露头良好，浮土厚度460m，开采条件良好。该矿目前已开始投产，主要开采低硫富矿，部分贫矿采用干磁选使含铁达到62%以上，正规的选矿厂正在建设中。图木尔太铁矿位于伊罗河矿东约50公里，矿石探明储量为2.29亿吨，其中工业储量1.58吨，分为东西二个矿区，东矿储量1.4亿吨其中工业储量1亿吨，西矿区储量0.89亿吨，其中工业储量0.55亿吨。东矿区平均品位含铁54.18%。西矿区平均含铁品位49.18%。以上二个矿山合计储量5.63亿吨，其中工业储量3.88亿吨，平均品位在50%左右，而且大部分是磁铁矿，易采、易选，矿石资源是十分理想的。缺点是含硫较高，但通过选矿试验已证明选后精矿可将含S降低到90%，磨煤机的处理能力为10t/h。在磨煤机中的煤粉，边干燥边细磨，由干燥废气带出的成品煤粉，通过布袋除尘器收集，送到煤粉成品仓。再由计量系统通过管道送到回转窑窑头平台的煤粉燃烧器，然后通过风机将煤粉由燃烧器喷入窑内进行燃烧。磨煤干燥热源采用燃煤热风炉产生的热气体，燃煤热风炉以烟煤为燃料。磨煤仓设料位计，并设高低料位报警，料位信号送中央控制室。3）精矿干燥一般铁精矿的合适成球水分为8。当原料水分大于成球水分时需采用精矿干燥工艺，使其水分降至成球水分以下。同时也能有利于铁精矿高压辊磨（后续）工艺的进行。正常情况下，铁精矿水份9，雨季时水分略高，因此采用干燥工艺是必需的。干燥设备采用一台3.220m转筒干燥机，采用燃煤热风炉产生的热气体作为干燥热源，在风机的抽力下顺着料流方向对物料进行加热、蒸发水分。干燥后的废气温度保持在120以下。另外设计了旁路系统，当精矿水分低不需要干燥时，可由旁路系统运至下道工序。4）精矿辊磨高压辊磨工艺对于增加物料表面积，改善物料表面活性和提高生球强度有着显著的作用。由于本工程所用的磁铁精矿粒度较粗，-200目仅占70%左右，难以满足造球工艺对精矿细度的要求，因此设计采用了高压辊磨工艺，辊磨后中心料比表面积按经验推算可达到2000cm2/g以上。但两侧边料比表面积偏低，采用边料循环辊磨工艺，以使比表面积达到2000cm2/g以上。经过干燥后的铁精矿首先给入缓冲仓，仓下设圆盘给料机排料，为了向辊磨机均匀、稳定给料，在给料口上方设置4m高的直料柱仓，缓冲仓和直料柱仓均设置料位计，并设有高低料位报警，料位信号送中央控制室。辊磨机处理能力600t/h。该辊磨机为引进设备，德国制造，其规格选型通过试验后确定。辊磨工艺对增加物料表面积，改善物料表面活性和提高生球强度有显著作用。可增加布莱恩指数500600，减少循环负荷，减少膨润土用量，减少产品湿度，增加生球落下次数，增加生球抗压强度等。5)配料系统配料室为单系列配置，设8个精矿矿槽、2个膨润土矿槽和1个除尘灰矿槽。精矿矿槽分成两部分，其中5个矿槽为精矿贮存矿槽，为不同矿种配比留有余地。矿槽下设定量给料装置将铁精矿给到干燥系统，干燥过程也起到预混合作用，几种参加配料的铁精矿被混匀为一种铁料。经过干燥、辊磨处理后的铁精矿由胶带机运至配料室上部，经移动可逆胶带机分送至3个配料矿槽内参加配料。膨润土采用气力输送方式由汽车罐车送至矿槽。膨润土配加量为15kg/t球，根据生产要求可调节其配加量。球团生产过程中产生的除尘灰经集中后气力输送至配料室除尘灰矿槽。为保证配料准确，所有参与配料的物料均采用重量配料，各配料槽下均设有定量给料装置，整个配料过程由计算机按人工设定配比进行自动控制。为稳定配料，各配料槽均设有料位计，以保证合适的料位范围。配料室各种物料矿槽贮存时间见下表。配料室矿槽贮存时间贮存物料堆比重t/m3矿槽物料量t/h贮存时间h有效容积m3/个贮量t/个矿槽个数总贮量t铁精矿2.223050684048265115除尘灰1.616025612561025.6膨润土0.817013622723.8726）混合系统为保证小宗物料能与精矿充分混匀，设计采用立式强力混合机进行混匀作业。该混合机的工作原理是靠混合工具部位相向运动使物料也相向运动而互相穿插渗透，达到混匀目的。采用该设备可以节省电能；减少粘结剂用量；增强生球强度；减少返球量；提高物料均匀度。按系统能力，设置1台处理能力为400t/h混合机。混合后的物料用胶带运输机运至造球室。 7）造球系统造球是球团工艺中一个十分重要环节，生球质量好坏直接影响球团焙烧工艺正常进行和成品球质量，设计中充分考虑了影响造球的诸多因素，如给料量、加水方式、自动控制水平等，并对造球设备进行优化设计。