某钢厂棒线材品种生产线升级改造项目可行性评估报告

某钢厂棒线材品种生产线升级改造项目可行性评估报告 核准通过， 归档资料。 未经允许， 请勿外传～ 棒线材品种生产线升级改造项目 可行性研究报告 2012年12月 棒线材品种生产线升级改造项目 目 录 1(总论 ............................................................................................. - 1 - 2(市场分析与预测 .........................................................................- 13 - 3(轧钢工艺及设备 .........................................................................- 18 - 4(加热炉 ........................................................................................- 33 - 5(辅助设施 ....................................................................................- 55 - 5.1 供配电系统 ..........................................................................- 55 - 5.2 传动与基础自动化 ...............................................................- 72 - 5.3 仪表与检测系统 ...................................................................- 79 - 5.4 电信设施 ..............................................................................- 82 - 5.5 热力设施 ..............................................................................- 89 - 5.6 燃气设施 ..............................................................................- 94 - 5.7 给排水设施...........................................................................- 95 - 5.8 通风空调除尘设施 .............................................................- 103 - 5.9 土建工程 ............................................................................- 105 - 6(能源利用与节能措施 ................................................................- 113 - 7(环境保护与综合利用 ................................................................- 116 - 8(劳动安全卫生 ...........................................................................- 122 - 9(投资概算 ..................................................................................- 130 - 10(技术经济分析 .........................................................................- 133 - iii 棒线材品种生产线升级改造项目 1(总论 1.1概述 本工程拟在线棒材厂一线车间位置进行改造，该线厂房始建于1988年，厂房总长390m，东西走向，跨度为24m+21m，基本柱距为6m，行车轨面标高为8m，行车起重能力为15/3t，结构形式为钢筋混凝土排架结构。该车间东侧场地可用于扩建厂房，西端同一炼钢厂2#方坯连铸机相接，方坯为6根一组输送。铁道由厂房东端南侧接入厂房。 产线设计思路要充分吸收当前钢铁行业棒材生产先进工艺技术，确保产线起点高、竞争力强、有后发优势。项目建成后，要快速实现达产达标，使产线早日建成受益。 一罐制炼钢即从高炉运来的铁水，采用高炉铁水罐直接向转炉兑铁水，减少了铁水倒包或进混铁炉工序。采用一罐制炼钢工艺，减少了铁水倒包工序，可以提高铁水入炉温度,30?,50?，可以充分利用铁水物理热，有利于转炉初渣的形成，缩短转炉吹氧时间，有利转炉多吃含铁矿石或废钢;采用一罐制炼钢工艺，减少了混铁炉工序，节省了混铁炉的运行、维护费用，可以降低炼钢成本;采用一罐制炼钢工艺，提高了铁水罐装入量，减少了铁水罐的使用数量，也省去了炼钢厂铁水包，可以减少耐材的使用量、可以减少铁罐、铁包的沾铁损失;采用一罐制炼钢工艺，减少了铁水倒包和取消了混铁炉，没有了铁水倒包产生的烟尘和混铁炉运行产生的烟尘，可以改善车间作业环境。 一罐制炼钢工艺有良好的经济效益和环境效益，值得研究和推广。 - 1 - 棒线材品种生产线升级改造项目 1.2 工程名称 XX棒线材品种生产线升级改造项目 1.3 设计依据 , 新余钢铁股份有限公司(简称XX公司)与中冶京诚工程技术有限公司、北京京诚瑞信长材工程技术有限公司(简称京诚公司)签订的《新余钢铁股份有限公司长材节能增效改造一期工程棒材轧制生产线项目设计技术附件》。 , XX公司向京诚公司签发的设计委托书。 , XX公司向京诚公司提供的设计基础资料。 , 国家现行有效的有关技术和规范。 1.4 设计指导思想和主要原则 1.4.1 指导思想 本设计的主要指导思想是:在国家发展钢铁工业的各项具体方针政策的指导下，把本工程建设成为一个工程质量优、技术水平高、经济效益好的先进工程。使得XX公司在自身发展壮大的过程中，不断地提高产品质量，提高经济效益，提高综合竞争的能力。 1.4.2 主要原则 (1)采用先进、成熟、可靠、适用、有明显效益的工艺技术，优化总图布置，做到工序顺畅，配置合理，布置紧凑、节省占地。 (2)设备选型能力合理，避免功能过剩;在寿命满足要求前提下， - 2 - 棒线材品种生产线升级改造项目 尽可能国产化。 (3)备用设施结合现有设施统一考虑，减少不必要重复投资。 (4)加强安全、卫生、环境的综合治理，使之符合国家和企业所在地安全、卫生、环保标准，三废按照循环经济的设计原则，综合利用。 (5)采用节能、环保技术，合理利用能源。改善劳动条件，提高生产率。 1.5 设计的内容和范围 可行性研究的设计内容包括一罐到底系统、棒材生产线轧制工艺、操作设备、高低压供配电及轧线传动、PLC系统，土建设施以及相应的为生产线服务的辅助和公用设施的设计，即给排水、热力、燃气、通风空调、通信系统、仪表系统、节能环保及安全、工程概算和技术经济分析等。 1.6 建设条件 1.6.1 场地条件 本工程拟在线棒材厂一线车间位置进行改造，该线厂房始建于1988年，厂房总长390m，东西走向，跨度为24m+21m，基本柱距为6m，行车轨面标高为8m，行车起重能力为15/3t，结构形式为钢筋混凝土排架结构。该车间东侧场地可用于扩建厂房，西端同一炼钢厂2#方坯连铸机相接，方坯为6根一组输送。铁道由厂房东端南侧接入厂房。 本工程建设场地良好，各种介质供应方便，运输条件顺畅。 1.6.2 设计条件 - 3 - 棒线材品种生产线升级改造项目 (1)气象条件 XX省新余市属第?建筑气侯的B区，该区夏季温度高、湿度大， 闷热天气多;冬季湿冷，气温日差较小;年降水量大;日照偏少。 (1)大气温度 年平均温度: 17.8 ? 极端最高气温: 40 ? 极端最低气温: -7 ? 夏季7月平均气温: 29.4 ? (2)风速、风向 最多风向及其频率(%) C24%;NE17。 风速(m/s): 全年平均为 2.0 冬季平均为 1.8 夏季平均为 2.2 30年一遇最大为 23.5 (3)降雨量 年平均降雨量: 1568.5 mm 日最大降雨量: 154.3 mm 5分钟暴雨强度(P=1年重现期) 93L/S.100 m2 - 4 - 棒线材品种生产线升级改造项目 (4)大气压力 冬季 1016.2 kPa 夏季 996.9 kPa 主要计算数据 基本风压: 0.30 kN/m2 基本雪压: 0.40 kN/m2 冬季采暖室外计算温度: 0 ? 夏季通风室外计算温度: 33 ? 尘荷载: 0.3 kPa 土壤冻结深度: 最大 0.2 m (2)场地地震级别 根据《中国地震烈度区划图》，该场地位抗震设防烈度: 〈 6度。 (3)供电条件 本工程高压供电电压为35kV，由XX公司上一级变电所提供两路 电源。 (4)供水条件 车间外的生活给水、生产消防给水及加热炉安全供水均由XX公 司提供，并负责供至设计交接点;车间生产、生活排水排至车间外厂 区排水管道。 - 5 - 棒线材品种生产线升级改造项目 (5)供气条件 , 燃料和吹扫用氮气:由厂区管网直接供给加热炉公司。 , 压缩空气:由厂区压缩空气管网提供。 , 氧气和丙烷气:事故切割用气，氧气由XX公司管网提供至设计交接点，丙烷气由瓶装运到车间。 (6)运输条件 , 原料:连铸坯。热坯由热送辊道运至本车间，实现热送热装;冷坯由过跨平车运到本车间。 , 成品发货采用铁路、公路运输方式。 , 轧辊、备件、耐火材料、废品垃圾等采用汽车运输。 1.7 设计 1.7.1 建筑规模、产品方案 本车间为全连续式高等级热轧钢筋生产线车间，建设规模为年产100万吨合格热轧钢筋，最大实际生产能力为年产120万吨。 (1)生产钢种:普通热轧钢筋、细晶粒热轧钢筋和预应力混凝土热轧钢筋。 (2)产品规格:带肋钢筋Φ10,40 mm; 圆钢棒材Φ18,50 mm。 1.7.2 主要设备 全线设1座冷装180t/h(热装220t/h)的步进梁式加热炉、全连续式棒材轧机，主轧机共18架，平立交替布置，分3组，最高终轧速度 - 6 - 棒线材品种生产线升级改造项目 为18m/s。 与上述轧机相配套的飞剪、夹送辊、冷床、冷剪、收集设备等。 1.8 辅助设施 1.8.1 供配电系统 本工程电气设备总装机容量约为33370 kW ,棒材车间1#,18#轧机主传动采用直流调速传动系统，装机容量约为18000kW，交流调速辅传动电动机容量约为4282kW，(用于1,2#飞剪、输送辊道电机等)，直流调速辅传动电动机容量约为400kW，(用于3#飞剪)，加热炉装机容量约为1327 kW，车间恒速辅传动用电设备约为3431 kW。 本工程最大总计算负荷约为S=22899kVA,自然功率因数约为30 0.79。其中，水处理设施最大计算负荷约为S=1863kVA,自然功率因数30 约为0.86。 7总计年耗电量约为6.6x10kWh。 根据生产工艺设备用电负荷分布情况，本工程需设置3个电气室，各电气室内安装各区域供配电设备、电气传动设备、自动化控制设备具体名称如下:加热炉区电气室(ER1)、主电室(ER2)、冷床收集区电气室(ER3)。根据工艺要求，整个生产线设1个主操作室，5个区域操作室。 1.8.3 仪表与检测系统 仪控设计内容主要有:轧线钢材温度检测、车间能源介质总测量、旋流沉淀池设施。 轧线钢材温度检测仪表拟选用红外测温仪，输出4~20mA标准信 - 7 - 棒线材品种生产线升级改造项目 号，进轧线PLC系统，在轧线主操作室内的HMI上显示。 车间能源介质总测量采用现场仪表对氧气、压缩空气进行就地流量显示和累计。 旋流沉淀池设施的控制系统采用电控和仪控合一的PLC控制系统，对于参数相对集中又隔开一段距离的机组设远程I/O站。采取中央控制室集中监控的方案。 