超高功率石墨电极生产线能量系统优化工程项目可行性论证报告.doc

超高功率石墨电极生产线能量系统优化工程 可行性研究报告
目 录

第一章 总 论 1
1.1 项目名称及承办单位 1
1.2 可行性研究报告编制依据 1
1.3 可行性研究报告的研究范围 1
1.4 推荐方案与研究结论 2
第二章 项目提出的背景与必要性 9
2.1 企业及负责人概况 9
2.2 项目提出的背景 9
2.3 项目提出的必要性 11
第三章 建设规模和改造内容 14
3.1 建设规模 14
3.2 改造内容 14
第四章 项目选址与建设条件 15
4.1 建设地址 15
4.2 建设条件 15
4.3 有限公司址评述 17
第五章 技术、设备及工程方案 18
5.1 设计原则 18
5.2 项目组成 18
5.3 工艺技术及设备方案 18
5.4 总图运输 25
5.5建筑工程 27
5.6给排水 29
5.7 供电 30
5.8 供热、通风与制冷 31
5.9通信 31
第六章 原辅材料及燃料动力供应 33
6.1 原辅材料供应 33
6.2 燃料及动力供应 33
第七章 环境保护 34
7.1 编制依据与范围 34
7.2 环境污染及环保措施 35
7.3 环保机构设置 36
7.4 绿化 37
7.5 环境影响评价 37
第八章 节能方案 38
8.1 编制依据及设计规范 38
8.2 项目能源消耗状况 39
8.3 项目能源供应状况 39
8.4 项目节能措施 40
8.5节能效果分析 40
8.6能源计量及仪表配备 40
8.7 节能管理 43
8.8 节能结论 44
第九章 消 防 45
9.1 编制依据 45
9.2 工程概述 45
9.3 生产工艺特点及安全措施 45
9.4 消防措施 46
9.5 消防设施及其安全可靠性 49
第十章 劳动安全卫生 50
10.1 编制依据 50
10.2 采用标准 51
10.3 工程主要危害因素分析 52
10.4 劳动安全卫生防范措施 54
10.5 劳动安全卫生机构设置及人员配备 57
10.6劳动安全卫生投资估算 57
10.7预期效果及评价 57
第十一章 企业组织、劳动定员和人员培训 59
11.1 企业组织 59
11.2 劳动定员 59
11.3 人员来源及培训 59
第十二章 项目实施计划 62
12.1 项目实施计划建议 62
12.2 项目实施计划 62
12.3 项目达产计划 62
12.4工程管理 62
第十三章 招 标 64
13.1 编制依据 64
13.2招标投标的基本原则 64
13.3 招标内容 64
13.4招标方案 65
第十四章 投资估算与资金筹措 69
14.1投资估算 69
14.2 资金筹措 72
第十五章 财务评价 73
15.1评价说明 73
15.2总成本费用 73
15.3营业收入和税金 74
15.4盈利能力分析 75
15.5偿债能力分析 76
15.6财务生存能力分析 76
15.7不确定因素分析 77
15.8评价结论 78

附 录
一、附 表
1.建设投资估算表(附表14-1)
2.流动资金估算表(附表14-2)
3.项目总投资使用计划与资金筹措表(附表14-3)
4.总成本费用估算表(附表15-1)
5.外购原材料费估算表（附表15-1-1）
6.外购燃料和动力费估算表（附表15-1-2）
7.固定资产折旧费估算表（附表15-1-3）
8.无形资产和其他资产摊销估算表（附表15-1-4）
9.营业收入、营业税金及附加和增值税估算表(附表15-2)
10.项目投资现金流量表(附表15-3)
11.项目资本金现金流量表(附表15-4)
12.利润与利润分配表(附表15-5)
13.资产负债表(附表15-6)
14.财务计划现金流量表(附表15-7)
二、附图
1. ####碳素制品有限公司区域位置图
2. ####碳素制品有限公司总平面布置图

- IV -
超高功率石墨电极生产线能量系统优化工程 　　　　　　　　　　　可行性研究报告
第一章 总 论

1.1 项目名称及承办单位
1.1.1项目名称
超高功率石墨电极生产线能量系统优化工程
1.1.2 承办单位
碳素制品有限公司
法定代表人：
项目负责人：
1.1.3 项目主管单位
##县发展和改革局
1.1.4 项目建设地点
山东省##市##经济开发区
1.1.5可行性研究报告编制单位