采用9台6.0m圆盘造球机。经混合后的混合料用胶带机运至造球室混合料矿槽，矿槽贮存时间为4小时，矿槽均设有称重料位计，槽下设备采用调速圆盘给料机和皮带秤，造球机的给料量可按设定值自动控制。每个造球机进料溜槽配有疏料器，将压实的混合料疏松后再布料。造球机转速可调，倾角可调。在造球过程中添加0.51.0%的水，以使混合料水分达到造球最佳值。实践证明造球过程中加适量的水利于成球。每台造球机对应1台辊式筛分机，筛出-9 mm及+16mm不合格生球。生球返料经胶带机给至生球粉碎机，粉碎后返回重新造球。8）布料系统布料系统与造球系统相对应。造球机产出的生球经辊式筛分机筛除-9 mm和+16mm粒级后，由摆动胶带机布到宽胶带机上，再由宽胶带机布到辊式筛分布料机上，筛出-5mm粒级后均匀布到链篦机篦床上。链篦机受料端篦板上方设有自动测料位装置，通过自动调节链篦机运行速度来保证链篦机规定料厚。生球料层厚度约200mm。辊式筛分布料机筛出的 -5mm不合格小球运到造球系统返料胶带机上，再经生球粉碎机粉碎后返回造球。9）生球干燥与预热系统生球干燥与预热在链篦机上完成。干燥预热分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热I段、预热II段。（1） 鼓风干燥段生球在鼓风干燥段内用200的干燥气流进行干燥，除去生球附着水，同时可以避免下部生球过湿。鼓风干燥用热气流来自环冷机第三冷却段通过风机和管路系统送往鼓风干燥段，并设冷风兑入阀，以使鼓风干燥风温度控制在200左右，热风流由风机入口导板控制，以保护链篦机风箱恒压。从料层出来的热废气，通过电除尘器除尘后由风机送往主烟囱排入大气。为防止鼓风干燥段上部炉罩结露，在预热段送往抽风干燥段的管路上接一个支管与鼓风干燥段上部炉罩连接，并用阀门控制，当鼓风干燥段上部炉罩废气温度低于露点温度时自动兑入热废气，使其保证在露点温度以上。（2） 抽风干燥段抽风干燥段采用来自预热II段近400回收热废气对料层进行干燥，使生球脱水、干燥，并可以承受预热I段600以上温度。（3） 预热I段预热I段主要工艺作用是加热、升温和氧化，球团内化学水及碳酸盐开始分解，主要热源为来自环冷机二冷段热废气，并补充部分来自预热II段1000热气流，这股热气流通过预热I段与预热II段烟罩间隔墙孔导入。来自环冷机二冷段热废气通过管路直接进入预热I段烟罩。（4） 预热II段在预热II段，球团继续氧化、分解和加热，并完成部分固结硬化，使球团有一定强度，能经受由链篦机落到回转窑时的冲击，在回转窑运动过程中不致破碎。其热源主要来自窑尾热气流。 在预热II段烟罩顶部设放散烟囱和放散阀，作为烘炉和故障操作用。生球在链篦机上干燥、预热后获得足够强度，经铲料板、溜槽进入回转窑。（5） 废气处理系统整个链篦机-回转窑-环冷机工艺废气处理系统共设置了2台高温多管除尘器、2台静电除尘器。经多管除尘器净化后的废气循环使用，经静电除尘器净化后的废气粉尘浓度低于50mg/m3可达标经烟囱排放。2台高温多管除尘器是用来处理链篦机预热II段两侧风箱高温含尘热废气，温度约300450。2台静电除尘器是用来净化最终排入大气的低温含尘烟气。其中1台为105m2四电场静电除尘器，用来处理链篦机鼓风干燥段炉罩排出的废气。1台为185m2四电场静电除尘器，用来处理链篦机抽风干燥段和预热I段风箱热废气。系统共设置了2台回热风机、1台炉罩风机、1台鼓风干燥风机和1台主抽风机。风量分别为：每台回热风机风量42104m3/h，进口负压5KPa，鼓风干燥段炉罩风机风量36104m3/h，进口负压1.7KPa，鼓风干燥风机42104m3/h，出口压力3KPa，主抽风机风量102104m3/h，进口负压5KPa。烟囱高度120m。（6） 粉尘及返料处理系统除尘系统回收的除尘灰气力输送至配料系统回收再利用。链篦机鼓风干燥段、抽风干燥段与预热前段散料通过散料胶带机运至链篦机尾部散料斗里，设置1台锥磨机将这部分散料磨至1mm以下，再用胶带机运至高压辊磨系统。链篦机预热后段散料与链篦机头部及回转窑窑尾散料一起通过溜槽进入斗式提升机，再返回回转窑。链篦机灰箱排出的灰尘通过胶带机及灰溜槽排至链篦机尾部散料斗里，与干燥段散料一并处理。10）氧化焙烧系统球团矿的焙烧、固结过程在回转窑中完成。