1.8.4 电信设施 本工程电信设施包括行政管理电话、调度电话系统、扩音通信系统、火灾自动报警系统、工业电视系统。 (1)行政管理电话 本工程设置电话机16台。 (2)调度电话系统 本工程设置调度电话分机20台。 (3)扩音通信系统 车间内设置指令对讲端站29台。 (4)火灾自动报警系统 当有火灾发生时，本系统经火灾报警控制模块实现与风机、防火阀等通风消防设备的连锁控制，并接收其反馈信号，以便及时发现火情，迅速处理。 (5)工业电视系统 工业电视主机柜设置在车间调度室内，设置风冷工业电视摄像机15套，彩色监视器(21”液晶)12台。 1.8.5 热力设施 - 8 - 棒线材品种生产线升级改造项目 3本项目净化压缩空气综合平均消耗量为47.59 Nm/min。净化压缩空气由区域外线管网接入，接点在车间5m平台外1米处，接点压力0.8MPa，管径φ273?7。 1.8.6 燃气设施 本车间事故及临时切割用氧气采用一路供应，总管选用DN25，车间接点压力2.2,2.4MPa。用户点共13个，每个用户点处设有切断装置及氧气安全接头箱。 车间依据工艺要求采用干粉(磷酸铵盐)手提式或推车式灭火器设施进行灭火。 1.8.7 给排水设施 本设计仅包括拟建棒材车间区域内给排水设施，生活水、生产消防水均由建设单位提供，排水排入厂区排水管道由建设单位汇总。 3设计需要的给排水量:生产总用水量2741m/h、循环水量 3332733m/h、生产新水量65m/h、消防水量共35l/s 、生活用水量5m/h、 33生产排水量约为15m/h、生活污水排水量平均为4m/h。 本工程设计了以下的给排水系统: (1)净循环水系统 净环水系统主要供加热炉、轧机液压润滑、轧机电机等用户冷却 3用水，循环水量为1024 m/h。 本系统主要供给加热炉、轧机润滑系统、液压系统、等设备电机冷却用水; 上述用户均为间接用水，经设备使用后的水仅水温升高，水质未受污染，带余压的回水可直接送至冷却塔冷却，所有冷却后回水进入 - 9 - 棒线材品种生产线升级改造项目 净环冷水井，之后由泵组分别供用户循环使用。 由于净循环水在冷却塔中受到大气粉尘等的污染，为满足工艺的水质要求，系统设有旁滤系统对净环水进行过滤处理。同时为满足工艺对循环水中悬浮物粒径的要求，在各泵组出水管道上均设有自清洗管道过滤器。 为了保证循环水水质的稳定需投加水质稳定药剂并进行连续排 3污，排污水作为浊环系统的补充水，排污水量Q=3m/h。 净循环水系统的补充水为生产新水与软水，生产新水来自厂区生 3产、消防给水管网，系统补充水量为Q=7m/h，软水补充水量为 3Q=9m/h。 (2)浊循环水系统 33浊循环水系统冷却水量Q=1950m/h，其中冲渣水量Q=250m/h。浊环系统包括轧机低压浊环水系统和穿水冷却循环水系统。 (3)生产、生活及消防给水系统 本系统主要供循环水系统的补充水、车间洒水等生产用水户以及 3消防用水;生产新水用水量80m/h;厂区消防采用低压消火栓消防系统，消防总水量为30L/s。 (4)生产、雨水排水系统 3生产排水量约为8m/h，排水水质符合国家排放标准。排水经汇总后排入区域外现有排水干管(渠)。 雨水经汇总后排入现有雨水沟。 (5)生活污水排水系统 3生活污水排水量平均为3m/h，经过化粪池处理后，排入厂区排水管道。 - 10 - 棒线材品种生产线升级改造项目 1.8.8 通风空调除尘设施 (1)主车间热操作区通风 在车间热操作区上设置岗位通风装置。 (2)车间小房子(操作室、办公室等)空调 采用风冷柜式空调或风冷壁挂型空调机夏季除热降温。 (3)电气室通风、空调 电气室、传动配电室等房间采用风冷柜式空调，电气室电缆夹层采用风机送、排风的通风方式。 (4)水处理设施通风、空调 水处理设施采用轴流风机机械通风的方式进行通风散热，控制室采用风冷柜式空调进行散热降温。 1.8.9 土建工程 本工程主厂房由原料跨、轧辊间、主轧跨、上料跨、成品跨组成， 2主厂房建筑物轴线总面积:19413m。 本工程辅助设施主要由旋流井、电气室等建筑组成，辅助生产建 2筑物轴线总面积:2836m 。 33主要建筑材料量:砼20000m、水泥8000t、钢材5480t、成材400m。 1.9 环境保护及劳动安全卫生 本工程主要污染源、污染物有:废气、废水、固体废物及噪声。设计中严格执行国家有关环境保护的规定和标准，并对可能产生污染的部位采取了有效的控制措施，对环境的影响降低到最低程度。 本设计对生产过程中可能发生的火灾、爆炸、设备事故、机械伤 - 11 - 棒线材品种生产线升级改造项目 害等职业危险因素均采取了有效的控制和防范措施，对于生产岗位的烟(粉)尘、有害气体、噪声、热辐射等职业危害因素也采取了相应的控制和防护措施，在严格执行操作规程和各种规章制度、正常操作情况下，可以保证安全正常生产和工人的身体健康。 1.10 投资概算 本工程投资估算包括主车间、电气室、水处理设施、软件编制、工器具及生产家具购置费、工程建设其他费及预备费等。静态投资为29331万元。 1.11 技术经济分析 本项目建设投资为29331万元，流动资金为35202.2万元，建设期利息为522.7万元。项目建成投产后年产棒材100万吨，项目年营业收入314632.0万元，还款后正常年净利润6307万元。项目投资财务内部收益率(税后)为14.2%。综上所述，本项目经济效益较好，财务上是可行的。 - 12 - 棒线材品种生产线升级改造项目 2(市场分析与预测 2.1概述 2010年是我国实施“十一五”规划的最后一年，更是衔接“十二五”规划的承前启后的关键一年。2010全年我国粗钢产量6.267亿吨，同比增长9.3 %。 据国家权威部门预测，2011年我国的GDP将增长9.0%。四万亿投资，放宽中小城市和城镇户籍限制、推进城镇化建设，拓宽投资领域、扩大民间投资，扶持中小企业发展，这一系列举措将使得今年我国的投资依然保持高增长;发展低碳经济，推进石化、装备制造等十大产业振兴计划、新能源发展规划的实施，将为我国钢材消费提供广阔的空间，促使钢材需求将继续保持高增长态势。 尽管2010年国内钢材市场走势总体将好于2009年，但同时也要看到，由于国际国内政治经济环境错综复杂，影响钢铁行业发展的不确定因素很多。另外，钢铁落后产能的淘汰不可能一蹴而就，同质化竞争也将继续困扰行业，并影响其利润水平在低位徘徊。 分品种看，供求关系各不相同，普通材比特殊钢材供大于求严重，高附加值、高技术含量的钢材国内生产量仍然不足，品种结构仍然不合理。解决供给过剩的出路是一方面扩大需求，另一主要方面是要加大产业结构调整力度，更快淘汰高耗能、高污染和技术落后的生产能力。 随着钢铁市场的竞争的不断激烈。资源控制力强，原料、能源采购成本低，工艺结构优化，产品附加值高的企业，具备较强市场竞争力。 2.2长材市场 - 13 - 棒线材品种生产线升级改造项目 2.2.1我国长材生产及消费现状 长材一直是我国钢材生产中的主要品种，其产量在我国钢材总产量中的比重相当大(接近50%)。这与许多发达国家钢材生产结构有很大不同。我国的这种钢材生产结构主要是由我国钢材的消费结构所决定的。我国作为一个快速发展的发展中国家，每年需 我国2001-2010年螺纹钢生产量万吨要进行大量的交通、水利等基础设施和居民住宅建设，并且我国 14000这些设施相当大部分采用钢筋混凝土结构，这也就需要消耗大量 12000棒线材，因而在我国的钢材消费结构中，棒线材消费量一直较大， 10000占钢材消费比例高。特别是近几年，我国经济发展势头良好，基 8000 础建设规模扩大，棒线材消费量也不断攀升。 6000 (1)我国螺纹钢生产及消费情况 4000 随着我国钢铁工业的迅猛发展，螺纹钢的产量的增长极为迅速。 我国2000年,2010年螺纹钢消费量2000(万t/年)2000年螺纹钢的年生产量为2844万吨;至2010年产量已达到最高的140000200120022003200420052006200720082009201013096万t，为当年生产量最高的品种。见下图。 12000年 份 10000 8000 图2-1 6000 4000我国螺纹钢消费量一直较大，占钢材的消费比例较高，这是由我 2000 国的国情决定的。2000年我国螺纹钢消费量为2815万吨， 2010年为020002001200220032004200520062007200820092010 13079万t。见下图。 年 份 图2-2 近年来，我国螺纹钢产品出现了净出口。2008年螺纹钢进口2.5万吨，出口116.8万吨，净出口111.8万吨。2009年螺纹钢进口5.6万吨，出口30.5万吨，净出口24.9万吨。2010年螺纹钢进口5.6万吨，出口22.5万吨，净出口16.9万吨。 - 14 - 我国2003年-2010年棒材生产量(万t/年) 7000 6000 5000 棒线材品种生产线升级改造项目 4000 3000 2000(2)我国棒材生产及消费情况 1000随着我国钢铁工业的迅猛发展，棒材产量的增长极为迅速。2003 020032004200520062007200820092010年棒材年生产量为1867万吨;至2010年产量已达到最高的6893万t，我国2003-2010年棒材消费量万t/年年 份创年生产量最高。见下图。 7000 6000 图2-3 5000 4000我国棒材消费量一直较大，占钢材的消费比例较高，这是由我国 3000的国情决定的。2003年我国棒材消费量为1836万吨，2010年为6662 2000 万t。见下图。 1000 020032004200520062007200820092010 年 份 图2-4 近年来，我国棒材产品出现了净出口。2008年棒材进口24.1万吨， 出口639.8万吨，净出口615.7万吨;2009年棒材进口29.9万吨，出口108.1万吨，净出口78.2万吨;2010年棒材进口29.9万吨，出口261.2万吨，净出口231.3万吨。 2.2.2螺纹钢棒材的用户 钢铁工业是国民经济的重要的基础产业，是国家经济和社会的综合实力和发展水平的重要标志。螺纹钢棒材作为主要原材料，在民用住宅建筑、铁路、公路、水利、电力等基础设施的建设当中起着举足轻重的作用。特别是建筑业是螺纹钢棒材的主要用户，随着我国基础设施的建设及房地产的投资的拉动，螺纹钢棒材的需求仍将非常巨大。 2.2.3区域市场分析 从我国生产布局来看，螺纹钢、棒材生产主要集中在河北、江苏、 - 15 - 棒线材品种生产线升级改造项目 山东几省。 2010年钢筋生产量分地区分布图(万t) 西北 华北 我国螺纹钢生产主要集中在河北、江苏、山东三省，并且产量均超 西过1200万吨。2010年江苏省生产螺纹钢1870.3万吨，河北省生产螺 南 东北 纹钢1460万吨，山东省生产螺纹钢1203.2万吨。我国螺纹钢生产区域分布见下图。 中南 华东 2010年棒材生产量分地区分布图(万t) 图2-5 我国从生产布局来看，棒材生产主要集中在江苏、山东、河北几西北西南华北中南省。并且产量均超过800万吨。2010年江苏省生产棒材1105.4万吨，河北省生产棒材823.4万吨，山东省生产棒材876.6万吨。我国棒材生 东北产区域分布见下图。 华东 图2-6 2.2.4XX及周边地区棒材市场情况 XX钢材消费主要集中在建筑、水电站建设、公路建设、机电设备制造、汽车及零部件等行业，交通运输行业的车辆制造和桥涵施工也消费大量钢材。 目前XX钢铁产品结构调整已经全面实施，就大的品种方面而言，板带材结构比例已经没有大的调整余地。国内主要钢材品种总量满足需求，少数细分品种略有不足。 2.3分析结论 长材品种中的棒线材品种供需基本平衡，但房地产行业的发展是 - 16 - 棒线材品种生产线升级改造项目 钢材消费增长的亮点。同样，个别高强度、高纯净度、特殊用途的优质棒线材仍然需要进一步提高开发力度和扩大产能。 - 17 - 3( 轧钢工艺及设备 3.1 生产规模及产品方案与金属平衡 3.1.1 生产规模及产品方案 本车间为全连续式高等级热轧钢筋生产线车间，建设规模为年产100万吨合格热轧钢筋，最大实际生产能力为年产120万吨。 (1)生产钢种:普通热轧钢筋、细晶粒热轧钢筋和预应力混凝土热轧钢筋。 (2)产品规格:带肋钢筋Φ10,40 mm; 圆钢棒材Φ18,50 mm。 按产品规格和钢种分类的产品大纲如表1.1-1。 