资格等级：甲级
工程咨询资格证书：
发证机关：国家发展和改革委员会
1.2 可行性研究报告编制依据
1.2.1《国家发展改革委办公厅关于请组织申报2010年中央预算内投资节能备选项目的通知》（发改办环资[2009]2355号）。
1.2.2原国家计委发布的《投资项目可行性研究指南（试用版）》。
1.2.3国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。
1.2.4 国家、地方经济和社会发展规划及行业部门的发展规划。
1.2.5 ####碳素制品有限公司提供的有关基础数据、资料。
1.3 可行性研究报告的研究范围
1.3.1 对企业的基本特点和发展规划进行说明和总体研究；
1.3.2 结合企业的实际情况确定项目建设规模；
1.3.3 对节能方案和节能技术进行论证，拟定先进合理的节能工艺技术和设备方案；
1.3.4 对项目实施条件、有限公司址、原材料及能源供应等进行研究说明；
1.3.5 就项目的环保、节能、消防和劳动安全卫生进行分析说明；
1.3.6 进行项目的总投资估算、成本估算和经济效益分析，进行财务及经济评价；
1.3.7 提出本项目可行性研究报告的工作结论。
1.4 推荐方案与研究结论
1.4.1项目背景与提出
能源是人类赖以生存的基础，是社会经济可持续发展的物质保障。我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有资源量远低于世界平均水平。改革开放以来，中国经济发展取得了举世瞩目的成就。由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗量不断增加，特别是当前高投入、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，资源约束矛盾日益突出，环境压力越来越大。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。
石墨电极是电弧炉炼钢和矿热电弧炉生产所必不可少的导电材料。我国石墨电极的供需情况是超高功率石墨电极供不应求，而普通功率石墨电极供大于求。超高功率石墨电极产量不足的原因一方面是原料针状焦、特别是高档针状焦尚需依赖进口。另一方面是在制造工艺方面，特别是石墨化工艺方面已经不适应大规格石墨电极生产要求。我国目前石墨电极生产有限公司家基本上采用的是艾奇逊石墨化方法。该法加热原理基本上是外热法，而且加热方向位置不同、加热不均、热能利用率低。因此该法能耗高（4000度/吨以上）、石墨化程度不均、质量不稳定，适用于小规格的石墨电极。随着炼钢炉和矿热炉的大型化，对石墨电极的规格和功率也提出了更大、更高的要求。艾奇逊石墨化方法已不能满足石墨电极的规格大型化的要求。串接石墨化法是以电极坯料自身为电阻，内部加热，热能损失少、加热均匀。因此该法电耗抵，实际电耗为2800～3000度/吨。同时产品的石墨化程度高且均匀,非常适合大规格电极的石墨化。
####碳素制品有限公司是##市较大的石墨电极生产有限公司家之一，拥有较强的技术实力和丰富的生产经验，主导产品为φ300～φ600的超高功率石墨电极。企业原有艾奇逊石墨化炉比较落后，能耗较大，为了响应国家的节能号召和提高能源利用效率，满足钢铁行业对超高功率石墨电极的需求，降低生产成本，企业提出本能量系统优化工程，淘汰原来落后的艾奇逊石墨化炉和变压器机组，新上先进的调压整流变压器机组和内串石墨化炉，保温料用煅后焦代替冶金焦焦粒，从而减少能源消耗，生产超高功率石墨电极，符合国家的产业政策和行业发展规划；同时可以降低生产成本，提高产品综合竞争力，项目建设具有良好的社会效益和经济效益。
1.4.2 建设规模
本项目对原有年产3万吨超高功率石墨电极石墨化工段进行能量系统优化，需要改造原有石墨化车间4536平方米，利用原有部分石墨化炉材料建设内串石墨化炉7座，购置变压器机组、整流装置、多功能环保天车等设备10套。
1.4.3建设地点
本项目建设地点在山东省##市##经济开发区内，本项目是在原有限公司区内进行，不改变有限公司区现状，不改变有限公司区布局。有限公司区内地势较平坦，基础设施齐全，该有限公司所处地理位置优越，交通运输十分方便，实施项目建设较为有利。
