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江苏索普:空分项目可行性研究报告

   江苏索普化工股份有限公司

  40000Nm3/h 空分项目

   可行性研究报告

   江苏索普工程科技有限公司

   二○一七年十月

  第十章 劳动保护与安全卫生 ....................................................................................................... 61

  

   10.1 设计依据 ............................................................................................................................ 61

  

   10.2 标准规范 ............................................................................................................................ 61

  

   10.3 生产过程及生产装置职业危险及危害因素分析 ............................................................. 62

  

   10.3.1 生产过程中主要危害因素分析 .............................................................................. 62

  

   10.3.2 生产装置主要危害因素分析 .................................................................................. 62

  

   10.4 设计中采用的安全卫生防范措施 ..................................................................................... 63

  

  第十一章 消防 .................................................................................................................................. 65

  

   11.1 设计依据 ............................................................................................................................. 65

  

   11.2 火灾危险性分析 ................................................................................................................. 65

  

   11.3 消防措施 ............................................................................................................................. 65

  

   11.4 主要消防设施 .................................................................................................................... 66

  

  第十二章 工厂组织和劳动定员 ....................................................................................................... 68

  

   12.1 工厂体制 ........................................................................................................................... 68

  

   12.2 生产班制 ........................................................................................................................... 68

  

   12.3 定员 ................................................................................................................................... 68

  

   12.4 人员来源和培训 ................................................................................................................ 68

  

  第十三章 项目实施规划................................................................................................................... 69

  

   13.1 项目周期的规划 ................................................................................................................ 69

  

   13.2 项目实施原则..................................................................................................................... 69

  

   14.3 投资分析........................................................................................................................ 72

  第十五章 财务评价 ........................................................................................................................ 73

   15.1 财务评价依据..................................................................................................................... 73

   15.2 基础数据 ........................................................................................................................... 73

   15.2.1 产品方案及生产规模 ............................................................................................. 73

   15.2.2 项目投资与资金来源 ............................................................................................. 73

   15.2.3 经济计算期与建设期 ............................................................................................. 73

   15.2.4 资金使用规划 ......................................................................................................... 73

   15.2.5 固定资产折旧费与无形递延资产摊销费 ............................................................. 73

   15.2.6 产品价格及税率 ..................................................................................................... 74

   15.3. 财务分析 .......................................................................................................................... 74

   15.3.1 成本估算................................................................................................................. 74

   15.3.2 销售收入、利润及税金 ......................................................................................... 74

   15.3.3 投资利税率、投资利润率与资本金净利润率 ..................................................... 74

   15.3.4 偿还贷款能力与偿还贷款年限 ............................................................................. 75

   15.3.5 现金流量及评价指标 ............................................................................................. 75

   15.4 不确定性分析 ................................................................................................................ 75

   15.4.1 敏感性分析 ............................................................................................................. 75

   15.4.2 盈亏平衡分析 ......................................................................................................... 75

   15.5. 财务分析小结................................................................................................................... 75

  第十六章 结 论 ............................................................................................................................ 77

  附表: ................................................................................................................................................ 78

  财务评价指标汇总表 ....................................................................................................................... 78

  财务计划现金流量表 ....................................................................................................................... 79

  建设投资估算表 .............................................................................................................................. 81

  总成本费用估算表 ............................................................................................................................ 83

   第一章 总 论

  1.1 概述

  

  1.1.1 项目名称

   项目名称:江苏索普化工股份有限公司 40000Nm3/h 空分项目

  

  1.1.2 建设单位概况

  (1)建设单位: 江苏索普化工股份有限公司

   地址: 江苏省镇江市

   法定代表人: 凌荣春

  (2)建设单位概况

  

   江苏索普化工股份有限公司是江苏索普(集团)有限公司的控股子公司之一,

  

  是镇江市第一家上市公司,1996年9月18日,“江苏索普”股票在上海证券交易

  

  所正式挂牌上市,股票代码“600746”。

  

   江苏索普化工股份有限公司总资产6.37亿元,净资产4.39亿元,截止2016

  

  年,公司拥有职工518人,其中工程技术人员110人。主要从事化工原料及产品

  

  制造、销售,自营和代理各类商品和技术的进出口,以及焊接气瓶检验等。

  

   公司目前拥有4万吨ADC发泡剂和1万吨漂粉精等两套主生产装置,其中,

  

  ADC生产规模位居国际同行业的前列。公司产品ADC发泡剂、漂粉精顺利通过

  

  ISO9001:2008质量体系认证,特别是ADC产品连续多年被评为省、市名牌产品,

  

  产品畅销东南亚、欧美等地区。

  

  1.1.3 可行性研究编制原则

   (1) 以技术进步为先导,选择的工艺技术先进、成熟、可靠,保证项目投产后,

   能安全、稳定、 满负荷、 长周期运行。

   (2) 所选择的技术方案是优化的方案,以最大程度减少投资, 降低成本。

   (3) 核心设备引进国际先进技术和装备,以实现工厂低消耗、高可靠性、 长周

   期运行。其它工艺装备立足国 内 ,通过优化设计,力求先进适用 、稳妥可

   (4) 充分依托厂区现有的公用工程设施、 社会力量和自然资源, 包括利用消防

  

   设施、分析化验设施等;努力减少工程建设投资, 降低生产成本。

  

   (5) 严格执行国家及有关部委、 当地政府颁布的有关法令法规及标准规范, 贯

  

   彻落实国家环保及安全卫生的有关政策和法规, 做到工程建设、 环境保护

  

   和安全卫生“三同时”, 创建优质环保工程。

  

   (6) 设计贯彻 “装置布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化”等基本

  

   原则 。

  

  1.1.4 编制依据

   (1) 江苏索普化工股份有限公司40000Nm3/h 空分项目可行性研究报告委托书 。

   (2) 江苏索普(集团)有限公司提供的有关设计基础资料。

   (3) 《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》

  1.1.5 项目建设的目的和意义

   2013年底,镇江市政府出 台《谏壁片区生态环境综合整治 (2014年-2016年)