表3.1-1 产品大纲 单位:万吨/年 产品规格(mm)及计划年产合比 量(t) 计 例 品种 牌号 代表钢号 Φ10~16 Φ18~25 Φ28~40 (t/a) % 20MnSi 普通 HRB335~HRB500 20MnSiV 25 23 8 56 56 热轧钢筋 HRB335E~HRB500E 20MnSiNb 20MnSi 细晶粒 HRBF335~HRBF500 20MnSiV 7 5 5 17 17 热轧钢筋 HRBF335E~HRBF500E 20MnSiNb PSB500 预应力 PSB785 20MnSiV 混凝土用 / 4 3 7 7 PSB830 40Si2MnV 螺纹钢筋 PSB930 - 18 - PSB1080 圆钢 45、40Cr / 11 9 20 合计 32 43 25 100 (t/a) 比例 32 43 25 100 (%) 注:Φ10mm、Φ12mm采用五切分法生产，Φ14mm采用四切分生产，Φ16mm 采用三切分生产，Φ18mm、Φ20mm采用二切分法生产。 (2)交货状态:直条成捆交货; 定尺长度:6m,15m; 捆 径:Φ150,300mm; 捆 重:2,3.5t。 (3)产品质量及标准: GB 1499.1-2008 钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋 GB 1499.2-2007 钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋 GB/T 20065-2006 预应力混凝土用螺纹钢筋 带肋钢筋产品应符合GB1499.1-2008和GB1499.2-2007中规定的尺寸精度。 3.1.2 原料 车间使用的原料为由炼钢车间提供的合格连铸坯，坯料分热坯和冷坯，热坯由热送辊道直接送至加热炉内，冷坯由电动平车由连铸出坯跨运至原料跨。 - 19 - 连铸坯规格:160(170)mm?160(170)mm?12800mm;其中短尺料?10000mm，总数不超过10%;连铸坯单重:2507(2830)kg。 本车间年需坯料量103.1万吨。 坯料技术条件要满足连铸坯国家标准: YB/T 2011-2004 连续铸钢方坯和矩形坯; YB/T 001-1991 初轧坯尺寸、外形、重量及允许偏差。 连铸坯尺寸应符合《YB/T 2011-2004连续铸钢方坯和矩形坯》规定，边长偏差?5mm，弯曲度?10mm/m，全长总弯曲度?80mm/m。 3.1.3 金属平衡 车间金属平衡见表3.1-2。 表3.1-2 金属平衡 单位:吨/年 钢坯量 成品量 烧损和氧化 切头、轧废 数量 % 数量 % 数量 % 数量 % 1030927.8 100 1000000 97 10309.278 1 20618.557 2 3.2 工作制度及年工作时间 本车间采用四班三运转连续作业工作制度，每班工作8小时，节假日和公休日不休息。额定年工作时间为6800h。车间年工作时间见表3.2-1。 表3.2-1 车间年工作时间 单位: h/a 大、中修小修每停工时间 额定年年日历 计划工 每年一次 周一次 换辊、孔事故 工作时时间 作时间 交接班 每次20天 每次一间 型、导卫 及其它 - 20 - 班 8760 480 400 7880 365 400 315 6800 3.3 生产工艺 3.3.1 主要生产工艺特点 (1)以连铸坯为原料，轧线采用连续、高速、无扭轧制，粗中、精轧机均为平立交替布置，最大轧制速度可达18m/s。 (2)加热炉采用步进梁式，侧进侧出料方式，加热质量好，操作灵活，加热效率高，为生产优质产品提供了保证，根据产量要求确定加热炉能力为180t/h(冷坯)。 (3)粗轧机组、中轧机组采用微张力轧制，精轧机组间采用活套，实现无张力轧制。 (4)轧机选用短应力线轧机，其刚性大、轧辊轴承寿命长、辊缝可对称调节、可整机架更换，换辊时间短。 (5)16#和18#轧机平立可转换，Φ10,20mm小规格带肋钢筋产品采用切分轧制工艺生产，可用较低的轧制速度获得较高的产量。 (6)轧线粗、中、精轧机组后均设有飞剪。粗、中轧机组后的飞剪对轧件进行切头切尾，事故时还可对轧件进行碎断处理，保护轧机和方便处理事故。精轧机组后的3#飞剪可对轧件进行倍尺优化分段剪切，以减少非定尺长度和提高冷床的利用率。各飞剪均采用启停工作制，其剪切精度高、事故率低、维护量少。 (7)细晶粒螺纹钢筋控轧控冷。为了实现细晶粒螺纹钢筋的生产，全线实行控轧控冷，Φ10,40mm所有成品规格均从精轧机组轧出。在中轧机组后设有预水冷装置，用于控制轧件进入精轧机组的温度，实 - 21 - 现控温轧制。在精轧机组后设有穿水冷却装置，用于控制轧件轧后的冷却速度，使之快速冷却到相变区域，防止奥氏体晶粒快速长大。从而使出精轧机组的产品获得细小的晶粒组织，提高钢材的最终强度，改善最终产品的力学性能，并能使出精轧机的轧件具有良好的表面质 冷 坯 热 坯 量。 减定径 (8)轧后棒材在步进齿条式冷床上进行冷却，棒材冷却均匀，平辊道热送 吊运、上料 水 冷 直度好;冷床卸料装置具有排钢装置，可将下冷床的轧件等间距排列 热坯横移提升 测径 整齐，便于后部精整处理。 辊道测长 (9)车间采用高架式布置，加热炉和轧线大部分设备布置在车间切头/分段 反向剔出 加热炉加热 内标高为+5.00m的混凝土平台上。采用高架布置可减小地下土建施工 冷床冷却 量和施工难度，一些较深的设备基础基本上在地坪面以上。采用高架高压水除鳞 切定尺 布置可使车间液压、润滑站及复杂的管网和电缆等布置在平台下，不 粗 轧 仅便于施工安装，也便于今后的检修和维护。 短尺收集 台架横移 切头(尾) 3.3.2 生产工艺流程 收集打捆 中 轧 车间简要生产工艺流程如图3.3-1所示。 称 重 切头(尾) 挂牌 预精轧 入库 水 冷 发 货 切头(尾) 图3.3-1 车间生产工艺流程图3.4 孔型系统 - 22 - 本工艺方案在单线轧制时基本采用“箱-椭圆-圆”延伸孔型系统。采用该系统可以在一定程度上提高轧槽寿命和轧件的表面质量。对于Φ10,20mm的小规格带肋钢筋采用切分孔型轧制，以减少轧制道次、提高轧机生产率、节约能源。轧制孔型系统如图3.4-1所示。 图3.4-1 孔型系统图 3.5 生产线设备组成及技术性能 3.5.1 加热炉主要技术性能要求 本车间设步进梁式加热炉1座，平均小时加热能力180t/h(冷坯)，主要工艺技术要求如下: - 坯料:160(170)mm?160(170)mm?12800mm，短尺?10000mm; - 燃烧方式:甲方待定 - 炉型:步进梁式加热炉，辊道侧进料侧出; - 炉底支撑梁冷却方式:汽化冷却; - 布料方式:单排布料; - 出炉坯料断面温差?30?C，沿坯料长度方向温差?30?C; - 金属烧损率:?0.7%; - 在加热过程中，钢坯表面不能产生擦伤、划痕; 3.5.2 轧机组成及主要技术性能 本套轧机为全连续式棒材轧机，最高终轧速度为18m/s。主轧机共18架，平立交替布置，分3组，粗轧机组设有6架轧机，中轧机组设有6架轧机，精轧机组设有6架轧机。 连续式棒材轧机适合坯料单一、单重大、高速度、大产量的车间。 - 23 - 平立布置的轧机可以更好地保证产品的质量，而且为了小规格产品的切分轧制在精轧机组布置了平立可转换轧机。 本设计全线均采用无牌坊短应力线式轧机，其主要特点是: ? 轧机应力线短，刚性好; ? 轴承座采用浮动机构，承载均匀，寿命长; ? 机座结构紧凑、坚固、轧机横向刚度好; ? 采用四列短圆柱轴承，承载能力高; ? 设有止推轴承承受轴向力，并设有螺纹间隙消除机构，可进行轴向精密调整; ? 轴承座采用弹性胶体平衡，消除间隙; ? 水平和立式轧机可以互换，减少备件; ? 轧辊辊缝为对称调节，轧制线固定，操作方便; ? 立式轧机采用上传动，避免冷却水和氧化铁皮进入传动系统; ? 更换机架、调整孔型方便;水平轧机采用液压缸，立式机架使用升降机构，安全可靠; ? 机架采用整体更换，减少换辊时间;拆辊采用专用工具在轧辊间进行，操作简单方便。 - 24 - 表3.5-1 轧机主要技术性能 轧辊尺寸 (mm) 主电机 主电机 机组 轧机 机架 机架号 轧辊 辊身 功率转速 名称 规格 型式 直径 长度 kW(DC) r/min 1H 550H 短应力线 550~650 800 600 0/650/1500 2V 550V 短应力线 550~650 800 600 0/650/1500 粗3H 550H 短应力线 550~650 800 900 0/750/1500 轧 机 4V 550V 短应力线 550~650 800 900 0/750/1500 组 5H 550H 短应力线 550~650 800 900 0/750/1500 6V 450V 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 7H 450H 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 8V 450V 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 中9H 450H 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 轧 机 10V 450V 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 组 11H 450H 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 12V 450V 短应力线 410~500 700 900 0/750/1500 13H 450H 短应力线 410~500 700 1200 0/650/1300 14V 450V 短应力线 410~500 700 1200 0/650/1300 精15H 350H 短应力线 320~390 650 1200 0/650/1300 轧 机 16C 350C 短应力线 320~390 650 1200 0/650/1300 组 17H 350H 短应力线 320~390 650 1500 0/650/1300 18C 350C 短应力线 320~390 650 1500 0/650/1300 合计 18000 - 25 - 注:表中H、V、C分别代表水平轧机、立式轧机、平立可转换轧机。 3.5.3 轧线其它设备及技术性能 轧线主要机械设备包括:炉前区上料设备、切头及事故飞剪、预 水冷装置、穿水冷却装置、组合式倍尺飞剪、步进齿条式冷床、停剪 (或冷飞剪)、横移过跨台架、自动打捆装置、称量系统、收集系统， 液压润滑系统等。 3.6 设备生产能力 3.6.1 轧机生产能力计算 计算条件: 1)主轧机最大小时产量为180t/h，加热炉最大小时产量为180t/h (冷坯)。 2)成材率0.97，轧机利用系数0.95。 根据上述计算条件的不同规格的轧机生产能力及负荷见表3.6-1。 