1.4.4工程技术方案
本项目分为艾奇逊炉改造为内串石墨化炉和石墨化炉保温材料改为煅后石油焦两部分。原来的8座艾奇逊炉比较陈旧且两台8349KVA变压器机组较小，无法满足直径500毫米以上超高功率的生产需求，且能耗较大。为了减少能源消耗，本项目主要将原来的8座艾奇逊炉拆掉，利用原有的车间和部分拆下来的石墨化材料，新建7座内串石墨化炉，项目改造完成后，产品石墨化工序单位电耗从4200度降为3200度，年可节电3000万度。原石墨化炉用冶金焦焦粒做保温料，在多次重复使用过程中，焦粒会出现老化、风化、石墨化等物理化学变化，直径小于1mm的粉料含量大于10％后，会造成电极表面氧化，严重时炉子喷火，酿成质量和生产事故，所以需要经常筛去细料和补充新料。内串石墨化炉的保温料由冶金焦焦粒（焦炭）改为煅后焦，同时选用多功能环保吸料天车。项目改造完成后，单位产品石墨化工序可减少冶金焦300公斤，年可节约9000吨冶金焦。
1.4.5 主要原材料及能动供应
本项目为能量系统优化工程，企业原有煅后焦加工能力4.5万吨，新增原辅材料煅后焦用量为2772吨，利用企业现有产能完全可以满足。原来所需的原辅材料石油焦、沥青等由原有供应企业供应，长期供应有保障，完全能够及时、保质的满足生产需求。本项目不涉及新增的燃料和动力，原有的动力设施完全可以满足本项目需求。
1.4.6环境保护
本项目符合当地经济发展规划，选用节能工艺成熟可靠，符合国家的产业政策。本项目建成投用后，基本无其他污染物，在全面采取各项污染防治措施和加强企业环境管理的前提下，对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，所以本项目的建设不会对区域的生态环境产生明显的影响。
1.4.7 节能
本项目改造前，石墨化工序吨产品电耗为4200度、冶金焦消耗300公斤，吨产品1761公斤（电按等价）/807公斤（电按当量）。改造以后石墨化工序吨产品电耗为3200度、煅烧石油焦消耗92.4公斤，吨产品能源消耗折标准煤1222公斤（电按等价）/495公斤（电按当量）。项目能耗水平达到《炭素单位产品能源消耗限额》（GB21370-2008）规定的石墨化工序能源消耗折标准煤2760公斤（电按等价）/1410公斤（电按当量）、吨产品电耗4850度的先进水平。
本项目实施后，年节电3000万度、节约冶金焦9000吨，年耗煅后焦2772吨，年综合节能折合标准煤为16165吨，属于节能效果比较好的项目。
1.4.8 消防
本项目火灾危险性为丁类，建筑耐火等级为二级。本项目设计中除了各专业严格按照有关规范进行消防措施的设计外，还按规范设置了各类消防设施，主要包括消防水管网、消火栓、干粉灭火器等。因此消防系统具有较高的安全可靠性。
1.4.9 劳动安全卫生
本项目采用了先进、成熟、可靠的生产技术，在设计中严格按照国家的有关劳动安全卫生的政策，并根据实际情况采取了完善的安全卫生措施，预计本项目在建成后将能有效的防止火灾、雷电、静电、触电、机械伤害、噪声危害等事故的发生，一旦发生事故，依靠装置内的安全防护设施和事故应急措施能及时控制事故，防止事故的蔓延，使生产工人的劳动安全卫生有充分的保证。同时要求工人在生产过程注意自我劳动保护，要求上岗人员必须以预防为主进行安全教育及劳动保护、工业卫生教育，严格执行操作规程，确保安全生产。
1.4.10 实施进度建议
本项目建设期一年，投产后各年均按满负荷100％计。
1.4.11 投资估算及评价指标
项目总投资5579.00万元，其中建设投资5571.80万元、铺底流动资金7.20万元。资金筹措方案为全部由企业自筹解决。
项目年流动资金24.00万元。
年营业收入1008.00万元。
年利润总额2614.03万元，其中年净利润1960.52万元（所得税后）。
项目总投资收益率46.66％，项目资本金净利润率35.00％。
所得税后项目投资回收期3.25年（含建设期）。
主要技术经济指标详见表1-1。
1.4.12可行性研究报告结论
本项目符合国家产业政策、行业发展规划及地方的发展需要，拟选节能工艺技术成熟、可靠，配套设备节能环保，社会和环境影响效益显著；公司管理规范，资金实力和筹措能力较强，能够保证该项目的顺利实施。所以，本项目技术上成熟，经济上合理，项目建设是必要的、可行的。