  工作方案》 ,要求谏壁片区2014年出形象,2015年见成效, 到 2017年有明显改

  善,2022年全面完成全片区的生态环境综合整治 。工作方案提出索普集团加快转

  型升级, 完善循环经济产业链, 对产业进行高端提升, 将索普集团醋酸造气工艺

  节能减排技术改造项目 作为重大项目 推进, 而本项目是作为该项目的配套项目。

   索普提出建设醋酸造气工艺节能减排技术改造项目, 采用先进的水煤浆气化

  工艺淘汰原有落后的焦炭制气工艺,从产业提升方面彻底杜绝污染物排放源。

   焦炭造气装置以焦炭、 二氧化碳和氧气为原料,索普集团有限公司目前有常

  压固定床焦炉 11 台 ,总供气量每小时 48000 标方左右,平均每台每小时提供有效

  气4400 标方左右,设备能力小,总碳利用率低,成本和能耗都很高, 随着国家对

  环保和能耗要求越来越高, 已经成为索普集团打造循环经济产业链的短板, 必须

  进行技术提升。

  

   通过实施醋酸造气淘汰落后工艺技术改造项目, 采用 国际上先进的四喷嘴水

  

  煤浆气化炉, 将全部淘汰现有落后的焦炭制气工艺,技术路线先进,安全、 环保

  

  可控性更高,总碳利用率高,能耗大幅度下降,各类排放物可以优先控制,排放

  

  总量明显下降。

  

  别为1套12000Nm3/h,1套6000Nm3/h,2套1000Nm3/h 这 4套空分装置采用 的是

  

   。

  外压缩流程,其出口压力较低 (约 60kPa), 如果将其运用于水煤浆气化炉, 需要

  

  另外新增氧压机, 将氧气压力提高到 8.5MPa。 由于氧气是助燃剂, 氧气压力高,

  

  温度也高, 爆炸危险性越大,目前行业内 20000Nm3/h 以上的就要采用内压缩流程,

  

  内压缩流程是通过液氧泵将液氧加压到 8.5MPa供给用户 , 液氧泵在低转速、 低温

  

  下运行,其安全系数比氧压机大大提高。同时,原有空分装置的产量小、能耗高,

  

  且没有提取具有高附加值的氩气,经济效益差。

  

   综上所述, 无论是从安全方面,经济效益方面, 还是在生产规模方面,原有4

  

  套空分装置无法与水煤浆气化炉配套, 因此, 需要新增一套内压缩流程的空分装

  

  置。原4套空分装置总规模为20000Nm3/h 由于现有的普莱克斯空分装置供氧不

  

   ,

  

  足, 存在一定的缺 口, 无法发挥现有水煤浆气化炉的最大潜能。 综合考虑上述因

  素 本项目 拟新增一套40000Nm3/h 的 内压缩流程空分装置。

   ,

  

  1.2 项目研究的范围

  

   本项目可行性研究的范围包括:

  

   (1) 工艺生产装置:

  

   空分装置。

  

   (2) 公用工程:

  

   循环冷却水站、 供配电设施、控制室、分析室

  

  1.3 主要经济技术指标

   主要技术经济指标表

   序号 项目名称 单位 数量 备注

   一 产品及规模

   1 产品

   1.1 氧气 108Nm3/a 3.4

   2 副产品

  

   2.1 低压氮气 108Nm3/a 1.37

  

   2.2 中压氮气 108Nm3/a 0.52

  

   2.3 仪表空气 108Nm3/a 0.22

  

   序号 项目名称 单位 数量 备注

  2.4 压缩空气 108Nm3/a 0.22

  2.5 液氧 104t/a 3.58

  2.6 液氮 104t/a 3.58

  2.7 液氩 104t/a 2.15 按照设计负荷最大

  

  3 年操作时间 h 8592

  

  二 主要原材料用量

  

  1 原料空气 108Nm3/a 33.6

  

  三 公用工程及动力消耗

  

  1 动力电 107kWh/a 2.2

  

  2 高压蒸汽 t/a 884976

  

  3 中压蒸汽 t/a 17184

  4 循环水 104t/a 7720

  5 新鲜水 104t/a 163

  四 三废排放量

  1 废气 无

  2 废水

   生活废水 m3/a 600

  

   生产废水 m3/h 1000

  

  3 废渣

  

   分子筛 m3/a 26

  

  五 运输量

  

  1 运入量 t/a 15.6

  

  2 运出量 104t/a 9.31

  

  六 定员 人 15 新增

  七 项目 占地面积 104m2 1.9975

  八 投资

  1 总投资 万元 23244.9

  2 建设投资 万元 23205.4

  3 建设期贷款利息 万元 0

   序号 项目名称 单位 数量 备注

   4 流动资金 万元 39.5

   九 财务评价指标

   1 年均销售收入 万元 20342.63

   2 年均总成本费用 万元 15588.32

  

   3 年均利润总额 万元 4523.02

  

   4 投资利润率 % 19.46

  

   5 投资利税率 % 28.75

  

   6 投资回收期

  

   税前 年 7.02 含建设期

  

   税后 年 8.77 含建设期

   7 全投资财务内部收益率

   税前 % 18.92

   税后 % 15.35

   8 全投资财务净现值

   税前 万元 8591.03 ic=12%

   税后 万元 3895.28 ic=12%

  1.4 研究结论

   (1) 本项目位于索普集团公司 内部, 不需要新占土地, 符合国家产业政策、

  土地利用政策和地方规划要求。

   (2) 本项目 施工期对周围大气环境、水环境、 声环境会产生一定的影响, 但

  是短暂的、 局部的, 并采取相应的治理措施,建设单位产生的各项污染物如能按

  规定达标排放, 对周边环境不会产生明显的影响。

   (3) 本项目在运营期间, 对大气不产生影响, 对水环境影响较小,主要是循

  

  环水的的排放以及生活废水, 都会经过索普污水处理装置后达标排放;固废主要

  

  是废弃分子筛 每 5年更换一次 每次更换 26m3 并均由有资质的单位有能力和

  

   , , ,

  技术处理回收废固 , 或者送有资质的单位处置。

  

   本项目 还副产液氧、 液氮、 液氩高附加值的产品, 用有限的资源最大化生产

  

  产品, 实现了资源的有效利用 , 形成了对能源利用最科学合理的产业链。

   工艺技术先进,成熟可靠、能耗低,安全卫生和环保等各项措施完善、 符合

  

  国家标准;

  