表3.6-1 轧机生产能力及负荷 轧制时间 轧机产量 成 品产品线产品轧件 轧制轧制时 纯轧间隔轧制材年产量 种 规格 数 单重 长度 速度 间 理论 实际 时间 时间 节奏 率 mm n kg/m m m/s s s s t/h t/h % t/a h/a 10 5 0.617 812.6 13 62.51 5 67.5 133.7 129.7 97 80000 616.8 螺 纹12 5 0.888 564.6 12.31 45.87 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 钢14 4 1.208 518.8 11.3 45.91 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 筋 16 3 1.578 529.5 11.54 45.88 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 - 26 - 18 2 1.998 627.3 13.67 45.89 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 20 2 2.466 508.3 11.07 45.92 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 22 1 2.984 840.1 16.22 51.79 5 56.8 158.9 154.1 97 80000 519.1 25 1 3.853 650.6 14.18 45.88 5 50.9 177.3 172 97 80000 465.1 28 1 4.834 518.6 11.3 45.89 5 50.9 177.3 172 97 40000 232.6 32 1 6.313 397.1 8.65 45.91 5 50.9 177.3 172 97 40000 232.6 36 1 7.99 313.7 6.84 45.86 5 50.9 177.3 172 97 40000 232.6 40 1 9.865 254.1 5.54 45.87 5 50.9 177.3 172 97 40000 232.6 小计 800000 4856.9 18 1 1.998 1246.4 18 69.24 5 74.2 120.8 117.2 97 25000 213.3 20 1 2.466 1009.9 18 56.11 5 61.1 146.7 142.3 97 25000 175.7 22 1 2.984 834.6 16.22 51.45 5 56.5 158.7 153.9 97 25000 162.4 25 1 3.853 646.3 14.19 45.55 5 50.5 177.5 172.2 97 35000 203.3 圆 钢 28 1 4.834 515.2 11.31 45.55 5 50.6 177.2 171.9 97 30000 174.5 32 1 6.313 394.5 8.66 45.55 5 50.6 177.2 171.9 97 20000 116.3 36 1 7.99 311.7 6.84 45.57 5 50.6 177.2 171.9 97 20000 116.3 40 1 9.865 252.4 5.54 45.56 5 50.6 177.2 171.9 97 20000 116.3 小计 200000 1278.1 合计 1000000 6135 由计算表可知，年生产100万吨产品需轧制时间为6135 h，轧机负荷率为:6135/6800，100%=90.2%。 3.7 车间平面布置及起重运输 3.7.1 车间平面布置 车间厂房由原料跨、主轧跨、成品跨组成。其中原料跨和主轧跨 - 27 - 布置在同一跨中，且与原料跨平行布置。车间总长486m，最大宽度为 245m;车间总的建筑面积(以柱列线计)为19413m。 车间布置采用高架式布置。 加热炉和轧线大部分设备布置在车间内标高为+5.00m的混凝土平台上，轧制中心线标高为+5.80m。平台下布置有铁皮沟、设备基础、液压站、润滑站、电缆桥架、各种管线、切头收集装置及各种辅助建筑设施等。其中液压站和润滑站采用开放式布置。 车间生产用坯料由热送辊道和汽车运至原料跨，成品由火车或汽车运出，油品、轧辊、导卫、备件等均为汽车运输。厂房的相关位置留有通道和大门。 车间组成及厂房参数见表3.7-1。 表3.7-1 车间组成及厂房参数 吊车轨 跨度 长度 厂房面 序号 名 称 面 备注 2积(m) (m) (m) 标高(m) 1 原料跨 24 72 1728 14.5 2 上料跨 21 96 2016 14.5 3 主轧跨 24 414 9936 14.5 4 轧辊间 21 48 1008 14.5 5 成品跨 21 225 4725 14.5 合计 19413 3.7.2 车间起重运输设备 - 28 - 在原料跨设有1台16t+16t的可旋转电磁挂梁桥式起重机，用于坯料堆存、码垛。上料跨设有1台32t的电动单钩夹钳起重机和1台10t吊钩桥式起重机，用于正常生产的上料、卸料、堆垛、上料设备维修等作业。在主轧跨设有1台20/5t吊钩桥式起重机、2台15/3t吊钩桥式起重机和1台10t吊钩桥式起重机，用于轧线设备安装维护、生产中的事故处理、换辊等作业。在成品跨设有3台12.5t+12.5t的可旋转电磁挂梁桥式起重机，用于成品棒材吊运、码垛、装车发货等作业。在轧辊间设有1台20/5t吊钩桥式起重机和1台10t吊钩桥式起重机，用于轧线设备安装维护、生产中的事故处理、换辊等作业。 车间设有3台过跨电动平车，用于物料的过跨运输。 车间起重运输设备见表3.7-2。 表3.7-2 车间起重运输设备 序 数 单 吊车名称 跨间 技术参数 备注 号 量 位 1 16t+16t电磁挂梁桥式起重机 1 台 原料跨 LK=22.5m，A7 上旋转 2 32/5t电动单钩夹钳式起重机 1 台 上料跨 LK=19.5m，A7 3 10t吊钩桥式起重机 1 台 上料跨 LK=19.5m，A7 利旧 4 20/5t吊钩桥式起重机 1 台 主轧跨 LK=22.5m，A5 5 15/3t吊钩桥式起重机 2 台 主轧跨 LK=22.5m，A5 利旧 6 10t吊钩桥式起重机 1 台 主轧跨 LK=22.5m，A5 利旧 7 12.5t+12.5t电磁挂梁桥式起重机 3 台 成品跨 LK=19.5m，A7 下旋转 8 20/5t吊钩桥式起重机 1 台 轧辊间 LK=19.5m，A6 利旧 9 10t吊钩桥式起重机 1 台 轧辊间 LK=19.5m，A6 利旧 原料跨—上料跨 10 50t电动平车 2 台 连铸—原料跨 11 20t电动平车 1 台 主轧跨-轧辊间 12 3t电动检修葫芦 10 台 各跨 13 10t抓斗起重机 1 台 旋流池 - 29 - 3.8 轧辊间 轧辊间布置在成品跨的西侧，轧辊间厂房跨度21m，长度为48m，轨面标高为+14.5m。 轧辊间主要承担下列生产任务: (1)轧辊孔型螺纹槽的加工和轧辊孔型的刻字工作; (2)机架及轧辊的拆装、轴承清洗; (3)导卫板清洗、拆装及预调整; (4)车间机械设备维修和检查时部份零星急件及返修件的加工; (5)备品备件及生产消耗件的存放。 轧辊间主要设备见表3.8-1。 表3.8-1 轧辊间主要设备表 序单 数 设备名称 功能 号 位 量 1 550短应力线轧机拆辊装置 台 1 2 450短应力线轧机拆辊装置 台 1 3 350短应力线轧机拆辊装置 台 1 用于Ø550轧机轧辊及Ø450和Ø350轧4 CA8480B轧辊车床 台 1 机轧辊表面粗、精车削及孔型车削 用于部分Ø450和Ø350轧机轧辊表面5 CA8450B轧辊车床 台 1 粗、精车削及孔型车削 6 DK7725数控线切割机床 台 1 用于孔型样板的加工 用于短应力线Ø550、Ø450和Ø350轧7 多功能数控轧辊月牙槽铣床 台 3 机螺纹孔槽的加工 8 砂轮修磨机 台 1 用于工具、刃具的修磨 - 30 - 9 轴承清洗机 台 1 用于轧辊轴承清洗，采用油质清洗介质 10 感应加热器 台 2 用于连轧机密封圈拆装时加热 用于用于Ø550轧机轧辊及Ø450和11 轧辊存放架 套 1 Ø350轧机轧辊的存放 12 轴承、导卫存放架 套 1 用于连轧机轴承及导卫存放 13 装配平台 台 1 14 钳工台 台 1 3.9车间主要技术经济指标 车间主要技术经济指标见表3.9-1。 表3.9-1 车间主要技术经济 序 指标名称 单位 数量 备注 号 一、车间产品 1 车间年产量: 带肋钢筋:,10~,40 mm t 1000000 圆钢:,18~,40 mm 二、主要基础资料 2 轧机型式及主要规格 18架单线全连续棒材轧机 3 车间设备总重量 t ~3300 其中:工艺设备 t ~2500 起重运输设备 t ~650 轧辊间 t ~120 4 车间电气总容量 kW ~31000 未计其他专业容量 其中主传动 kW 17300 - 31 - 序 指标名称 单位 数量 备注 号 2 5 车间占地面积 m19584 未包括主电室、水处理 6 车间货物周转量 运入 t 1032228 运出 t 1036152 三、设备负荷及工作小时 7 轧机额定年工作小时 h 6800 轧机负荷率 % 90.2 四、每吨产品单位消耗 8 钢坯 t 1.031 9 燃料 GJ 1.1 部分热装 10 电力 KWh 82.5 3 11 水 m20.4 新水0.7 3 12 压缩空气 Nm28 13 轧辊 kg 0.32 14 耐火材料 kg 0.3 15 液压润滑材料 kg 0.2 3 16 氧气 Nm0.01 3 17 液化石油气 Nm0.001 18 导卫、备件及消耗件 kg 0.3 五、职工人数 19 职工人数 人 ~218 - 32 - 4( 加热炉 4.1 概况 XX金属制品有限公司拟建设一条棒材轧制生产线，产品规格,25,90mm，年产量100万吨，需配置冷装170t/h，热装220t/h步进梁式加热炉一座，用于钢坯轧前加热，使之开轧温度满足工艺要求。 4.2 工艺要求和设计条件 , 加热能力:170 t/h(冷装)，220 t/h(热装，,600?) , 坯料规格:1600mm?1600mm?12800mm;170mm?170mm? 12800mm。 断面尺寸 定尺长度 短尺长度 边长偏差 对角线长度差 全长弯曲度 mm m m mm mm mm 160×160 12.8 9 ?5 ?7 ?100 170×170 12.8 9 ?6 ?9 ?100 车间所用坯料为炼钢车间提供的连铸坯，连铸坯执行YB/T 2011-2004标准。 , 加热钢种:优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、 易切钢 , 坯料入炉温度:冷装:常温;热装:,600? , 坯料加热温度:1080,1200? , 加热能力要求详见下表。 序号 钢种 代表钢号 成品产量 成材率 年加热量 加热制度 - 33 - t/a % t/a ? 1 优碳钢 20、45 24 96.5 24.87 1080,1120 2 合结钢 40Cr、20CrMnTi 40 96 41.67 1080,1120 3 冷镦钢 ML15,35 8 96 8.33 1080,1120 4 弹簧钢 50CrVA 3.2 96 3.33 1000,1050 5 易切钢 Y20 4.8 95.5 5.03 1150,1200 合计 80 96 83.23 在满足产量的要求下，同时还要满足如下加热质量要求: (1)出炉坯料断面温差?20?C，沿坯料长度方向温差?15?C; (2)加热钢坯表面脱碳层深度?0.8%; (3)金属烧损率?1%; (4)在加热过程中，钢坯表面不能产生擦伤、划痕。 3, 燃料种类及热值:高炉煤气，780?4.18 kJ/m; , 煤气接点压力要求:6,8kPa，压力波动范围控制在5%之内 , 步进梁、固定梁及立柱冷却方式:汽化冷却 , 炉型:空煤气双蓄热步进梁式加热炉，辊道侧进侧出，单排布料; , 出炉辊道面标高确定为+5.695m; , 车间采用四班三运转连续工作制，节假日及公休日不休息，额定年工作时间为6800小时。 4.3 加热工艺过程简述 - 34 - 炉前上料辊道上超长或弯曲过大的钢坯由人工剔除，合格钢坯准备入炉。 加热炉PLC根据预定的布料图，将该坯料在炉内定位。坯料定位由进料侧单独传动、变频调速的炉内悬臂辊道完成。 进料方向相对侧设有炉内缓冲器，当悬臂辊定位失效时防止坯料冲撞炉墙。 坯料在进料悬臂辊道上定位后，炉尾推钢机将坯料推到固定梁上，并通过步进梁的步进动作实现坯料在炉内的运送。步进机构除了可以步进外，还具备反向步进、抬平和踏步功能，以满足返料和待轧的要求。步进机构由液压系统驱动，具有轻抬轻放功能。当坯料到达出料区时，步进梁将坯料送到出料悬臂辊道上，由出料悬臂辊将坯料送出至轧线。 坯料在炉内经过预热段、加热段、均热段，达到轧钢工艺所要求加热温度和温差出炉，提供轧线加热合格的钢坯。 采用蓄热式热回收和换向燃烧技术，供热方式为两侧交替供热，蓄热式烧嘴全部布置在炉墙侧部，运行时一侧供热另一侧蓄热(排烟)。排烟方式为机械排烟。炉内烟气经炉两侧空煤气蓄热室、换向阀、烟管、调节阀、引风机进入钢板管烟囱，排入大气。 