表1-1 主要经济技术指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
节能效果

1.1
节约电
万度/年
3000

1.2
节约冶金焦
吨/年
9000

2
年节能量（扣除系统消耗能量）
吨标准煤
16165

3
项目建设期
月
12

4
年生产天数
天
360

5
购置设备
台（套）
17

6
劳动定员
人
0
不新增
7
项目总投资
万元
5579.00

7.1
建设投资
万元
5571.80

7.2
建设期借款利息
万元
0.00

7.3
铺底流动资金
万元
7.20

8
流动资金总额
万元
24.00

9
资金筹措

9.1
项目资本金
万元
5579.00

9.2
银行贷款
万元
0.00

10
年营业收入
万元
1008.00
正常年
11
年总成本费用
万元
-1662.44
正常年
12
年增值税
万元
626.75
正常年
13
年营业税金及附加
万元
56.41
正常年
14
年利润总额
万元
2614.03
正常年
15
年所得税
万元
653.51
正常年
16
年净利润
万元
1960.52
正常年
17
项目总投资收益率
％
46.66
年均
18
项目资本金净利润率
％
35.00
年均
19
项目投资财务内部收益率
％
55.52
所得税前
43.33
所得税后
20
项目投资财务净现值（ic=12％）
万元
10930
所得税前
7638
所得税后
21
项目投资回收期
年
2.78
所得税前
3.25
所得税后
22
项目资本金财务内部收益率
％
43.33