   (5) 本项目 厂址地处长三角地区,经济发达,工业基础雄厚;加上长江黄金

  

  水道, 使本项目的建设拥有优越的区位优势;

  

   (6)技术经济分析表明本项目经济效益较好,年均利润总额 4523.02万元。

  投资利润率 19.46%,投资利税率 28.75%,表明项目 具有较强的获利能力; 财务内

  部收益率所得税前为18.92%、所得税后15.35%,高于行业基准收益率 12%; 从敏

  感性分析看,项目 具有较强的抗风险能力。

  

   综上所述, 本项目是可行的。

  

   第二章 市场预测

  2.1 产品概述

  

   本项目主要产品为氧气。 副产品有中压氮气、 低压氮气、 压缩空气、 仪表空

  气、 液氧、 液氮、 液氩等。

   本项目主要产品氧气主要用于索普集团醋酸造气工艺节能减排技术改造项目

  用氧。

  

   副产品中压氮气、 低压氮气主要用于索普集团醋酸造气工艺节能减排技术改

  

  造项目各装置的吹扫置换以及氮封等。

  

   副产品液氧、 液氮、 液氩外售。

   液氧广泛用于航天, 医学,工业和军事方面。 液氧是非常强的氧化剂,有机物在液氧中剧烈燃烧。 液态氧呈浅蓝色, 沸点为-183℃ ;冷却到-218.8℃成为蓝

  色固态。在空气中氧的浓度达到一定 比例时可促进燃烧 (助燃) 而不能自燃。 城

  市煤气(65%)和氧混合, 燃烧时火焰温度可达 2730℃ 。 液态氧与有机物和易于氧化。

  

   液氮工业生产中, 用于作为深度制冷剂, 由于其化学惰性,可以直接和生物

  组织接触,立即冷冻而不会破坏生物活性,可用于 (1) 迅速冷冻和运输食品, 或制作冰品 ; (2)进行低温物理学的研究; (3)在科学教育 中演示低温状态。在常温下柔软的物体在液氮中浸泡一下, 就会脆如玻璃; (4) 提供高温超导体显示超导性所需的温度, 例如钇钡铜氧。(5)可作制冷剂, 用来迅速冷冻生物组织,防止组织被破坏。(6) 用于工业制氮肥。(7) 用于化学检测, 如 BET 比表面积

  测试法。 在生物用途方面,可除灭红火蚁; 可作制冷剂, 用来迅速冷冻生物组织,防

  止组织被破坏。

  

   在医学用途方面,在外科手术中可以用迅速冷冻的方法帮助止血和去除皮肤表面的浅层需要割除的部位; 保存活体组织,生物样品以及精子和卵子的储存;液氮也可用作液氮冷冻治疗,其是一种冷冻生物学的综合效应。 液氩一种稀有气体。 用作 电弧焊接(切割 ) 不锈钢、 镁、 铝、和其它合金的

  保护气体。 还用于钢铁、 铝、 钛和锆的冶炼中。 放电时氩发出紫色辉光, 又用于

  

  照明技术和填充 日 光灯、 光电管、 照明管等。 在酿酒的过程中, 啤酒桶里的填充物, 它可以把氧气置换,以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。

   热处理工艺也用于代替氮气和氨气, 效果更是超过氮气和氨气, 不锈钢热处

  理时采用氩气保护折弯效果更好不易断裂。

  2.2 市场前景 本项目的气体产品主要为索普集团醋酸造气工艺节能减排技术改造项目 提供

  配套的气体供应,所以气体产品不考虑其市场情况。主要对液体产品的市场前景

  

  进行分析。 液氧:

   据卓创资讯统计,2016年液氧市场均价 511元/吨,同 比 2015年增长 11.24%。

  受益于钢铁去产能的拉动,2016年液氧市场一改往年步步下调的弱势, 今年价格

  反超 2015年。特别是2016年不仅在3-6月份出现一波涨势,在7-9月 受钢铁市

  场支撑再度强势上涨, 最高价达到 606.4元/吨。2016年液氧市场交投更为活跃,

  厂家、中 间商利润空间提升下, 更好的促进了市场的活力。

  

   液氮:

  

   2016年液氮均价增速较往年相 比 “ 由负转正”。 受钢市升温、春季常规检修

  

  等因素的支撑,3月 液氮首现 “开门红”。5-6月份市场僵持盘整。7月份开始液

  

  氮市场表现抢眼, 受下游收货、 G20 峰会开启 的限产潮等利好因素的刺激下, 三季

  

  度液氮走势创下年内最高。第四季度,多重利空之下市场再度转弱 。 据卓创数据

  

  监测,2016年中国液氮均价 491元/吨,同 比 2015年增长 3.26%。

  

   液氩:

  

   2016年液氩价格可谓是“ 旺季不旺, 淡季不淡”。在市场期待的春季却波澜

  

  不惊,小幅微涨。 随着夏季高温的到来, 华北、 华东限产导致液氩产量下降, 液

  

  氩价格在第三季度迎来上涨, 部分地区涨幅超过50%以上。

  

   液体空分产品的市场变化应该从短期、 长期、 供应、 需求 4 个方面一起来看。

  

  影响短期的最主要原因是供应侧因素,一些关键行业的供给侧改革, 或产能削减

  

  驱动了近期市场波动。 当然这些影响更多是区域性的, 不是全国范围的。

  

   从需求方面看,一方面是钢铁产能的削减 (和对气体需求的影响 ), 但同时,

  

  不锈钢产能仍在继续强劲增长, 至少在一些地区, 如山东, 这也提高了气体的消

  

  耗水平。 当然,产能下降给钢厂空分的经济运行造成一些挑战,一些地方的钢厂

  

  会更多地依赖外购产品, 而不愿运行自 己拥有的设备。

  

   除不锈钢产能的继续增长外, 近期单晶硅行业也不断放大, 对液氩需求的提

  

  高起到了一定的驱动作用 。中国在中长期需要更加关注能源安全,同时降低对高

  

  碳能源的依赖,所以, 无论能否维持 目前的增速,中国的太阳能行业将会继续发

  

   氩气市场的变化在短期可能要看不锈钢产能的演变,以及光伏和不锈钢的发

  

  展的相对关联情况。有一些重要的不锈钢项目,其它地方也有一些, 这些会对中

  