4.4 加热炉主要尺寸及技术性能 , 加热炉有效长度: 21100 mm (装出料辊道中心线) , 砌体长度: 22450 mm , 加热炉内宽: 12200 mm - 35 - , 砌体宽度: 13200 mm , 上加热炉膛高度: 1500 mm , 下炉膛高度: 2000 mm , 定梁滑道面: +5695mm 加热炉技术性能表 序号 项 目 单位 数 值 1 用途 钢坯轧制前加热 优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、2 加热钢种 弹簧钢、易切钢 22标准坯尺寸:170?12800;160?12800 3 钢坯尺寸 mm 4 钢坯装炉温度 ? 冷装:常温 热装:,600 5 钢坯加热温度 ? 1080,1200 6 炉子产量 t/h 额定170(冷装)，热装220 27 有效钢压炉底强度 kg/m.h 额定535 8 燃料种类 高炉煤气 39 燃料低发热值 kJ/m 780?4.18 10 单位热耗 GJ/t坯 1.254 311 额定煤气消耗量 m/h 50000 312 额定空气消耗量 m/h 37500 313 额定烟气量 m/h 80000 14 供热方式及燃烧器 两侧交替供热,蓄热式烧嘴 15 蓄热体形式 蜂窝体 - 36 - 序号 项 目 单位 数 值 16 换向阀形式 二位三通换向阀 17 蓄热室换向周期 sec 50,90 18 煤气预热温度 ? ,1000 19 空气预热温度 ? ,1000 20 步进梁冷却方式 汽化冷却 净环水100，浊环水30，事故水50， 321 冷却水消耗量 m/h 软水20 22 步进机械驱动方式 液压 步距:320(可调，最大360) 23 步进参数 mm 提升:100+100 24 步进周期 sec 32(步进周期可调) 4.5 炉子及其附属设备的工艺性能及结构 4.5.1 加热炉砌体 炉体砌筑用耐火材料和隔热材料应根据炉子不同部位的不同工作温度，选用合适的耐火材料组成复合炉衬。整个炉衬具有良好的整体性和隔热性。选用合理的耐火材料组合，保证各砌体外表面的最高温度满足国标要求。加热炉炉墙、炉顶采用整体浇注的复合砌体结构。炉底采用复合砌筑结构，步进梁孔洞为整体浇注成型。炉内水梁及立柱采用双层绝热包扎结构，该结构及选材是经过多年来在实际使用经验的基础上开发出来的，它具有耐冲刷，使用寿命长的特点。 4.5.2 燃烧系统 燃烧系统及主要设备 - 37 - 本设计采用蓄热式高温燃烧技术。燃烧系统主要包括: , 空煤气蓄热式烧嘴 , 换向阀及控制系统 , 煤气供给系统 , 空气供给系统 , 排烟系统 , 放散系统 , 烘炉点火系统 空气蓄热烧嘴和煤气蓄热烧嘴左、右相邻配置，高温空、煤气流左右斜交混合。烧嘴设有装蓄热体的门，装、卸蓄热体十分方便;烧嘴结构充分考虑了密封性，防止墙体冒火。 空煤气分段管上均设有调节阀和流量孔板，实现空煤气自动比例调节，每个烧嘴的空、煤气量可手动调节。 采用两位三通换向阀分段分侧集中控制。换向阀可采用定时换向、定温换向和超温强制换向，设阀位开闭检测信号。 4.5.3 炉子钢结构、操作平台等 炉子钢结构是由上部炉体钢结构、下部炉底钢结构组成一个箱形框架结构，用以保护炉衬、安装烧嘴、固定水梁立柱及各种炉体附件。主要由型钢和钢板组成。 为了日常操作和设备检修，保障操作人员安全、改善操作条件，需要配备与加热炉本体有关的操作平台、走廊、爬梯和栏杆。 - 38 - 4.5.4 炉门及炉门驱动设备和窥视孔 加热炉设有装料炉门、出料炉门、观察炉门、检修炉门、窥视孔等。 4.5.5 水梁 水梁和立柱是炉内主要承重件，由20,钢的厚壁钢管制成。 加热炉纵水梁设有5根固定梁;4根步进梁，可以满足9500,12000mm坯料装炉要求。水梁进入均热段后错位布置。 采用汽化冷却。 加热炉水梁采用两段式热滑道技术，根据不同加热段炉温和坯料温度，两段滑道采用不同材质、高度不一的合金垫块。 4.5.6 水封及排渣系统 加热炉步进梁立管与炉底间设置裙形水封，裙形水封浸在炉长方向的长条水封槽中，防止冷空气吸入。 在步进梁上升和前进过程中，通过水封刀及刮渣板将少量通过开孔落入水封槽内的氧化铁皮，刮向装料端，并落入炉尾的排渣槽内。 4.5.7 供排水系统及安全用水 炉子的供排水系统包括有管道和相应的阀件。 加热炉出料炉门框、进出料端炉内悬臂辊、摄像头、液压站等通水冷却设备采用净环水。该系统采用闭路循环，有压排水，在每个环路中设置有温度检测。 水封及排渣系统采用浊环水系统。 - 39 - 为了保证炉子水冷部件的用水安全，车间应设置安全供水系统，使供水不会中断，确保炉子安全生产。 4.5.8 压缩空气管道系统 压缩空气为换向阀和仪表操作提供动力源。 它是由管道、阀门、储气罐等部件组成。为安全起见，在接点后的管道上安设有逆止阀，以防止压缩空气总管压力降低时对加热炉用压缩空气的影响。 储气罐的作用是保证炉子事故状态下储备1分钟内提供, 320m/min的气量，供煤气切断阀关闭之用。 4.6 汽化冷却系统 炉内步进梁推荐采用汽化冷却，它与水冷却相比有下列优点: 1)可以产生蒸汽，供加热炉用，并可联网供厂区使用; 2)可减少出炉坯料的“黑印”约3,5?; 3)可以提高水梁寿命; 4)可以节约用水。 4.6.1基本工作原理 软水由给水泵(电动或柴油给水泵)打入锅筒内，锅筒内水面下的汽水混合物(主要是水)经下降管进入循环泵(电动或柴油循环泵)，经泵加压将汽水混合物强制打入冷却部件(炉内步进梁与固定梁)的循环管路中。泵出口汽水混合物先进入炉坑内的下联箱，控制各段循环流量(经流量计检测)，经分配进入步进梁或固定梁中(其中进出步 - 40 - 进梁的管路需经一套由旋转接头组成的柔性结构，使步进梁在运动过程中保证循环的连续性)，汽水混合物在步进梁和固定梁中吸收炉膛传给梁的热量，将梁冷却保证其强度，部分水变成高温高压的蒸汽，经上升管回到锅筒中，在锅筒中实现汽水分离，水留在锅筒中继续循环，汽则通过管路并入厂区管网中或放散掉。 4.6.2汽化冷却系统运行主要数据 , 工作压力:0.78MPa , 锅筒工作温度:174? 4.6.3设计原则与安全措施 , 汽化冷却采用强制循环，同时设置柴油机循环泵，不怕停电， 具有很高的安全可靠性。 , 提高循环倍率，增大了水梁中的循环流速，避免循环水的汽水 分层，降低了循环管路中含汽率，保证了冷却的可靠性。 , 进水管设置调节阀和流量计，保证了循环流速 , 在进口步进装置和出口步进装置的结构中加强安全可靠性 汽化冷却系统的设计、设备制造和操作，参照锅炉或压力容器有关规定执行，虽然给设计、设备制造和操作带来复杂性，但对运行的安全性却更加可靠。 4.6.4汽化冷却热力系统 汽化冷却热力系统包括给水系统、循环回路系统、蒸汽系统、排汽系统、取样冷却系统及排污系统等。 - 41 - 1)锅筒系统 各水循环回路的循环水在水梁中吸热，成为汽水混合物，经上升管回到锅筒，在锅筒中进行汽水分离，蒸汽经调压阀并入外网。在主蒸汽管上设有蒸汽流量计、蒸汽压力调节阀。在锅筒补水管上设有给水流量调节阀，以调节锅筒水位。锅筒有就地水位计和二次远程水位计(左右各一点)、高低水位报警等。锅筒内经汽水分离的循环水进入循环泵进水集管，投入下一轮水循环。 2)循环水泵 锅筒有一根下降管接至循环水泵的进水集管，循环泵房中共有3台循环泵。其中有两台电动循环泵，一用一台。另有一台柴油机循环泵，作为停电或事故时备用。每台循环泵出水管均接至循环水泵出水集管，出水集管接至分配装置。从分配装置接至水梁进水口(对步进梁要经过进口步进装置)的下降管上，均设有手动调节阀和孔板流量计，以使每根水梁的循环水量做到基本均衡。 3)水循环回路 加热炉汽化冷却共分8个回路。在每个回路的进水管上均设置有调节阀和流量计，调节每根水梁的循环水流量，以保证水梁中的循环水流速。当某一根水梁进水流量低于设定值时，即报警。经过调整，使其达到所设定的正常值。 4)主蒸汽系统 主蒸汽系统应设主蒸汽阀、主蒸汽压力调节和控制装置等。主蒸汽调节后的压力为0.7MPa?0.05MPa，以维持系统的稳定运行。 - 42 - 5)排污和疏排水系统 汽化冷却系统设有集中排污系统，设有定期排污扩容器。 汽化冷却系统的高温疏排水，均排至定期排污扩容器。定期排污 扩容器污水直接排入车间集中排水系统。定期排污扩容器的乏汽排空。 立柱排污采用手动排污。 4.6.5主要设备布置 汽化冷却锅筒布置在加热炉侧面，锅筒平台分层布置。 汽化冷却控制室与工业炉控制室合建。 4.6.6 自动化控制 锅筒压力自动控制，在主汽管上设调压阀，保证锅筒工作压力稳 定。 锅筒水位自动控制，在给水管上设调节阀，稳定锅筒水位。 4.6.7 汽化冷却用软水系统 与汽化冷却装置配套一个软水站，设一台微电脑控制的钠离子软 水发生装置，软水生成量20t/h。 4.7 加热炉机械设备及润滑 加热炉区机械设备由以下设备组成: , 装料炉内悬臂辊 , 炉内缓冲器 , 装料推钢机 - 43 - , 炉底步进机械 , 出料炉内悬臂辊 , 进出料端自由辊 , 步进炉液压系统 , 干油集中润滑系统 4.7.1 装、出料炉内悬臂辊 加热炉采用炉内悬臂辊实现侧装料，侧出料。悬臂辊为单独传动，变频调速。辊子为弧型自定位辊面，辊轴为空心水冷式，采用净环水冷却。悬臂辊由电机经齿轮减速带动辊子旋转。 4.7.2 炉内缓冲器 在装料辊道中心线、装料门对侧配有炉内缓冲器。当辊道定位失败时，钢坯冲撞炉内缓冲器，行程开关发出报警信号，通知维护人员进行维修，并停止进料辊转动。 4.7.3 装料推钢机 在加热炉装料侧设置悬挂式液压驱动推钢机，将钢坯在装料辊道上推至取料位,并将钢坯推正后实现纵向定位。 4.7.4 步进机械 炉底步进机械主要由以下几部分组成:斜轨装置、滚轮组、升降框架、水平框架、上定心装置、下定心装置、水平缸、升降缸等。 步进机构为两层框架式结构。设有4套定心装置。步进机构的传动方式采用液压传动和双轮斜轨机构。上层为平移框架，由平移油缸 - 44 - 实现平移动作;下层为升降框架，由升降油缸实现升降动作。 所有的滚轮和油缸铰点都采用干油集中润滑，以保证设备的性能和寿命。 设计有安全锁定装置，每个斜轨下部设安全止挡，可方便地更换滚轮组和液压缸。 步进机构步进参数 步距:320(步距可调，最大360) 上升:100mm(以固定梁滑道表面为基准) 下降:100mm(以固定梁滑道表面为基准) 步进动作周期:36sec 步进机构功能 :前进、后退、上升、下降;轻抬轻放;抬平;踏步。 4.7.5 进、出料炉门口自由辊道 输送坯料入、出炉，起调节辊距作用，辊子为耐热铸铁，支座在炉门侧的钢结构上。辊身名义直径与入炉辊道和炉内悬臂辊相同。 4.7.6 炉区液压、润滑系统 炉区设一套独立的液压系统，为炉子机械的动作提供动力。液压站系统由下列几项构成: 1)油箱 有效容积为5000升，材质为碳钢。 - 45 - 系统正常工作时油温为35,50?，通过循环冷却系统进行油温冷却，油温低于20?时，自动启动电加热器以提高油温。 2)主泵系统 液压站配有四台恒压变量柱塞油泵，三台工作，一台备用。 3)阀组 步进梁升降及横移采用比例换向阀,轻抬轻放,启动停止进行缓冲。 4)循环冷却过滤系统 系统设计中设有独立一套冷却过滤系统。过滤器带有发讯装置，当压差超过设定值时发出声光报警，并可在正常工作状态下更换。 采用一套电动集中干油润滑站对炉子区机械设备的各润滑点进行自动集中给脂润滑。 4.8 加热炉工业电视系统 为满足生产自动化控制和管理的需要，在加热炉进出料端各设置一套炉内内窥型高温彩色工业电视。 炉内内窥型高温工业电视设备的应用可连续24小时观察炉内燃烧情况、钢坯加热情况及装钢、出钢情况，以代替人工现场观察、极大地改善工人的工作条件、提高工作效率，对保证产品质量和生产安全起到重要的作用。 高温工业电视系统主要由摄像机、特种防护罩、控制盘、水冷风扫装置、传输电缆和19"彩色监视器等设备组成。摄像机采用水冷探头式，当装置发现停电、停水、停气或超温等异常突发事故时均能自动 - 46 - 将摄像机从炉壁中退出。 4.9 加热炉自动化控制 加热炉自动化包括仪控和电控两部分。该控制系统主要由PLC和工作站及服务器组成。 L0部分包括:炉区的现场检测仪表、变送器、限位开关、各种编码器、光电器件、传动装置等现场检测和执行设备及辅助器件。 炉区L1系统包括:仪表/电气基础自动化的PLC、HMI、工业网络和现场总线、基础自动化的控制软件。它完成加热炉的燃烧自动及优化控制，步进梁运动控制，液压站控制、推钢机控制、辊道速度控制及其他功能。以满足钢坯加热和轧钢系统的生产要求。 