23
盈亏平衡点
％
28.16
正常年

第二章 项目提出的背景与必要性

2.1 企业及负责人概况

2.2 项目提出的背景
能源是人类赖以生存的基础，是社会经济可持续发展的物质保障。我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有资源量远低于世界平均水平。改革开放以来，中国经济发展取得了举世瞩目的成就。由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗量不断增加，特别是当前高投入、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，资源约束矛盾日益突出，环境压力越来越大。“十一五”是中国全面建设小康社会的关键时期，经济社会发展既面临前所未有的发展机遇，也面临来自各方面的严峻挑战，最突出的挑战就是资源、环境对经济发展的制约。随着人口增加和工业化、城市化进程加快，资源消费强度将进一步加大，必须加快转变经济增长方式，提高资源利用效率。
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。节能是缓解能源约束、减轻环境压力、保障经济安全、实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择，体现了科学发展观的本质要求，是一项长期的战略任务，必须摆在更加突出的战略位置。节能减排是我国实现可持续发展的必由之路。节能减排，意义重大，影响深远；节能减排，企业要落实，公民要行动，所有力量要集结起来，在今后相当长的时间里都是我国的工作重心。按照国家节能规划，到“十一五”期末，万元国内生产总值(按2005年价格计算)能耗下降到0.98吨标准煤，比“十五”期末降低20％左右，平均年节能率为4.4％。重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。初步建立起与社会主义市场经济体制相适应的比较完善的节能法规和标准体系、政策保障体系、技术支撑体系、监督管理体系，形成市场主体自觉节能的机制。“十一五”节能减排工作的难度很大，据统计，近年来工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近70％的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长20.6％，同比加快6.6个百分点。
石墨电极是电弧炉炼钢和矿热电弧炉生产所必不可少的导电材料。我国石墨电极的供需情况是超高功率石墨电极供不应求，而普通功率石墨电极供大于求。超高功率石墨电极产量不足的原因一方面是原料针状焦、特别是高档针状焦尚需依赖进口。另一方面是在制造工艺方面，特别是石墨化工艺方面已经不适应大规格石墨电极生产要求。我国目前石墨电极生产有限公司家基本上采用的是艾奇逊石墨化方法。该法加热原理基本上是外热法，而且加热方向位置不同、加热不均、热能利用率低。因此该法能耗高（4000KWH/T以上）、石墨化程度不均、质量不稳定，适用于小规格的石墨电极。随着炼钢炉和矿热炉的大型化，对石墨电极的规格和功率也提出了更大、更高的要求。艾奇逊石墨化方法已不能满足石墨电极的规格大型化的要求。串接石墨化法是以电极坯料自身为电阻，内部加热，热能损失少、加热均匀。因此该法电耗抵，实际电耗为2800～3000KWH/吨。同时产品的石墨化程度高且均匀,非常适合大规格电极的石墨化。
####碳素制品有限公司是##市较大的石墨电极生产有限公司家之一，拥有较强的技术实力和丰富的生产经验，主导产品为φ300～φ600的超高功率石墨电极。企业原有艾奇逊石墨化炉比较落后，能耗较大，为了响应国家的节能号召和提高能源利用效率，满足钢铁行业对超高功率石墨电极的需求，降低生产成本，企业提出本能量系统优化工程，淘汰原来落后的艾奇逊石墨化炉和变压器机组，新上先进的调压整流变压器机组和内串石墨化炉，保温料用煅后焦代替冶金焦焦粒，从而减少能源消耗，生产超高功率石墨电极，符合国家的产业政策和行业发展规划；同时可以降低生产成本，提高产品综合竞争力，项目建设具有良好的社会效益和经济效益。
2.3 项目提出的必要性
2.3.1符合国家产业政策和行业发展规划
本项目从事φ600的超高功率石墨电极生产工作，项目主体工程属于《产业结构调整指导目录（2007年本）》（征求意见稿）中鼓励类第七项“钢铁：直径550毫米以上超高功率石墨电极生产”，属于国家重点鼓励的项目。本项目也符合《产业结构调整指导目录(2007年本)》（征求意见稿）“鼓励类”第三十三条“资源节约和综合利用”第十二项“节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造”的要求。
《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中也明确提出，要大力发展循环经济，通过开发推广节能技术，实现技术节能。突出抓好钢铁、有色、煤炭、电力、化工、建材等行业和耗能大户的节能工作，并把“能量系统优化工程”列入“十一五十大节能重点工程”之一。
本项目符合《“十一五”十大重点节能工程实施意见》(发改环资〔2006〕1457号)中“能量系统优化工程：淘汰落后装置和支持高耗能产业节能技术的研发与推广”的相关政策要求。
本项目符合《国家发展改革委办公厅关于请组织申报2010年中央预算内投资节能备选项目的通知》（发改办环资[2009]2355号）中“能量系统优化工程”中“工艺系统优化”的相关申报要求。
项目实施主要是通过淘汰原来落后的艾奇逊石墨化炉和变压器机组，新上先进的调压整流变压器机组和内串石墨化炉，保温料用煅后焦代替冶金焦焦粒，从而达到降低能源消耗的目的。本项目的建设实施，符合国家关于建设资源节约型和环境友好型的基本国策，是国家重点鼓励支持的项目，项目建成后，可取得较好的经济效益和显著的社会效益。
2.3.2 符合地方发展规划
山东省做为全国重要的能源消耗大省，“十一五”期间，必须以年均5.1％的能源消耗增长速度，支撑年均10％的经济增长速度，节能工作任务十分艰巨。为此，山东省委、省政府号召全省上下必须从战略和全局的高度，充分认识加强节能工作的极端重要性，把节能工作摆在更加突出的战略位置，采取更加有力的措施，确保实现“十一五”节能20％左右的目标，促进全省经济又好又快地发展。
《山东省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》指出“努力节约能源和其他资源。建立推广和普及节能技术的新机制，重点引导和支持煤炭、冶金、化工、建材、电力等资源型行业，采用节能设备和工艺，最大限度地降低能耗、物耗。”
《山东省节约能源条例》指出“能源的利用应当坚持节约与开发并重，把节约放在优先地位。用能单位应当建立有利于节约能源、降低消耗、增加效益的机制，推行节能的科学管理方法和先进技术。”
“十一五”期间，山东省将进一步加强重点耗能企业节能管理，提高能源利用效率，将开发和应用一批先进适用的节能和循环经济技术，使全省企业总体技术水平达到或超过全国平均水平。争取建设100家“省级节能型企业”、10家“全国节能先进企业”，实现山东省“十一五”节能1500万吨标准煤的目标。
该项目采用先进的技术对原有生产工艺进行改造提升，能够有效节约能源、降低消耗，项目的建设实施对于山东省实现 “十一五”节能1500万吨标准煤的目标具有积极的推动作用。因此项目的建设符合山东省节能政策的要求。
2.3.3 符合企业的发展需要，同时有利于环境保护
企业目前的艾奇逊炉已经不能满足大功率石墨电极的生产要求，且随着钢铁行业的发展，直径500毫米乃至直径1000毫米以上的石墨电极将成为今后发展的主流产品。且企业的艾奇逊炉建设的较早，能耗较高，为了降低能耗，满足客户对大功率石墨电极的需求，企业在原有有限公司房里对原有工艺设备、工艺路线的改造，无需新增有限公司房建筑，故该项目争取在不停产、不新增用地的基础上对原有设备、工艺路线进行挖掘、改造，这样可以节约土地开发费用，同时许多公用设施可以共用，既节约投资又可降低投产后的运行费用。
项目的实施适应产业环保要求的发展趋势，满足可持续发展、循环经济、清洁生产的需要，不但可以有效的改善环境，还可为企业带来可观的经济效益，能较大幅度的降低生产成本，增加企业效益，增强企业的市场竞争力，为振兴石墨电极行业作出更大贡献。