  期的氩气市场有较大的影响。 但氩气市场还要面临光伏产业的产品要求。 不锈钢

  

  产能以及光伏的需求对氩气产量和需求平衡会起到关键的影响。

  

   由于西北光伏产能发展的关系, 短期内河北恐怕主要是以吸收液氩为主,生

  

  产、 供应应该是留在区 内 , 或向西北输出, 而不会像以往一样, 向 山东、 华东其

  

  它地方输出产品。

  

   另外就是中国的汽车制造业,保持了 良好的增长和发展,金属制造业的氩气

  

  需求整体一直非常稳健。

  

   综合来看, 短期的液氩市场会继续有较大的波动, 液氧市场可能也会越来越

  

  多地看到类似的状况。

  

   总体而言,国 内 的液体空分产品还是保持着波动中上升趋势,前景还是比较

  

  乐观的。

  

  3.1 产品方案

  3.1.1 产品方案

   本项目主要产品为氧气规模为40000Nm3/h

  

   。

   副产品及规模为: 低压氮气16000Nm3/h,中压氮气6000Nm3/h 仪表空气

  

   ,

  

  2500Nm3/h压缩空气2500Nm3/h 液氧 100t/ 日, 液氮 100t/ 日, 液氩 60t/ 日。 ,3.1.2 产品规格

   (1) 氧气

   氧含量 ≥ 99.6%

  

   压力 8.5MPa

  

   温度常温

  

   (2) 低压氮气

  

  纯度 99.999%

  

   压力 0.65MPa

  

   温度 常温

  

   (3)中压氮气

  

  纯度 99.999%

  

   压力 0.65MPa

  

   温度 常温

  

   (4)中压氮气

  

  纯度 99.999%

  

   压力 0.65MPa

  

   温度 常温

  

   (5) 液氧

  

   (6) 液氮

  纯度 99.999%

  

   饱和

  

   (7) 仪表空气露点-40℃

   压力 0.65MPa 温度 40℃

  3.2 生产规模

   装置的大型化有利于实现热能的综合利用 , 降低能耗, 节省投资, 降低成本。

   本项目是索普集团醋酸造气工艺节能减排技术改造项目的配套工程, 同时替代原有4套空分装置。主产品氧气用于替换原有4套空分装置以及补充普莱克斯

  的供氧不足,气量约 3.2亿标准立方米。同时副产16000Nm3/h低压氮气、6000Nm3/h

  

  中压氮气、 压缩空气2500Nm3/h 仪表空气2500Nm3/h 液氧 4.16t/h 液氮 4.16t/h , 、 、 、液氩 2.5t/h。装置设计能力: 氧气: 40000Nm3/h 34368 × 104Nm3/a

   低压氮气:16000Nm3/h 13747.2 × 104Nm3/a

  

   中压氮气:6000Nm3/h 5155.2 × 104Nm3/a

   压缩空气:2500Nm3/h 2148 × 104Nm3/a

  

   仪表空气:2500Nm3/h 2148 × 104Nm3/a 液氧:4.16t/h 3.58 × 104t/a

   液氮:4.16t/h 3.58 × 104t/a

  

   液氩:2.5t/h 2.148 × 104t/a

  3.3 操作时间

  

   装置年操作时间 :8592h

  4.1 工艺技术方案选择

  

  4.1.1 内压缩流程与外压缩流程对比

  

   内压缩流程是相对于外压缩流程而言的。 外压缩流程就是空分设备生产低压氧气, 然后经氧压机加压至所需压力供给用户 , 也称之为常规空分。 内压缩流程

  就是取消氧压机, 直接从空分设备的分馏塔生产出中高压的氧气供给用户 。 该流

  

  程与常规外压缩流程的主要区别在于,产品氧的供氧压力是由液氧在冷箱内经液

  

  氧泵加压达到, 液氧在高压板翅式换热器与高压空气进行热交换从而汽化复热。

  

   与外压缩流程相 比, 内压缩流程主要的技术变化在两个部分:精馏与换热。

  

  外压缩流程空分是由精馏塔直接产生低压氧气, 再经主换热器复热出冷箱;而内

  

  压缩流程空分是从精馏塔的主冷凝蒸发器抽取液氧, 再由液氧泵加压至所需压力,

  

  然后再由一股高压空气与液氧换热, 使其汽化出冷箱作为产品气体。可以简单地

  

  认为, 内压缩流程是用液氧泵加上空气增压机取代了外压缩流程的氧压机。

  

   在国外, 内压缩流程技术的应用主要有以下三个因素:(1)安全性考虑,空分

  

  行业对安全的要求是非常高的, 根据内压缩流程的技术特点,在理论上要比外压

  

  缩流程的安全性高一些; (2) 氧压机在设计制造中需要考虑的安全因素较多, 价格就非常昂贵, 采用内压缩流程所需的液氧泵加上空气增压机成本相应就低得多;(3)国外空分行业多采用管道现场供气的方式, 也就是俗称的“卖气体”,气体公司在经营现场供气业务的同时,通常还出售大量的液体产品。在这样的情况下,

  内压缩流程空分就在运行成本上有较大的优势。

  

  4.1.2 蒸汽驱动和电驱动对比

  

   (1)动力源的稳定性

  

   蒸汽驱动方案, 锅炉运行的稳定性至关重要,一旦出现一台锅炉无法供汽的

  

  情况下, 气化炉需要主动停一套, 但有可能会出现氧气管网压力瞬间过低,造成

  

  一台或者多台气化炉同时跳停的严重后果。

  

   电驱动方案, 因供电外部因素造成装置停车的次数较少,从2009年至 2017

  

   (2)技术层面 从工艺上考虑,两种方案性能和效率是接近的, 且技术都比较成熟。 大型空分偏向于蒸汽驱动主要是考虑到大型 电机的供应和启动的难度, 但在四万空分这个级别, 不存在这样的顾虑; 从空分装置开车及恢复时间上, 蒸汽启动时间较长,启动成本高; 从维护上来看, 蒸汽驱动则需要考虑蒸汽透平的轴承维护, 震动检

  测, 温度和压力控制, 润滑油系统维护, 蒸汽安全阀维护等等。

  

   (3)投资方面

  