经过链篦机预热后的球团通过铲料板和给料溜槽给入回转窑中，并随回转窑沿周边翻滚的同时，沿轴向朝窑头移动。在窑头装有专门设计的双调节伸缩式喷煤管，通过煤管伸缩和一次风量变化控制煤粉燃烧的火焰形状和火焰长度。同时将环冷机一冷段10001050热废气引入窑头罩，作为补充二次风。以保证窑内所需焙烧温度。球团在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，从而得到均匀焙烧。球团焙烧温度12501350，球团矿在回转窑中停留时间约3040min。焙烧好的球团通过回转窑窑头罩内溜槽和固定筛卸到环冷机受料斗内。在高温状态下，偶尔会有粉料和过熔球团粘结成块，混入球团矿中由固定筛筛出，经处理后给入成品中。11）成品球团矿冷却系统从回转窑排出的球团矿温度约1250，经过窑头罩固定筛，将200mm大块筛出后，通过环冷机受料斗均匀布在环冷机台车上，料层厚度为800mm。球团矿在环冷机内被冷却到150以下。环冷机有效冷却面积为150m2，中径22m，台车宽2.5m。设4台鼓风冷却风机。一冷段冷却风机风量为3500m3/min，二四段冷却风机风量分别为3200m3/min。环冷机炉罩分四段，一冷段近1050热气流通过受料斗上部窑头罩和平行管道直接入窑作二次风，提高窑内气氛温度。二冷段近700热气流通过热风管直接引入链篦机预热I段作为补充热源。三冷段低温风被送至链篦机鼓风干燥段作为热源。四冷段约100废气通过环冷机上烟囱排放，排放浓度50mg/m3。环冷机鼓风机通过风门自动调节冷却风量，在满足成品球冷却的前提下控制回热风温度。环冷机卸料斗设料位传感器，排料用电液动扇形阀控制，均匀排料。120球团矿通过三通卸料斗卸到胶带机上。此处胶带机为双系统，互为备用。胶带机头部采用溢流溜槽，正常生产时将球团矿卸至下一条胶带机上，运往一期成品矿槽系统或料场，事故时通过溢流溜槽将球团矿落地。3、主要工艺参数研究与确定1）球团原料对工艺参数的影响理论上，使用赤铁精矿、磁铁精矿或赤磁混合铁精矿做原料，采用链篦机-回转窑工艺均可生产出高质量球团矿。国内外球团厂使用赤铁精矿、磁铁精矿或赤-磁混合铁精矿的都有。相比之下，使用磁铁精矿做原料生产球团矿，由于磁铁矿化学组成是Fe3O4，在预热过程中氧化为赤铁矿，同时大量放热，产生再结晶从而提高强度。而赤铁矿化学组成是Fe2O3，不发生氧化放热反应，且需要在较高的预热温度下及较长的预热时间才能促进其再结晶过程的进行。因此，使用赤铁精矿做原料生产球团矿所需热耗较高，相对单位产量低。本工程原料以磁 铁矿为主，因此热耗较低。2）热工制度确定合理的热工制度是保证链篦机-回转窑工艺成功的关键。因此，根据不同的矿石性质和对产、质量要求，选择链篦机、回转窑及环冷机工艺参数，制定适宜的干燥、预热及焙烧制度，是保证生产过程顺利进行，获得最佳指标的关键。3）工艺参数确定根据国内外同类型球团厂生产实例，暂定链篦机、回转窑、环冷机工艺参数见表。链箅机主要工艺参数项目年产量万t/a总有效面积m2台时产量t/h利用系数t/m2d生球停留时间min鼓风干燥长度m面积m2时间min风温参数20024725224.518.58362.8180250抽风干燥预热I段预热II段长度m面积m2时间min风温长度m面积m2时间min风温长度m面积m2时间min风温14634.635014634.66007501985.56.51000回转窑主要工艺参数有效容积(m3)利用系数(t/m3d)焙烧温度()球在窑内停留时间(min)9856.15125013503040环冷机主要工艺参数一冷段二冷段三冷段四冷段总冷却时间min有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温有效面积m2冷却时间min风温4011.510504011.57004011.5300308.510043注：环冷机风温为上罩烟气温度。772.2.2 原、燃料及膨润土消耗量1、原、燃料消耗量（干量）名 称单耗（kg/t）小时耗量（t/h）日耗量（t/d）年耗量（万t/a）铁精矿10502656364210膨润土153.8913焙烧用烟煤256.31515.0干燥用烟煤71.8431.42、膨润土的理化指标皂土数分散度膨胀度倍膨胀体积m3/g水份粒度（-0.074mm）95909.550993、煤质分析燃料种类烟煤发热量25MJ/kg挥发份17%灰分1