第三章 建设规模和改造内容

3.1 建设规模
本项目对原有年产3万吨超高功率石墨电极石墨化工段进行能量系统优化，需要改造原有石墨化车间4536平方米，利用原有拆除的8台艾奇逊炉的部分材料建设内串石墨化炉7座，购置变压器机组、整流装置、多功能环保天车等设备10套。
3.2 改造内容
3.2.1艾奇逊炉改造为内串石墨化炉
原来的8座艾奇逊炉比较陈旧且两台8349KVA变压器机组较小，且无法满足对直径500毫米及以上超高功率石墨电极的生产需求，项目能耗较大。为了减少能源消耗，本项目主要将原来的8座艾奇逊炉拆掉，利用原有的车间和部分拆下来的石墨化材料，新建7座内串石墨化炉，项目改造完成后，产品石墨化工序单位电耗从4200度降为3200度，年可节电3000万度。
3.2.2石墨化炉保温材料改为煅后石油焦
原石墨化炉用冶金焦焦粒做保温料，在多次重复使用过程中，焦粒会出现老化、风化、石墨化等物理化学变化，直径小于1mm的粉料含量大于10％后，会造成电极表面氧化，严重时炉子喷火，酿成质量和生产事故，所以需要经常筛去细料和补充新料。内串石墨化炉的保温料由冶金焦焦粒（焦炭）改为煅后焦，同时选用多功能环保吸料天车，该产品经石墨化炉加温后形成一种新产品—石墨化煅后焦。项目改造完成后，单位产品石墨化工序可减少冶金焦300公斤，年可节约9000吨冶金焦。

第四章 项目选址与建设条件

4.1 建设地址
本项目有限公司址选择在山东省##经济开发区，利用已有车间和配套设施，建设内串石墨化炉7套，在满足本项目节能工艺要求的前提下，因地制宜，布局合理，达到投资合理的目的。项目选址符合##县城市总体规划要求，该有限公司区配套基础设施齐全，地势平坦，交通便捷，通讯畅通，适宜本项目的建设。
详见####碳素制品有限公司区域位置图。
4.2 建设条件
4.2.1自然条件
（1）地质
境内以齐河—广饶断裂为界，分为南北两个二级构造单元，其南为鲁西台背斜，北为辽冀台向斜。地层除埕宁隆起区以外，基本以坳陷区为主，坳陷内堆积了巨厚的新生代沉积。地层主要为第四系上第三系及下第三系的巨厚新生界沉积。
（2）地形、地貌
##县地形平坦，境内均为高、坡、洼相间的黄河沉积平原，地势自西南向东北略有倾斜。地势南高北低，西高东低，自西南向东北缓缓倾斜，西南部最高海拔20.5米，北部最低海拔12.9米，东西最大高差3米。县境地貌状态，由于长期受黄河冲击的影响，形成了西南、东北走向，南北顺序排列，高、坡、洼相间的八种微地貌类型：河滩高地、高坡地、平坡地、洼坡地、河间浅平洼地、背河槽状洼地、决口扇形地、沙质河槽地。
（3）气候
##县属暖温带半湿润季风大陆性气候，四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷，年平均气温12.6℃，最低月平均气温-3.8℃，最高日平均气温31.6℃（7月份），多年平均降雨量613.7mm，年平均风速3.2m/s(地面)，主导风向是西南风，土壤最大冻结深度0.58m。
（4）水文
##市跨省大河主要有黄河、卫运河、漳卫新河；跨市的骨干排涝河道有徒骇河、德惠新河和马颊河。大于1000平方公里的较大支流两条， 300～1000平方公里的支流12条，流域面积100～300平方公里的支流53条，30～100平方公里的114条，基本形成了干支相通、流域相连、能排能调的河流水利系统。
4.2.2城市概况
4.2.2.1##概况
##县隶属山东省##市。地处鲁北平原，##市东部，地理坐标为东经116°41′46″—117°03′16″，北纬36°59′45″—37°31′34″。南北长58.5公里，东西宽30公里，面积1016平方公里。
4.2.2.2经济概况
##县已经形成了石油化工、造纸、轻纺、机械、白酒、啤酒、食品、蔬菜加工等为重点的工业体系，培育起了恒源石化、昌源纸业、克代尔啤酒、洛北春白酒等一批骨干企业。
4.2.3外部配套条件
（1）交通运输
##县地理位置优越，是山东省进出京津的咽喉之地。西靠津沪铁路和京福高速公路，与##相距50公里；南临济南机场和济青高速公路，距省城济南60公里；东距滨州码头100公里，青岛码头400公里；北接京津，距天津240公里，北京400公里。是鲁北重要的交通枢纽和商品集散地。104国道和临枣、临南、临武、永莘、永馆等5条省道贯穿县境，并交会于县城；境内公路四通八达，交通十分便利。
（2）其他资源
##县资源丰富，能源充足。盛产小麦、玉米、棉花、大豆、蔬菜、林果等，是国家大型商品粮基地县和山东省重要的蔬菜基地。已探明的石油和天然气储量分别在3亿吨和40亿立方米以上，境内驻有中国石化胜利油田有限公司临盘采油有限公司、滇黔桂石油勘探局临盘钻探公司和中国石化管道储运公司##首站三家大型石油企业，有油气井1800余口，年开采量230万吨。境内拥有22万伏、11万伏变电站各1处，24兆瓦热电有限公司一处，另一处48兆瓦热电有限公司正在筹建之中，工业和生活用电有充分保障。
4.3 有限公司址评述
该有限公司区符合##县城市总体规划、项目布局和用地规划，地域开阔，项目不需新增用地；地形条件良好，整平量小，无拆迁；输水距离较短，管线敷设方便；排水距离较近。交通运输条件得天独厚，当地公路、铁路运输均很发达。能源电力供应充足，依托条件优越。因此，该有限公司区是理想的工程项目建设用地，有利于本项目的实施。