   蒸汽驱动的投资成本相对较高,从驱动系统本身来看, 蒸汽透平和冷凝, 蒸

  

  汽冷凝液的液泵系统,高压蒸汽管线,自动阀 ,安全阀, 蒸汽阱,自动控制和安

  

  全控制系统投资都相对于 电驱动要高;冷却水系统和水处理费用都要高于 电驱动

  

  方案, 并且,备品备件方面的投资也要高于电驱动方式。

  

   但是, 对于索普集团采取电驱方案,电网需要进行增容改造, 包含 (110KV、

  

  35KV、10KV 以及低压电房改造),所以, 对于江苏索普化工股份有关系公司来说,

  

  两种方案中的投资相差不大。

  

   (4)空分装置运行的稳定性

  

   空分装置运行周期影响因素较多, 硫酸装置、 蒸汽管网稳定性,以及自 身运

  

  行状况; 影响因素过多,导致空分装置多次的开停车的几率增大, 对空分本身装置也是一个不利因素。 只有空分装置长周期运行,能耗和经济性能才能更高。 索普电网改造之后, 增加 110万 KW、3.5万 KW、10KW 以及相应低压电房后,

  对于电驱装置影响因素将大大降低,电驱方案中的空分装置稳定性更高。 (5) 运行成本方面 蒸汽驱动比电驱动的运行成本降低 1356.2元/h。 每年将多出1084万元成本。

  因此蒸汽驱动方案具有更好的经济效益。 结论:从装置的运行情况比较,电驱方案优于蒸汽驱动方案, 但是从经济成本比价, 蒸汽方案远远优于电驱方案, 而且在硫酸 80万装置投运之后, 蒸汽可以达到平衡, 因此选择蒸汽方案比较合理。

   综上所示, 本项目 采用内压缩蒸汽驱动工艺流程。 4.2 工艺流程说明 本装置为分子筛净化空气, 氧内压缩流程, 带增压透平膨胀机组, 膨胀空气

  进下塔, 采用规整填料上、 下塔。 原料空气自 吸入 口 吸入,经自 洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式原料空压机,经压缩机压缩到一定压力后,进入空气冷却塔冷却 。空冷塔下段冷却水为循环冷却水,上段冷却水为经水冷塔被污氮气冷却

  后的冷冻水。空气自 下而上穿过空气冷却塔,在冷却的同时, 又得到清洗。 经空冷塔冷却后的空气进入切换使用 的分子筛纯化器,空气中的二氧化碳和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用 ,其中一只工作时, 另一只再生。

   净化后的空气分成两股。一股空气进入低压板式主换热器,被返流污氮气冷却后进入下塔;另一股空气进入增压机增压, 由增压机增压的空气分为三部分排

  出: 一部分从增压机一级叶轮抽出作为仪表空气; 一部分空气 由增压机压缩后经

  膨胀机增压端压缩后被冷却器冷却至常温, 然后进入高压板式换热器, 再从高压板式中部抽 出送入增压透平膨胀机的膨胀端, 膨胀后送入下塔; 其余空气经增压

  机压缩后被冷却器冷却至常温, 然后进入高压板式换热器与高压液氧换热, 换热

  

  后的高压液空经节流阀后送入下塔。

  

   空气经下塔初步精馏后, 获得液空、 纯液氮和污液氮, 并经过冷器过冷后节

  

  流进入上塔。经上塔进一步精馏后,在上塔底部获得液氧,经液氧泵增压后进入

  

  主换热器, 复热后出冷箱, 去用户氧气管网 。 又在上塔底部抽出部分液氧,经过

  

  冷器过冷后作为产品进入贮槽。

  

   在下塔顶部获得液氮,经液氮泵增压后经板式换热器复热后出冷箱送入氮气

  

  管网 。 另抽 出部分液氮经过冷器过冷后作为产品进入贮槽。从上塔上部引 出污氮

  

  气经过冷器、主换热器复热出冷箱后,一股进入分子筛系统的再

  

   生加热器, 作为分子筛再生气体, 另一股污氮气送去水冷塔。

  

   从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔, 氩馏份经粗氩塔精馏得到粗液

  

  氩, 并送入纯氩塔中部,经纯氩塔精馏后在塔底部得到精液氩,精液氩送入贮槽。

  

  4.3 主要设备选型

  

   (1)原料空气过滤器

  

  处理气量≥420000Nm3/h

  

  过滤效率 ≥99.9% (2 μ m) 过滤阻力 0.4-0.65kPa

  安装形式立式

  

   (2)原料气空压机组

  

  数量一套

  制造厂 进口

  

  型式 离心式、全凝汽轮机驱动

  

  流量调节范围 75%—105%处理气量~210000Nm3/h

  吸气温度 30℃

  吸气压力~100kPa (A)

  排气压力~0.59MPa (A)

  排气温度< 105℃冷却水温~32℃

  (3)空气增压机组

  数量一套

  制造厂 进口 型式 离心式、全凝汽轮机驱动

  流量调节范围 75%—105%

  处理气量~125000Nm3/h

  吸气温度 ~24℃吸气压力~0.57MPa (A)

  排气压力~6.8MPa (A)

  排气温度<40℃

  冷却水温~32℃(4) 蒸汽透平驱动系统

  数量一套 进汽压力 8.83MPa (G)

  进汽温度 530℃

  (5)空气预冷系统

  数量一套

  制造厂 杭氧

  处理空气量 ~210000Nm3/h

  空气工作压力 ~0.59MPa (A)

  空气进口温度 ~105℃

  

  空气出口温度 ~12℃

  

  冷却水进水温度 32℃

  

  (6)分子筛纯化系统

  数量一套

  

  制造厂 杭氧

  

  处理空气量 ~210000Nm3/h

  空气工作压力 ~0.58MPa (A)

  

  空气进口温度 ~12℃

  空气出口温度 ~18℃

  

  单筒工作时间 4小时

  

  切换周期 8小时

  

  (7)分馏塔系统

  

  数量一套

  

  制造厂 杭氧

  

  (8) 增压透平膨胀机

  

  数量二套(一用一备)

  

  制造厂 进口+杭氧

  

  型式 反动式、可调喷嘴增压机制动

  

  膨胀量 ~47000Nm3/h膨胀机进/出口压力 ~3.98/~0.56MPa (A)