4.9.1 加热炉仪控系统 加热炉仪控PLC系统完成对生产过程中各种参数、数据的采集，输入输出信号的变换、处理、显示、记录、累积、运算、联锁报警、回路控制、逻辑控制等功能。 采用HMI客户机屏幕显示的方式，显示各监视、控制所必须的各种操作、监视画面。操作人员通过HMI客户机上的总貌画面、流程画面、趋势记录、报警、操作等画面的观察分析，使用计算机键盘、鼠标进行操作。报表及报警可通过打印机打印。 主要检测、控制项目有:炉温检测控制、换向阀前烟温检测控制、净环水回水温度检测、空煤气流量检测控制、炉压检测控制、空煤气压力检测控制、换向阀控制、汽化冷却系统检测及控制等。 在加热炉生产过程中，为保证安全生产，防止意外事故，仪控系 - 47 - 统设置必要的报警、联锁逻辑控制功能，确保加热炉的正常生产。 4.9.2 顺序控制内容 控制范围为1座加热炉本体设备、加热炉机械设备(装、出料炉内悬臂辊道、装料推钢机及装、出料炉门)及加热炉液压站、鼓风机、引风机等的电气设备(包括低压供配电设备、电气传动装置、基础自动化系统硬件设备及配套软件、操作设备、检测器等)。全部控制均在PLC上完成。 主要功能: , 坯料上料辊道区的测长称重，不合格坯料的剔出; , 步进机构控制，控制步进机构的加速减速，步进、踏步、抬平 等动作; , 进料炉门升降控制，根据进炉悬臂辊道上钢坯情况和炉外辊道 上钢坯是否准备好，控制进料炉门的启闭; , 入炉悬臂辊道控制，根据炉外钢坯测长数据，完成入炉钢坯定 位; , 炉尾推钢机控制，将悬臂辊道上已定位的坯料推到固定梁上; , 出钢炉门控制，当需要出钢时或钢坯尾部已送出加热炉时，控 制出钢炉门的启闭; , 加热炉进料、步进动作的手动/半自动/自动工作方式选择; , 全炉坯料的跟踪 , 助燃风机控制; - 48 - , 引风机控制; , 液压站控制; , 炉区与轧线的联锁; , 汽化冷却设备控制 加热炉设备操作分二处完成，另设若干个现场操作点。现场操作点正常生产中禁用。 设备的自动、手动操作、显示，通过仪控室操作台及PLC的操作站实现。现场操作箱，正常生产时禁止使用。 4.9.3 加热炉供配电及传动 炉区供配电设施供应一览表 序号 名 称 数量 功率kW 功率合计kW 电压V 备注 1 炉内装料悬臂辊 8 5.5 55 AC380 变频调速 2 炉内出料悬臂辊 9 5.5 49.5 AC380 变频调速 3 鼓风机电机 2 200 400 AC380 变频调速 4 引风机电机 2 250/200 450 AC380 变频调速 5 液压站主泵电机 4 75 300 AC380 3+1 6 液压循环泵 2 5.5 11 AC380 1+1 7 液压站电加热器 4 3 12 AC380 8 干油站 1 1.5 1.5 AC380 9 汽化冷却循环泵 2 110 220 AC380 1+1 10 汽化冷却给水泵 2 30 60 AC380 1+1 11 炉区照明 1 ,15 15 AC380 - 49 - 序号 名 称 数量 功率kW 功率合计kW 电压V 备注 12 计算机电源 1 10 10 AC380 13 其它 1 30 30 AC380 合计 1614 低压负荷(AC380V)由车间低压配电室分数回路供电(电缆引入)。所有进线电源在车间低压配电系统中均应为两路，两路电源的相互切换在车间低压配电系统中完成。低压侧电容补偿由车间配电室完成。炉区负荷总装机容量约1380kW。 炉区配置一台UPS(5kVA)，提供炉区计算机系统的安全供电。 炉区机械传动分变速传动和恒速传动，变速控制的机械均采用交流传动及变频调速。(加热炉配置以太网口同主轧线连接) 系统接地 , 接地标准 接地系统采用TN-C-S系统。炉区接地系统与主厂房接地系统相连。 , 设备接地 设置计算机系统接地、电气设备工作接地、保护接地，和主厂房共用接地，以保证电气自动化系统可靠工作。 4.10 环保及安全措施 4.10.1 环保 , 加热炉风机进风口配消音器。 - 50 - , 风机、烧嘴等凡是有声源的装置其噪声均符合GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》。 , 炉子砌体采用复合绝热措施。炉墙外表面温度应符合GB/T3486-93规定的工业炉窑外表面最高温度的要求。 , 炉用冷却水，无任何有害物质，符合《钢铁工业水污染物排放标准》。 , 加热炉采用蓄热换向式燃烧，其特点是火焰形成扩散燃烧、燃烧完全、温度均匀、NOX浓度低。 , 蓄热式加热炉排放的污染物浓度满足GB9078-1996《工业炉窑烟尘排放标准》、国家环境保护排放标准GB3095-1996中对应的二类地区要求。 4.10.2 安全措施 , 工业炉用各种介质管道的刷色和符号按照GB7321-87《工业管路的基本识别色和识别符号》执行。安全标志按GB2894-1996《安全标志》执行。 , 煤气总管设置煤气快速切断阀，防止由于停电、违规操作等造成煤气或空气低压，造成煤气管道回火(煤气低压)或煤气进入空气管道(空气低压)形成爆炸浓度混合气体。 , 吹扫、放散系统:开炉时，将氮气接入煤气管道，吹扫煤气管道中的空气，防止煤气进入时管道中形成达到爆炸浓度的混合气体;停炉时，吹扫煤气管道中的煤气，防止煤气管道中残存煤气泄漏。吹扫气体通过放散系统放散，放散管接至各煤气管道末端，放散管放散高度高出周围10m内最高建筑屋面4m。 - 51 - , 净环水系统与浊环水系统通过自动切换阀相连接，当净环水断水时，浊环水自动投入到净环水系统，确保炉内水冷件安全。 , PLC采用UPS备用电源供电。当设备故障或自控失调时，自动报警，相关设备动作联锁。 , 高差超过1m的平台，四周设安全栏杆，地坑加盖板。 , 在空气管道末端设防爆装置，煤气易外溢处设置警告牌。 , 加热炉主要操作区设有CO报警装置。 , 在检查维修处有被卷入或危及安全的回转体的突出物周围应设置安全罩;人可能接近，而又有堕落危险的开口处，应设置盖板或安全栏杆;在机械传动的裸露部位须设安全栏杆和安全罩。 4.11 能源介质要求 1)燃料 , 燃料种类:高炉煤气 3, 热值:780?4.186kJ/m , 接点压力:6000,8000Pa 3, 接点流量:60000m/h 2)管道吹扫用氮气 , 纯度:99.99% 33, 平均流量:900 m/次;最大流量:1000 m/次 , 压力:0.1MPa - 52 - , 吹扫时间:每次,30min，开炉、停炉时用。 3)压缩空气 (1)气动机构用气 换向阀和装出料炉门均采用压缩空气为动力源。 3, 流量:4m/min , 压力:0.5,0.7 MPa , 要求:无油，除水 (2)仪表用气 , 压力:0.5,0.7 MPa 3, 流量:1m/min , 要求:杂质颗粒不大于5um 含油量不大于15ppm 露点不大于15? 4)冷却水 (1)出料炉门框和炉内悬臂辊等设备用净环水 3, 流量:100m/h , 压力:0.4,0.45 MPa , 温度:?35? (2)水封槽用浊环水 - 53 - 3, 流量:30m/h , 压力:0.3MPa , 温度:?35? (3)事故水(安全水) 3, 流量:50m/h , 持续供水时间:约2小时 5)设备供电和环境照明电源 , 电机，三相交流电，380V，50Hz , 控制电源，单相交流电，220V，50Hz , 仪表电源，单相交流电，220V，50Hz 装机总容量:1620kW - 54 - 5( 辅助设施 5.1 供配电系统 5.1.1 概述 本工程设计范围为棒材轧机生产线、水处理设施以及与棒材配套 的生产辅助设施。 主要设计内容:高低压供配电及轧线传动、PLC系统。车间的总 进线电缆的外线设计由甲方负责。 5.1.2 供电电源 本车间高压供电电压为35kV，由35kVXX变电所二段不同母线分 别引一路电源，专线向本车间供电。 10kV系统主接线采用单母线分段接线形式。 5.1.3 设计基础数据 粗轧机机组:5架，电动机 3×700+2×900kW; 中轧机机组:6架，电动机 6×900kW; 预精轧机组:6架，电动机 6×900kW; 精轧机机组:3架，电动机 2×1500+1×300kW; 年产量:80万吨; 装机容量:33092kW。 5.1.4 负荷计算及年耗电量 本工程计算负荷为: - 55 - 有功功率:Pjs=19272kW; 无功功率:Qjs=8874kVar; 视在功率:Sjs=21217kVA; 功率因数:cosφ=0.91; 7年耗电量:4.3×10kWh。 全厂电力负荷详见表5.1-1。 表5.1-1 电力负荷计算表 名称 装机容量 P30(KW) Q30(KVAR) S30(KVA) 功率因数 主传动 18000 14400.00 4608.00 15119 1,4飞剪 1806 1083.60 812.70 1353.50 主电室 11185.5 5463.85 3920.09 6723.64 水处理 2100 1290.40 967.80 1613.00 合计 33091.5 20947.45 9340.79 22935.69 考虑同时系数 0.92 0.95 补偿前 33091.5 19271.65 8873.75 21216.51 0.91 补偿后 33091.5 19271.65 6873.75 20460.82 0.94 5.1.5 供配电系统中性点接地方式 10kV系统采用中性点不接地系统; 380/220V低压动力、照明系统采用中性点直接接地系统。 - 56 - 5.1.6 供配电电压等级 供配电电压等级: 高压供配电电压:AC 10kV; 低压动力电压:AC 380/220V; 传动系统供电电压:AC 690V/380V; 飞剪系统供电电压:DC 660V; 照明电源电压:AC 220V; 控制电压:AC 220V，DC 220V，DC24V; 检修照明电压:AC24V。 5.1.7 供配电方案 根据全厂总图布置及用电(设备)负荷的分布情况，轧钢车间共设置两个电气室:加热炉区电气室(ER1)，主电室(ER2);水处理中心泵站设一个电气室。 (1)主电室(ER2) 在轧机区设置主电室(ER2)，在主电室内拟设置10kV配电装置一组，两路电源来自10kVXX变电所二段不同母线，该10kV系统采用单母线分段运行方式。两段母线间设置联络开关，正常情况下联络开关打开，两段母线分别独立运行。当其中任何一路发生故障或检修时，联络开关闭合，由另一路提供全部电源。 车间10kV高压供电系统图见附图。 - 57 - 主电室设整流变压器8台(1600~4800 kVA)，负责向主轧机、飞剪电机及辊道等辅传动供电。 主电室设动力变压器4台(2x1600kVA、2x1250 kVA)及若干低压柜，负责向主车间、轧辊间提供所需的动力电源。低压柜采用2路电源、2段母线供电方式，2段母线之间设联络开关。正常情况下联络开关打开，两段母线分别独立运行。当其中任何一路发生故障或检修时，联络开关闭合，由另一路提供全部电源。 由于主轧机电机的传动设备采用交流调速系统，产生的谐波电流较大。因此，拟在轧机主电室I段10kV母线上设置一套谐波滤波装置，并兼作功率因数补偿，补偿后功率因数达0.92以上。 (2)加热炉区电气室(ER1) 加热炉区电气室内设干式变压器2台(1600kVA)及若干低压柜，负责向加热炉、炉区提供所需的动力电源。 (3)水处理电气室(ERW) 在水处理中心泵站拟设置一个电气室。电气室内2台1600 kVA的动力变压器及一组低压柜，负责向中心泵站、旋流池及稀土磁盘系统等用电负荷供电。其高压侧电源引自主电室10kV母线段，低压柜采用2路电源、2段母线供电方式，2段母线之间设联络开关。正常情况下联络开关打开，两段母线分别独立运行。当其中任何一路发生故障或检修时，联络开关闭合，由另一路提供全部电源。 5.1.8 安全供电及保安措施 本车间的用电负荷为二类负荷，为了保证其轧机生产线生产的连 - 58 - 续性和稳定性，采取下列安全供电措施: , 供电电源:棒材车间10kV两路电源引自10kVXX变电所二段 不同母线，当其中任何一路发生故障时，通过母联开关手动切 换至另一路系统而保证供电。 , 计算机及基础自动化控制系统:采用带蓄电池的不间断电源 UPS供电，保证供电的可靠性。 , 高压供配电操作及控制系统:本车间10kV开关柜操作及指示 电源采用带蓄电池及充电装置直流电源。 , 保安电源:保安电源是指在工作电源事故停电时提供满足安全 停产所需要电力负荷的电源。