第五章 技术、设备及工程方案

5.1 设计原则
5.1.1项目要充分利用得天独厚的地理位置和环境条件，坚持高起点、高标准、高品位的进行建设构思，在现有生产线的基础上进行技术改造，达到节约能源、提高企业效益和社会效益的目的。
5.1.2本项目的基本指导思想是科学性与发展观的有机结合、当前利益与长远利益的有机结合、经济效益与社会效益的有机结合、企业效益与环境效益的有机结合，特别注重资源的合理利用和节能效果。
5.1.3综合考虑本项目所在地理位置的性质、并结合周围环境，合理布局，创造一个安全、优美、工艺布置合理的生产装置，使其与原生产线和谐、配套。
5.1.4依据建设的经济技术条件，综合确定各项合理的设备标准，使之既能满足当前的实际需要，又具有一定的前瞻性和科学合理性。
5.1.5体现科技进步的原则，积极采用新技术、新产品、新工艺、新材料，依靠科技进步，推进规划、设计、施工水平的提高。
5.2 项目组成
本项目在####碳素制品有限公司规划场地进行，需要改造原有石墨化车间4536平方米，利用原有部分石墨化炉材料建设内串石墨化炉7座，购置变压器机组、整流装置、多功能环保天车等设备10套。本项目利用原有公用工程配套及服务性设施，以满足生产需要。
5.3 工艺技术及设备方案
5.3.1 现有工艺技术方案
5.3.1.1生产工艺流程
本项目生产工艺流程图详见图5-1 超高功率石墨电极生产工艺流程图。