  膨胀机进口温度 ~160K

   (9) 液氧贮存系统

  

   数量一套

  

   (10) 液氮贮存系统

   数量一套

  

   (11) 液氩贮存系统 数量一套 4.4 公用工程消耗

   4.4.1 电

  

  序号 项目 轴功率 kw 电机功率 kw 备注1 空气过滤器 0.4 0.5 2 原料空压机+增压空压机 蒸汽驱动2.1 主副油泵电机 ~45 55×2 380V, 一用一备2.2 控制油泵电机 ~6 11 ×2 380V, 一用一备

  2.3 事故泵电机 30 380V,事故时使用2.4 排烟风机电机 3 380V 3 汽轮机3.1 盘车电机 45 380V, 间断使用3.2 顶轴油泵电机 4 视具体机型3.3 凝结水泵电机 ~50 75×2 380V, 一用一备3.4 疏水泵电机 ~4 7.5×2 380V, 一用一备4 增压透平膨胀机

  4.1 油泵电机 2.2×2 380V, 一用一备

  

  4.2 油加热器 3 380V,启动时用

  4.3 排烟风机 0.7 视具体机型

  

  5 低压氮气压缩机 ~275 315 10KV

  

  6 空气预冷系统6.1 大水泵 ~70 90×2 380V, 一用一备6.2 小水泵 ~55 75×2 380V, 一用一备

  7 分馏塔系统

  

  7.1 高压产品液氧泵 ~210 250×2 380V, 一用一备7.2 循环液氧泵 ~37 55×2 380V, 一用一备

  8 后备贮存汽化系统

  

  8.1 液氧后备泵 ~215 250 380V, 间断使用8.2 后备中压液氮泵 ~8 11 380V, 间断使用8.3 后备低压液氮泵 ~9 15 380V, 间断使用,9 仪控系统实际使用功率 ~10 合计-轴功率 ~762 连续用量

   4.4.2 循环水

  

   序号 项 目 消耗量 m3/h 备注1 原料空气压缩机+增压空气压缩机 ~2400 2 汽轮机 ~6500 3 三大机组润滑油调节站 ~120

  4 空冷系统 ~550

  

  5 增压透平膨胀机 ~80 6 合计 ~9650 注:本项目配套建设循环水系统。

   4.4.5 蒸汽

  

  序号 项目 蒸汽参数 消耗量 t/h 备注

  1 汽轮机 8.83MPa(G) ~97 进口机组、估算

  

   530℃

  

  2 分子筛系统 1.2MPa(G) 1.6 (平均值) 饱和 4.0 峰值)

  3 蒸汽喷射蒸发器 0.5MPa(G) 15T/h 停车时用

   饱和

  

   注: 蒸汽有索普集团热电系统供应。

   4.5 电控系统 4.5.1.设计原则

   4.5.1.1电气设备必须确保安全可靠、 操作维护方便、 满足生产过程的要求。

  

   4.5.1.2电机控制、保护、 信号和计量装置的设置应符合国家有关标准或规范

  

   的规定。

   4.5.1.3 采用仪电一体化控制方案进行设计,工艺联锁逻辑在DCS 完成, 机旁箱仪电合并设置。 用 电设备均可在机旁控制箱上进行开停操作,其上设置必要的

  电气表计及信号和操作元件,工艺有要求的设备也可在DCS 遥控开停。 4.5.1.4 低压电源采用两路进线,单母线分段设母联,平时分段运行;当一路进线检修或故障时, 合上母联开关, 由另一路进线提供单套空分低压用 电负荷。压缩机主辅电动油泵、 仪控 UPS电源等互为备用和重要的负荷分别接于两段低压

  母线,可自动切换;用户单独提供一路电源供事故油泵 (如果有) 用 。 4.5.1.5 低压电动机一般采用直接起动, 起动时低压母线 电压降小于额定电压

  的15% ; 110kW 及以上低压电机采用软起动器启动。37kW 及以上低压电动机设电流表显示。

  4.5.2.电源条件 4.5.2.1高压电源:10KV±5%,50Hz (+0.5Hz~-2.5Hz), 三相三线中性点不接地。 4.5.2.2 低压电源:380V/220V± 10%,50Hz (+0.5Hz~-2.5Hz), 三相五线中

  性点直接接地。

  

  4.5.3 主要电气设备 4.5.3.1 低压开关柜 型式 MNS 型抽屉式开关柜

   技术参数 380V,50KA 数量~15 台 (不含公用工程) 4.5.3.2. 机旁控制箱 (防护等级为IP55, 不锈钢)

   空压机+增压机+汽轮机 1套(设备自 带)

   氮压机 1 台 (仪电一体仪控带) 增压膨胀机 1 台 (仪电一体仪控带) 预冷水泵 2 台

   产品液氧泵 2 台

  

   产品液氮泵 2 台

  

   后备液氮泵 1 台

  

   液氮汽化器水泵 1 台

  

   液氮充车泵 1 台

   4.5.3.3. 变压器 数量 2 台 技术参数 工程院统一考虑,10/0.4KV 4.5.3.4. 调功柜

   数量 3套

  

  4.5.4 控制室

   1、 本项目设置如下控制室

   中央控制室由操作室、 机柜室、工程师站室、 UPS 室等单元组成。主装置的

  DCS和 ESD系统安装在此控制室。 供热站控制室由操作室、 机柜室、工程师站室、 仪表值班室等单元组成。 循环水站设置岗位控制室。

   2、 布置 控制室包括操作室、 机柜室、空调机房、 UPS电源室 (包括电池间)、 仪表维修间、工程师室、 外操间、 更衣室等。

   操作站和辅助操作台布置在各控制室的操作室内 ,系统的控制柜 (盘)、I/O单

  元机柜、 辅助柜、 配电(电源) 柜、 继电器柜、 端子柜等设备布置在机柜室内 。

   机柜室地面宜采用 防静电活动地板, 基础地面应高于室外地面 600mm 以上。

   机柜室设空调保持合适的温度和湿度。 室温宜保持在冬天 20±2℃ , 夏天 26

  ±2℃ , 变化率小于 5℃/h, 相对湿度宜保持在50%± 10%, 变化率小于 6%/h。

   控制室的照明采用人工照明 。 仪表盘前、 机柜前后离地0.8 米工作面上不同区域照度为500lux, 操作室、 软件工作室操作台上荧光屏表面照度为300lux, 并且在屏幕上不应产生反光和眩光。