本工程的保安负荷主要是加热 炉。根据本工程的供电电源情况，加热炉由两路电源供电，该 两路电源分别来自主电室10kV高压系统两段不同母线。 , 事故照明:正常供电电源停电时，采用充电式照明灯进行事故 照明。 5.1.9 高压设备微机综合保护及监控系统 本工程的10kV配电装置拟采用微机综合保护及监控系统，对高压配电设备进行保护和监控。 采用微机综合保护及监控系统取消了传统的继电保护继电器，使继电保护的整定以及继电保护形式的变更更加容易，简便，准确;取消了传统的信号屏、操作屏，减少了占地面积，利用计算机在画面上实现了遥测、遥信、遥控、遥调等功能，使跳、合闸、信号监测、报警更加直观，简便，易学、易懂、易操作。并增加了以前所没有的许 - 59 - 多重要的功能，如打印、事故追忆、记录、系统安全措施、负荷预测等等。数据的采集和传输应用了现场总线技术，大大地减少了控制电缆的数量。 5.1.10 电气室的设置 根据生产工艺设备用电负荷分布情况，本工程需设置3个电气室，各电气室内安装各区域供配电设备、电气传动设备、自动化控制设备具体名称如下: 加热炉区电气室:(ER1) 主电室:(ER2) 水处理电气室:(ERW) 5.1.11 供配电主要设备选型 10kV动力变压器:S11，全密闭，油浸自冷; 10kV开关柜:真空断路器为国产优质产品，额定短路开断电流40kA，金属铠装中置式; 低压配电柜:GGD型固定式，元件为国产优质产品。 现场动力配电箱/盘:XL21。 5.1.12 电气照明 1)照明电源、电压等级和允许电压损失 本工程照明电源取自动力变压器。接地方式采用TN-C-S系统。主厂房灯具采用交叉供电方式，保证一路电源故障时，有一半的照明灯具点亮。 - 60 - 照明电源电压为AC380/220V，AC24V，50Hz。 照明允许电压损失不低于下列数值: 主要生产车间和对视觉要求较高的场所为95%; 道路照明为90%; 远离变电所的辅助建筑物，辅助车间等小面积工作场所可按95%考虑，若难以满足时，则不应低于90%; 气体放电灯的电源线路设计，应考虑光源功率因数的影响。 2)照明光源 照明光源按节能，寿命及显色性等要求选用，一般可按以下原则确定: 对灯具悬挂高度比较高的场所，应采用发光效率高、显色性能好和寿命长的照明光源(如:金属卤化物灯ZJD等)。 对露天工作场所及道路照明，采用高压钠灯(NG)或显色改进型高压钠灯(NGX); 对灯具安装高度较低场所，户内外各层平台、通廊、走道等的照明采用带反射型灯泡的钠灯(NGF)。 办公室、控制室、电气室、计算机室等场所采用荧光灯。 考虑照明光源的使用寿命，对气体放电灯的容量不宜超过400W，荧光灯的容量不超过40W。 3)灯具型式的选择与安装 - 61 - 车间照度的确定，按照GB50034的规定设计。 选择灯具型式应按生产要求、环境特点、照度标准等条件来选择灯具型式。对安装在厂房内的悬挂式灯具，要考虑起重机工作时的震动会引起的灯具脱落，所以对灯具需采取减震措施。对高温区域需采取防止气流影响而引起的灯具晃动措施。 灯具型式应根据视觉工作要求，综合考虑灯具的照明技术特性和长期运行的经济性，应尽量采用效率较高的灯具。 对生活设施的灯具也同样按照环境特点和工作要求设置，如会议室，主控室要适当注意美观。对电气室或有危险发生等场所的出入口处，应装设有指示出口方向的应急灯。对空间低矮场所的灯具，应选用有防护外罩的灯具。对潮湿场所和露天安装的灯具，应选用有防水功能的灯具。 除环境良好的生活设施外，选用的灯具外壳一般带有接地螺栓。 4)照明的控制 对大面积的厂房照明的灯具一般均在照明配电箱上集中控制。 对较大的电气室、主控制室等应在每一进门处，都装设局部开关，来控制室内一部分灯具，并尽可能避免用同一相线路来控制室内的全部灯具。 对电气室、控制室、办公室和生活用房内，可根据不同要求装设插座。 5.1.13 电线、电缆的选择与敷设方式 1)电线、电缆的选择 - 62 - 本工程采用的电线、电缆是指厂区内不同电压等级的配电线路以及电气设备(如电动机、配电柜)之间的连接线。可按以下原则选用: (1)电线、电缆的芯线材质采用铜质。 (2)常用的电线、电缆按下表中所列选用: 电线、电缆 KVV KVVP DJYVP YC 型号 YJV VV BV KVVR KVVRP DJYPVP YCW 用途 10kV线路 ? 380V动力线路 ? ? 380/220V照明线路 ? ? 控制线路 ? ? ? 通信、信号线路 ? ? 移动设备线路 ? 接地线路 ? 注:表内符号“?”为建议采用的型号 (3)选用电线、电缆时应考虑周围环境温度，环境条件和敷设方式等因素。 (4)在对移动设备供电和有振动的场所采用软电缆。 (5)选择芯线截面时需考虑电压降和敷设条件引起载流量降低等因素，对高压电缆还需考虑发生短路时的热稳定，并根据短路电流计算来选择最小截面。 (6)电气设备的控制回路受到静电干扰或电磁干扰将不能正常运 - 63 - 行时，应选用有屏蔽功能的控制电缆。 (7)电线、电缆的芯线最小截面，不宜小于下列数值: 2动力用低电压电线、电缆，铜芯:2.5mm; 2照明用电线、电缆，铜芯:1.5mm; 2供配电系统控制用电线、电缆，铜芯:1.5mm; 2控制系统用电线、电缆，铜芯:0.75mm; 2电流互感器二次回路，铜芯:2.5mm; 2移动设备用电缆，铜芯:2.5mm。 (8)对于变频传动设备选用专用的变频动力电缆。 2)电线、电缆的敷设方式 车间内电缆的敷设方式，一般采用以下几种方式: (1)建筑物内电缆敷设采用以电缆夹层、电缆沟、5米平台下为主，并结合电缆桥架沿建筑物敷设的安装方式，除单芯电缆可品字型敷设外，所有动力电缆不宜叠放敷设，自电缆桥架至配线目标设备的电缆采用穿钢管敷设方式。 (2)对电缆室和电气室内的电缆通路主要采用电缆桥架敷设，电缆桥架采用防腐的电缆桥架。 (3)对照明支线一般采用穿钢管的敷设方式。 (4)主电室、各电气室、变压器室、电缆夹层等处按规定设置火灾检测报警系统并与有关的通风及消防系统连锁，在上述各处还设置 - 64 - 必要的消防设施和阻燃设施。 5.1.14 防雷 1)建筑构物防雷 车间防雷按第三类工业建筑物进行设计。为使本项目的车间以及辅助房子等建筑物(含构筑物)防雷设计采取防雷措施，以防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，防雷措施确保安全可靠、技术和经济上合理性。 (1)利用车间建筑物金属屋面作为接闪装置。 (2)利用柱基、柱子、屋架梁、屋面中所有钢筋或钢结构作为引下线。 (3)将车间的柱基、柱子、梁架、屋面中钢筋或钢结构连结成等电位。 (4)对室外的高大构筑物均按要求进行防雷设计。 (5)接地极见接地篇。 2)电气系统防雷 在高压供配电系统中，每段母线上都安装了避雷器，防止高压系统中串入感应雷电过电压; 3)控制系统防雷 本项目中的在控制系统防止雷击过电压防护中，设计是按整体来考虑，防雷系统由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空 - 65 - 间内所产生的电磁效应。 5.1.15 接地 1)工作接地 低压动力二次侧中心点采用中性点直接接地的TN-C-S系统，变压器中性点通过接地干线与接地极连接，其接地电阻要求小于4Ω;对距离负荷中心(变压器)大于50m的辅助车间或动力配电箱等用电设备必须进行重复接地，重复接地电阻要求小于10Ω。 接地极材料一般采用镀锌角钢，对计算机等的接地极也可采用铜板或铜棒。接地干线材料一般采用镀锌扁钢，也可以根据需要采用绝缘铜导线或裸铜母线。电气室内的接地干线一般是闭合环形连接。 接地干线和接地极的连接点应设置接地电阻测定箱，用以测定接地极的接地电阻。 2)保护接地 对所有电气设备或电气装置正常不带电的金属部分和金属外壳均应可靠接地，要求接地电阻小于4Ω。 防止变电所的母线过电压的避雷器接地，要求接地点尽量靠近被保护设备，要求接地电阻小于10Ω。 3)防静电接地 对重油罐、煤气罐、室外煤气管道、氧气管道、氢气管道、重油管道等的接地，要求接地电阻小于100Ω，上述管道工程每隔80-100m还应设防静电接地，每次接地电阻不应超过100Ω。 - 66 - 4)防雷接地 对建筑物、构筑物的防雷措施和接地要求，应按GB50057-94，《建筑物防雷设计规范》进行设计。 5)自动化控制系统及检测设备工作接地 对于自动化控制系统及检测设备工作接地，应按设备供货商要求进行接地设计。对于所有无特殊要求的自动化控制系统及检测设备，工作接地、安全保护接地、防雷接地等几种接地可共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定。控制系统接地电阻值通常应小于1欧姆。 5.1.16 电气设施防灾 1)防止火灾危害的措施 (1)火灾报警装置 在电气室内的高压配电室、有可燃介质的电容器室、低压配电室、传动设备室、PLC控制室、计算机室、变压器室、操作室、电缆室(电缆夹层)等设置火灾自动报警系统。并根据不同情况选用合适的探测器。 火灾报警系统与强制通风或集中空调系统设有联锁，一旦发生火灾应自动停止风机和空调。 (2)防止电缆延燃措施。 , 按GB50414的防火分区规定进行防火分隔。 , 选用阻燃型电缆(根据具体情况选用氧指数在30以上的电缆)。 - 67 - , 电缆穿过电气室的电缆竖井、墙壁、顶棚及楼板时，应用防火 堵料封堵。 , 由电缆夹层接入电气室内电器设备下部的电缆，应涂刷1m以 上的防火涂料，并用耐火材料板和耐燃堵料将电缆进出口处的 孔洞封堵。 , 敷设电缆的路径应尽可能避开有灼热钢水通过的场所，以防故 障时泄露的钢水损坏电缆，无法避开时，应有耐火材料制作的 防护措施。 , 电缆穿过防火分区时，应进行有效的封堵，桥架应选用阻燃桥 架，并在电缆通过防火分区两侧1米处涂刷防火涂料。 (3)电气室(范围内)按GB50414设置自动灭火系统。 (4)电气室(范围内)、操作室按规定设置用于扑灭电气设备产生火灾的移动式灭火设备。 2)防止水害的措施 进入地下电缆室的户外电缆入口处，台阶提高到地下水位之上，如确有困难，应采取阻水措施。敷设电缆时保护管口端处，如果是高压电缆可采用专用橡胶止水圈，如果是低压电缆一般采用防水堵料。 有地下水渗入的地下电气建筑物，应设置集水井等措施，对地下室一般安装自动排水泵排水。 对不是电气室本身使用的水管不准进入电气室，对必须进入电气室的水管不允许架设在电气设备的顶部。 3)防止振动及地震危害的措施 - 68 - 本工程按地震烈度VI度设防。 所有的电气设备、都必须牢固地固定在基础上，对必须整体拆卸检修的电动机、变压器等应采用螺栓固定。母线与变压器的连接要用软连接。 用于有振动场所的电气设备，其部件应有防、减振措施，如指示灯采用插口连接、继电器和仪表加软垫、安装在有起重机厂房顶部和柱子上的灯具要有减振措施。对有防震要求的设备应在订货技术书中注明。 5.1.17 节能和环保 1)节能 为了贯彻国家节能的产业政策，电力变压器、照明灯均采用节能型号产品。 本项目设置了功率补偿装置，基本装机工作负荷经计算后，功率因数cosΦ = 0.91。补偿后功率因数cosΦ = 0.94。保证了本项目用电的供电电网的输电能力，供电网络损耗减小，电压降幅得到抑制。 在工艺设备设计中选用变频调速装置，根据生产工况调节电机转速，达到节能效果。 2)环保 在本车间高压供电系统中，根据国家供电法规，设置了谐波滤波装置。抑制和减小感性(非线性)负荷引起的电压波形畸变、谐波电流的产生导致的用电设备效率降低、加速电力电缆的老化、对继电保护的影响、对通讯线路电磁干扰。 - 69 - 基础自动化系统中，控制电缆采用了屏蔽型电缆，以提高了抗干扰性能。 主传动变频调速装置输出电缆，采用了电力变频电源电缆，以降低电磁兼容性的辐射性能。 5.1.18 通风和空调 在本工程中，考虑到环境对设备运行中的影响，作出了如下要求和设施，以确保设备正常运行和工作。 1)高、低压配电室的最高温度一般不超过35?。采用机械通风方式或空调方式。 2)对传动控制室的最高温度不宜超过30?。采用空调方式。 3)对有人工作的主控制室、操作室、值班室、计算机室、PLC室、办公室等，按人体通风要求，一般在16~28?。采用空调方式。 4)对油浸变压器室的排风温度不大于45?，进风和出风的温差不大于15?