磨 粉
原料
煅烧
中碎
配料
混捏
压型
机加工
石墨化
二次焙烧
浸渍
焙烧
冷却
沥青熔化
成品库

图5-1 超高功率石墨电极生产工艺流程图
5.3.1.2生产工艺概述
（一）工艺概述
①原料石油焦进入煅烧炉进行隔绝空气加热至1350℃左右，经冷却后排出进入中碎工序；②煅后石油焦经颚式破碎机，对辊破碎机破碎后进入振动筛内进行筛分分级，落入料仓，多余料进入磨粉机进行磨粉后入料仓；③将不同粒级的料和熔化好的粘结剂按一定比例加入混捏锅内，进行捏合搅拌一定的时间，使其充分混合均匀，并达到指定的温度；④混捏好的糊料进入凉料机凉到一定的温度后加入挤压机内，给以一定的压力挤出生坯，经水池降温冷却检验合格后送入焙烧工序；⑤生坯装入焙烧炉内加入填充料密封，按一定的速度加热升温至850℃后保温，冷却一定的时间出炉，清理表面，检验合格后送入浸渍工序；⑥焙烧品装笼放入烘干炉内加热到一定的温度，保持一定的时间后出炉，放入浸渍罐内，抽真空后加入浸渍剂，给以一定的压力，保持一定时间，出罐，冷却检验合格后，再进行一次焙烧；⑦二次焙烧后的合格品装入石墨化炉内，用填充料密封，按一定的速度向炉内供电，使制品的温度达到2500℃以上，然后冷却出炉，检验合格后送入机加工工序；⑧对石墨化毛坯进几何尺寸加工，打中心孔，平端面，堂孔，车削丝扣，送入成品库，包装发货。
（二）各工段概述
（1）煅烧工段
煅烧石油焦生产所需的主要原料延迟石油焦由自卸汽车经地磅室称量以后运入料场，料场设有抓斗桥式起重机，可用其抓料和储运。延迟石油焦经抓斗桥式起重机抓入粗碎机上方带格筛的漏斗中，少量大于200mm的大块料由人工打碎后漏入下面漏斗，漏斗下方安有带条筛的电磁振动给料机，条筛下的料经过除铁器除铁以后经带式输送机送至煅烧工段。
贮存于煅前料仓中的生石油焦由电动加料小车加至罐式煅烧炉炉顶的料斗中，在重力作用下，随着罐式炉不断排料而使生焦加入炉内。煅烧温度1150～1300℃。无外加燃料，石油焦中的挥发份随着加排料顺序，通过火道中的负压，从位于加料口挥发份溢出口进入挥发份总道而后再引入火道与空气混合燃烧，煅烧好的石油焦经水套间接冷却至料温低于100℃以下再经碎焦机，入振动输送机将煅后焦加入提升机输送到煅后料仓库内贮存。
（2）破碎工段
煅后焦破碎、磨粉、制成各种粒度（成品料中200目以下占60%左右）的料，再通过旋振筛筛分成产品配分所需要的各种粒级的料，然后分别入料仓。
（3）压型工段
煤沥青加热熔化脱水沉淀，加热温度160～180℃，加热时间不少于48小时，加热好的沥青液与不同粒径的锻后焦按比例混合。混合时间为40～50分钟。
沥青液与煅后焦混捏好后经凉料温度降至110℃，送入挤压成型机，物料在挤压成型机内挤压成成品形状。挤压好的电极放入水池中降温冷却3～4小时，降温后送窑炉焙烧，废品破碎重新做或另做他用。
（4）焙烧工段
将合格的生坯装入焙烧炉，填实封严冶金焦粒，然后按工艺要求的曲线加热升温，最高温度达1250℃后保温，冷却10天左右低温出炉，清砂，检测入焙烧品库。
（5）浸渍工段
为提高制品精度，增强抗氧化性能和抗折强度，要对焙烧后的制品进行高压浸入沥青，然后再进行焙烧，使浸入的沥青形成焦炭。
首先将制品装笼放入烘干炉，250℃温度下烘干4～8小时，然后放入高压浸渍罐，抽真空45～60分钟，加入130～160℃沥青，再加压2～4小时，出罐、冷却，检测入浸渍品库。
（6）石墨化工段
为提高制品的导电、导热性能，降低制品的电阻率，要对制品进行通电、高温加热石墨化。将焙烧品装石墨化炉内，用冶金焦封严，加压顶紧后送电，送电按工艺设定的曲线运行（小规格制品运行12小时，大规模制品运行16小时），最高温度达到2600℃以上，保温2～3小时停止送电，自然冷却4～5天后出炉，清理表面，检测入石墨化品库。
（7）机加工工段
为了使制品具有严格的几何形状尺寸，并且用丝头连接连续使用，保证好连接性能，要对制品进行机械加工。
5.3.2主要改造内容和技术方案
5.3.2.1艾奇逊炉改造为内串石墨化炉
该有限公司使用的艾奇逊石墨化炉及其供电系统是在上世纪90年代主要为高功率石墨电极扩大石墨化产能降低电耗而进行改造的。但因为使用时间较久且技术相对落后，石墨化工序单位产品电能消耗一直不能低于4200度，且已经无法满足超高功率石墨电极的生产需要。为了降低生产成本，减少能源消耗，本次技术改造利用内串石墨化炉和先进的变压器机组替代原有的落后的艾奇逊石墨化炉和落后的变压器机组。
内串石墨化工序不用电阻料，电流直接通过由焙烧品纵向串接的电极柱产生高温使焙烧品石墨化的生产工艺。这种无电阻料的石墨化工艺可以上溯到19世纪末，美国人卡斯特纳(HY．Castner)发明了将需要石墨化的炭素制品夹在两根导电电极之间，用保温材料覆盖后直接通电的石墨化方法，用于小尺寸弧光炭棒的生产。但是由于一系列的技术和设备问题未能解决，一直不能用于尺寸较大的石墨电极生产。20世纪70年代德国和美国的几个石墨电极公司对这一无电阻料的石墨化工艺进行了大量的研究，先后解决了“串接”及“加压”技术，20世纪80年代初开始，德国、美国、日