  4.6 仪控系统

  4.6.1 仪控系统叙述

  

   仪控系统是本套空分设备重要部分,有效地监控整套空分设备生产过程, 确

  

  保设备长期稳定可靠运行, 操作维护方便。在考虑先进性的同时,以可靠性为主。

   本装置采用 DCS系统来实现对空分装置(包括膨胀机组及氮压机)的过程监

  

  视、过程控制、程序控制、负荷调节、 数据处理、 计量管理和用 电设备的状态显

  示等生产控制和安全保障操作。

   本装置采用 ITCC(压缩机控制系统)系统来实现压缩机组的防喘振控制、安

  全联锁等。 机组设备(空压机、 增压机、 汽轮机)的轴振动、 轴位移、 转速、 温度和油压等安全保护逻辑联锁、防喘振控制、 转速控制等在ITCC系统中完成。

  4.6.2 仪控设计原则

  

   空分装置的开停车均由 中央控制室操纵,设置紧急停车按钮台 , 用于在紧急

  

  状态或计算机故障下对机组能实现一触式紧急停车。所有联锁回路按 ISA 标准,

  

  采用失电安全的原则进行设计,以保证在失电状态下的安全停机。 故障停机与紧

  

  急停车分别 由两路停车信号送至停车回路,以保证停车回路的可靠性。

  

   采用机旁和中控相结合的原则,保留必要的机旁盘, 但机旁盘的功能尽量简

  

  化,保证在机组开车阶段,通过机旁盘实现必要的操作和监控。 DCS的控制器采用冗余或冗错结构,控制器、电源及通讯总线采用冗余配置以

  保证系统的可靠性。控制器具有在线修改的功能,所有I/O 卡件可以带电插拔,

  

  整个仪控系统确保可靠,先进。DCS 预留通讯接口(MODBUSRS485), 并且带 OPC

  

  功能,以便于买方远程监测系统进行数据采集。

  

   ITCC系统实现空分装置机组设备(空压机、 增压机、 汽轮机)的安全联锁保

  

  护、防喘振控制、 汽轮机超速保护。ITCC 预留通讯接口(MODBUSRS485), 与 DCS

  

  系统以通讯的方式实现信息共享。 分析仪设置在成套供货的分析仪柜内 ,在线分析的工艺参数以4~20 A进入DCS m系统,进行显示, 记录, 报警等处理,其中参与联锁的分析仪带有“测量”、“校验” 开关, 此干触点送 DCS,以免校对仪表时人为的联锁停车。同时设置手动分析

  阀盘。

  

   空压机、 汽轮机及增压机由厂家随机成套现场一次仪表、 测振仪 (探头+前置

  

  器, 带 MMS 机组监测系统)、 超速保护装置、 调节阀 门等, 信号均转换成 PT100、

  

  4~20 A、 干触点等标准信号进入上位控制系统 (ITCC系统)。 压缩机及泵厂商提

  

   m

  

  供 I/O 清单、 完整的控制策略 (含防喘振控制逻辑)和联锁逻辑等。同时根据机器

  

  要求设置机旁就地操作仪表盘, 就地操作仪表盘设置必要的显示仪表、 灯、 开关、

  

  按钮, 用于现场操作和监视机组设备的运行状态。

  

   氮压机、 膨胀机由厂家随机成套现场一次仪表、 测振仪 (探头+前置变送器)、

  调节阀 门等, 信号均转换成 PT100、4~20 A、 干触点等标准信号进入上位控制系统 m

   (DCS系统)。 压缩机厂商提供 I/O 清单、 完整的控制策略 (含防喘振控制逻辑)

  和联锁逻辑等。同时根据机器要求设置机旁就地操作仪表盘, 就地操作仪表盘设

  置必要的显示仪表、 灯、 开关、 按钮, 用于现场操作和监视机组设备的运行状态。

   仪控系统电源: 整套空分设备控制系统的各设备供电由专用供电盘负责供给。

  供电盘电源由买方提供的不间断 UPS 统一供给,220V/50HZ。 所有户外型安装的现场仪表原则上选用 IP55及以上的防护等级。 4.6.3 仪表选型

   DCS系统选用美国 HONEYWELL 公司的 PKS系统或 FOXBORO公司的I/A系统或横

  

  河公司的CS3000系统,控制器、电源及通讯总线采用冗余配置以保证系统的可靠

  

  性。控制器具有在线修改的功能,控制器 CPU 负荷率不大于 60%,所有I/O 卡件均

  

  可带电插拔。I/O 点数 (实际总的点数)备用量按 15%考虑。

  

   UPS 不间断电源选用梅兰 日兰产品,15KVA,30分钟后备。

  

   压力、 差压变送器选用 EJA 或者 ROSEOUMT 系列智能变送器,HART 协议, 并配带

  

  一台带HART手持终端。

  

   在线分析仪采用 国 内成套供货, 组装在分析仪表柜内 ,电、气路以端子和截

  

  止阀为界, 配备标准气和预处理装置,分析仪均选用进口产品。

  

   流量测量仪表选用 的原则是: 就地流量指示选用转子流量计,气体流量测量

  

  一次元件选用标准孔板或均速管,水流量测量选用分体式电磁流量计。

  

   调节阀选用杭氧 KOSO产品。

  

   分子筛切换阀选用杭氧 KOSO的三杆阀。

  

   二位三通和二位五通电磁阀选用 ASCO 或者 HERION 产品,24VDC 供电。

  

   测温元件选用PT100的铂热电阻温度计为主, 重要部位及冷箱内 的测温点采

  

  用双支铂热电阻温度计,一用一备。

  

   就地压力仪表, 机旁仪表盘上压力指示采用弹簧管压力表。

  

   就地温度指示选用双金属温度计。

  

   就地液位显示选用翻板液位计,空冷塔、水冷塔液位计选用双法兰毛细管远

  

  传差压变送器。

  

   4.6.4.仪表系统供货范围

  

   4.6.4.1CS集散控制系统配置:

  

   工程师站 1 台(22 寸液晶)

  

   操作员站(以太网卡、 鼠标等) 2 台(22 寸液晶)

  

   打印机( 1 台惠普A3激光, 1 台惠普A4激光彩色) 2 台

  

   控制处理器及 I/O 模块 1 套

  

   配套的端子板及通信电缆 1 套 系统软件及资料 1 套

   操作台 1 套

  

   4.6.4.2ITCC 机组控制系统配置:

  

   工程师站 1 台(22 寸液晶)

  

   操作员站 1 台(22 寸液晶)

  

   打印机( 1 台激光A4) 1 台

  

   控制处理器及 I/O 模块 1 套 配套的端子板及通信电缆 1 套 系统软件及资料 1 套

   操作台 1 套

  

   4.6.4.3 机组监测系统 (MMS系统)(针对汽轮机、空压机及增压机)1套

  

   4.6.4.4.主要仪表

  

   压力、 差压变送器 1套

  

   各种型号规格调节阀、 切换阀 1套

  

   铂热电阻 1套 流量计 1套

   二位三通电磁阀 1套

  

   二位五通电磁阀 1套

   分析仪 (包括机柜及预处理设备、 标准气等)1套

  

  序号 工位注释 测量原理 样气组分及含量 精度 厂家与型号 数量

  

   1 分子筛出口空气中的 CO2 含量 红外 0~5/0~25ppmCO2 ≤0.1ppm 进口 1 2 再生加热器出口再生气体中水 电容式 0-100ppmH2O 1ppm 进口 1

   分分析仪

  

  3 进冷箱增压空气含水量 电容式 0-100ppmH2O 1ppm 进口 1

   产品氮气 液氮中微量氧分析 氧化锆/电 进4 / 0-30ppmO2 ≤0.1ppm 口 1 化学5 产品氧气/液氧(出冷箱)含氧 磁力机械式 98-100%O2 ≤0.02% 进口 1

  6 主冷液氧总碳氢化合物分析仪 总 CH 0~500ppm 总碳 ≤0.02% 进口 1 4.6.4.5 其他仪表 1套

   包括: 双金属温度计、 翻板液位计、 浮球液位计、 压力表、 三阀组、分析取 样阀、 转子流量计等。

   4.6.4.6 机旁柜

  

   汽轮机机旁柜 (设备自 带) 1套

  

   空压机机旁柜 (设备自 带) 1套

   增压机机旁柜 (设备自 带) 1套

  

   氮压机机旁柜 (设备自 带) 1套

   膨胀机机旁箱 (设备自 带) 2套

  

   分析仪成套柜 (设备自 带) 3套

   分析取样盘 1套

   配电柜 1套

   紧急按钮台 1套

  

   第五章 原料、公用工程和辅助材料供应

  5.1 原、燃料供应

  

   本项目以空气为原料。

  

  5.2 供水

   (1) 循环水: 本项目 配套建设循环水装置。

  

   (2) 新鲜水: 本项目所需新鲜水消耗主要是循化水装置的补水。 每年消耗一次

   用水163万吨。

  

   (3) 自来水和消防水:生产生活给水、消防用水直接引 自索普集团现有工程,

  

   不再新建原水净化站和消防水站。

  5.3 供电

   全厂各装置及辅助设施用本项目 用 电计算负荷为2562kW, 按年运行8592小时

  计,全年项目 耗电量2.2 × 107kWh。。从索普集团东110kV 变电所引入 2 回 35kV

  电源进线,可以满足本工程新建装置负荷的用 电。

  5.4 供气 本项目所需要的仪表空气 由 自 身提供。

  5.5 供汽

  

   本项目所需要的蒸汽由索普集团热电装置提供。

  5.6 辅助材料供应 除以上主要原、 燃料和水电资源外, 本项目 还需要循环水装置用 的缓蚀阻垢剂; 事故发电机的柴油 ,以及装置所需的催化剂、分子筛吸附剂等均从市场采购,

  汽车运输为主, 辅以火车运输。

  

   第六章 建厂条件和厂址方案6.1 建厂条件

  6.1.1 气象条件 (1)气温极端最高气温 40.9℃历年平均气温 15.4℃

  极端最低气温-12.4℃

  

  夏季最热月平均最高温度 30.8℃冬季最冷月平均最低温度 0.37℃ (2)气压

  年平均气压 101.4kPa

  

  冬季平均气压 100.26kPa

  夏季平均气压 100.27kPa

  

   (3) 风 常年主导风向 :东风、东北东风 夏季主导风向 :东南东风

   冬季主导风向 :东北风、东北东风

  

   年最大风速 31m/s 全年平均风速 3.3m/s

   (4) 降雨量

  

   年平均降雨量1063.1mm 日 最大降雨量262.5mm 10分钟最大降雨量35.7mm

   (5) 降雪

  

   多年平均降雪 日 数 8.5 天 最大积雪厚度 34mm (6) 长江水位(长江镇阳段) 最高潮水位6.22m 最低潮水位-0.67m

   最大流量92600m3/s

  

   最小枯水流量4670m3/s (7)其它

  地震烈度 7 度 (8)雷 多年平均雷暴 日 数 28.8 天

   (9)空气湿度 最热月平均相对湿度:80.7%

   年平均相对湿度:76%

  6.1.2 工程地质

  

   区域地质、 构造、 岩石的类型、成因和时代:地质构造属宁镇弧形断褶隆起

  

  带的东段, 即淮阳山字型构造东翼反射弧之弧顶转折部位,以侵蚀、 剥蚀作用为主, 断裂发育, 岩浆活动频繁,主要侵入有燕山期花岗岩, 基岩上面为第四第覆盖层, 覆盖层主要由长江淤泥的细粉沙、亚沙土、亚粘土等全新纪的淤泥质分布

  于河漫滩地带。 根据有关钻探资料记载, 该地区地层厚度约 30-50m, 岩性比较

  

  均匀, 具有较大的承载力和较好的稳定性,工程地质条件良好。 本区地震烈度为

  

  7级。镇江地带性土壤为黄棕壤,土壤利用 以稻麦两熟为主, 部分为蔬菜和林地。

  拟建项目 附近主要地表水有长江和京杭大运河,区域地下水不丰富, 处于丹徒火

  

  成岩裂隙含水带外缘,