，有良好的自然通风，对自然通风达不到要求温度时，安装排气扇强制排风。 5)电缆室(夹层)的温度不宜超过40?。采用机械通风方式。 6)电气室中除经常有人值班的房间外，不考虑设置采暖设施，遇到冬季长时间停产检修时，用户可采取临时加热措施，以保持上述房间在0?以上。 5.1.19 各变电所、电气室 各变电所、电气室的建筑面积见下表。 - 70 - 表5.1-2 电气室建筑面积表 序号 名称 建筑面积 备注 21 加热炉区电气室 20×10m 单层结构 22 主电室 84×15m 三层结构 24 水处理电气室 17×14m 单层结构 5.1.20 电气主要设备表 表5.1-3 主要供配电设备表 序 电气室名称 设备名称 技术规格 单位 数量 号 干式变压器 1600kVA，10/0.4~0.23kV 台 2 炉区电气室 1 低压柜 固定式 组 2 (ER1) 辅传动柜 交流 组 1 4500/4800 kVA， 整流变压器 台 5 10/0.69kV 整流变压器 2000 kVA，10/0.66kV 台 1 1600/2000 kVA， 整流变压器 台 2 10/0.4kV 主电室 动力变压器 1600kVA，10/0.4~0.23kV 台 2 2 (ER2) 动力变压器 1250kVA，10/0.4~0.23kV 台 2 金属铠装手车中置式， 高压开关柜 面 29 10kV 直流合闸电源 微机控制铅酸免维护型 套 1 微机控制装置 套 1 - 71 - 序 电气室名称 设备名称 技术规格 单位 数量 号 主传动柜 交流 组 5 辅传动柜 交流/直流 组 5 低压配电柜 固定式 组 2 水处理电气室动力变压器 1600kVA，10/0.4~0.23kV 台 2 4 (ERW) 低压配电柜 固定式 组 1 注:表中所列设备不作订货依据，仅作项目投资估算之用 5.2 传动与基础自动化 5.2.1 概述 轧机传动电机全部采用国产交流电机。其中轧机主传动采用AC690V交直交变频电机，飞剪采用660V直流电机，其它辊道等辅助设备变频传动电机和恒速传动电机为AC380V。 辊道电机设辊道电机保护配电箱，每台电机由一个开关保护。 5.2.2 主传动装置选型 本工程拟采用西门子公司的最先进的6SE70、G120 系列产品，轧机主传动采用整流单元，制动单元，制动电阻+逆变器构成公共直流母线传动方式，所有传动与上位机采用Profibus-DP通讯。 G120系列产品具有模块化设计，由多种不同功能单元组成的模块化变频器，具有广泛的工业应用价值。G120具有友好的操作界面，大大节约了设计和调试时间，创新的硬件和软件设计理念使其可以处理各种复杂的驱动任务，并具有0.37-200KW的超宽功率范围。 - 72 - G120是全数字变频装置，所有的控制、调节、监控及附加功能都 由微处理器来实现。根据设备控制要求，可采用V/F控制或矢量控制 方式。调节系统可软件组态，给定和反馈为数字量。G120全数字变频 装置的主要特点如下: , 紧凑式设计 , 16位微处理器来进行控制和调节 , 根据应用，单象限或四象限运行 , 带有数字显示器的参数设定单元 , 基于Windows 的组态调试软件 , 多种通用网络接口及串行通讯接口 , 数字、模拟输入输出接口 , 数字/模拟速度传感器接口 , IGBT逆变单元 , 具有电流调节器、速度调节器自动优化功能 , 具有完善的故障诊断、报警、显示和保护功能 变频传动系统主要有以下几部分组成: , 进线断路器 , 整流单元 , 公共直流母线 , 制动电阻 - 73 - , 逆变单元 , 出线电抗器(成组负载) 整流器性能说明 整流单元采用可控硅整流器，只具有整流功能，无回馈功能。采用直流环节接入制动电阻的方式吸收回馈能量。 逆变器性能说明 6SE70系列变频传动核心模块是交直交PWM型调速控制装置，其逆变功率器件采用IGBT，由于IGBT功率器件具有良好的高频特性，调制的载波频率可以设计得很高。高的载波频率既改善了低频特性，又降低了装置运行时的噪声。 逆变器的保护功能: , 过电流时的保护脉冲触发功能 , 过负荷电子保护 , IGBT模块温度直接监控 , 过压保护 电动机保护功能:(某些功能成组传动无法实现) , 过电流保护 , 过热保护 , 过压保护 , 超速保护 - 74 - , 失速保护 , 接地保护 状态显示功能: , 故障、报警 , 超速 , 电机过负荷 , 过电流 , 直流环节电压故障 , 直流环节熔断器故障 , 风机故障 , 接地故障 系统诊断信息: , 逆变单元 , 控制单元 , 通讯接口 , 频率实际值 , 运行状态 通讯功能: , 速度给定 , 控制字 - 75 - , 实际速度和转矩 , 系统报警信息 5.2.3 辅传动装置选型 辅传动均采用西门子SINAMICS G120 系列产品。 SIEMENS公司的6RA70系列产品是全数字直流调速装置，所有的控制、调节、监控及附加功能都由微处理器来实现。调速方式为速度/力矩双闭环控制(带速度反馈脉冲编码器)。调节系统可软件组态，并可选择给定值和反馈值为数字量或模拟量。通过PROFIBUS网实现与PLC的通讯。主要特点: , 16位微处理器来进行控制和调节 , 带有数字显示器的参数设定单元 , 基于Windows 的组态调试软件 , 多种通用网络接口及串行通讯接口 , 数字、模拟输入输出接口 , 数字/模拟速度传感器接口 , 装置可自动适应45-65Hz的电源频率范围。 , 主回路由三相全控桥组成，可弱磁调速。 , 具有电流调节器、速度调节器及磁场调节器自动优化功能,调 试方便。 , 有完善的故障诊断、报警、显示和保护功能。 逆变器过载能力: - 76 - 1.8*电机额定电流。 变频器过载能力: 重载(HO) 5.2.4 电抗器配置说明 本工程中下列装置配置电抗器: , 整流器进线侧配置进线电抗器; , 书本型逆变器(?107KW)均配置输出电抗器; , 辊道类负载均配置输出电抗器; , 其他装置根据实际情况配置输出电抗器。 5.2.5 基础自动化 由于自动化控制水平的高低与产品质量的优劣有着密切的关系，而且与生产效率、成材率及安全生产亦有着紧密的联系，为此在本工程中考虑采用成熟的、具有当今世界先进水平，符合现代自动控制系统发展方向，又满足实际需要的二级自动化控制系统。 1)硬件 系统主机: 西门子公司性能优秀的CPU，CPU选型能完成控制要求并有足够的裕量。 分布式IO站: 采用分布式IO，IO站与主机采用网络通信，就地站数量、数字输 - 77 - 入数量、数字输出数量、模拟输入数量、模拟输出数量及特殊模块数量保证有20%的裕量。 笔记本编程器: 流行配置，含操作系统、编 程 软 件、连接PLC的接口。 PLC 柜及操作台箱 人机接口计算机(工控机):流行配置，按控制功能设置。 工程师工作站:流行配置，按控制功能设置。 数据库计算机:流行配置，按控制功能设置。 服务器计算机:流行配置，按控制功能设置。 外围设备:打印机，以太网电缆(或光纤)、传动网电缆、IO网电缆、网络配件 2)软件控制功能 PLC基本控制功能: , 轧线起动、停止,以及独立紧急停车控制 , 轧辊主轴定位控制 , 粗中轧区轧机的微张力控制 , 轧线级联速度设定及自动级联调节 , 轧线速度设定的自适应控制 , 轧件跟踪 , 轧线冲击速度补偿控制 - 78 - , 活套自动控制 , 活套辊升降自动控制 , 飞剪剪刃定位控制 , 飞剪切头尾长度及碎断控制 , 飞剪的模拟剪切功能 , 减定径机控制 , 与液压系统联锁 , 与润滑系统联锁 , 虚拟轧制功能 人机接口计算机基本功能: , 轧制程序和冷却程序的上装、下载、增加、删除及存贮 , 各种报警信息的显示与打印 , 物料信息的跟踪 , 基本生产报表的存储及打印 , 轧线故障及轧线PLC故障的报警 , 在线帮助 5.3 仪表与检测系统 5.3.1 概述 本工程为新建一个年产80万吨棒材的项目，相关仪控设计内容主 要有: - 79 - (1)轧线钢材温度检测; (2)车间能源介质总测量; (3)水处理设施。 5.3.2 装备水平及控制方式 轧线钢材温度检测仪表拟选用红外测温仪，输出4~20mA标准信 号，进轧线PLC系统，在轧线主操作室内的HMI上显示。 车间能源介质的流量就地显示，留有4~20mA标准信号输出接口。 水处理设施的控制系统采用电控和仪控合一的PLC控制系统，对 于参数相对集中又隔开一段距离的机组设远程I/O站。采取中央控制室 集中监控的方案。 5.3.3 主要检测、控制项目 1) 轧线钢材温度检测 (1)加热炉入口温度检测; (2)粗轧机组入口棒材温度检测; (3)预精轧机组出口、1号水箱入口棒材温度检测; (4)减定径机组入口棒材温度检测; (5)减定径机组后水箱出口棒材温度检测。 2) 车间能源介质总测量 对进棒材车间的介质进行检测计量，主要有: (1)车间进口氧气流量就地显示和累计; - 80 - (2)车间进口普通压缩空气就地流量显示和累计。 3) 水处理设施 水处理设施包括中心循环水泵房、泥浆调节池、旋流沉淀池泵房等。主要检测项目如下: (1)各吸水井、泥浆调节池、旋流沉淀池等水位检测; (2)各组水泵出口的温度、压力、流量的检测; (3)各冷却塔风机的油温、油位、震动检测(设备带检测元件); (4)各补水管流量检测。 5.3.4 控制室 设轧线、水处理等控制室，仪电合用。 5.3.5主要自动化设备和仪表的选型 1)控制系统 控制系统仪、电采用同一类型的PLC，详见5.2.5基础自动化。整个系统包括:人机界面站(包括操作站、键盘、打印机等)，现场控制站等硬件设备，系统软件，应用软件。选型原则:系统具有合理的性能/价格比;系统运行安全可靠;有丰富、成熟的应用经验;使用维护方便;系统成套性好等特点。 2)现场仪表 现场仪表是自动化仪表系统的重要组成部分，对于自动化系统起着重要的作用。设计中拟用先进、可靠、维护量少、经济的仪表。 - 81 - 5.3.6仪表的动力能源 1)电源 控制系统DCS或PLC经UPS装置供电， 电压:220V AC?10%，50HZ?1Hz。 其余仪控设备，如现场仪表及仪表盘等，电压: 220V AC?10%，50HZ?1Hz。 电磁阀供电 220V AC 或24V DC。 2)气源 轧线测温仪需供给无油、无水、净化的仪表用压缩空气，用于仪表吹扫。 3)水 轧线测温仪需供给洁净的水，用于仪表冷却。 5.4 电信设施 5.4.1 概述 1) 设计范围 本设计包括XX金属制品有限公司中型棒材轧制车间生产设施及其配套系统的电信设施以及本工程区域范围内的电信线路。 2) 电信种类 (1)行政管理电话 (2)调度电话系统 (3)扩音通信系统 - 82 - (4)火灾自动报警 (5)工业电视系统 5.4.2 电信系统 1)行政管理电话 在车间生产、辅助生产及管理部门设置行政管理电话，供日常公务通信联系用。本工程范围内的行政管理电话不设单独的系统，用户线接入公司电话站。 本工程设置行政管理电话分机16台，详见电信设施用户表5.4-1。 2)调度电话系统 为车间调度员及时组织、协调生产作业计划和指挥生产提供通信 2联系，建立面积约为40m的调度室，设计拟选用64门程控调度电话主机一套。系统主机由两路交流可靠电源按二级负荷供电。 该机具有调度员优先呼叫用户、插入以及显示各个用户的操作呼叫键、用户忙闲状态信号等功能。 本工程设置调度电话分机20台，见电信设施用户表5.4-1。 3)扩音通信系统 为满足整个车间生产作业线上各个操作岗位之间生产联系的需要，设计采用80门扩音通信系统一套。系统可实现用户之间双工通话。系统主机设置在车间调度室内，并和调度电话系统合用配线、电源及接地装置。 车间内设置指令对讲端站29台。见电信设施用户表5.4-1。 本工程对讲话站基本选择两种类型:在操作室、控制室等场所采用桌式端站;在液压站、润滑站及车间生产线上采用防风雨壁挂式端站。 - 83 - 4)火灾自动报警系统 根据有关防火规范和工艺及电气专业的要求，设置火灾自动报警系统。 本工程考虑在车间调度室设置一台4回路壁挂式火灾报警控制器。火灾报警控制器由交流可靠电源按二级负荷供电，并考虑设置直流备用电源。 在1#电气室、2#主电室、循环水泵房电气室等其他公辅设施电气室设置点式光电感烟火灾报警探测器;在各电气室的电缆夹层、2#主电室地下电缆室内采用缆式线型感温探测器;各防火区除设置火灾报警探测器外，还设置适量的手动报警按钮及声光报警器。 当有火灾发生时，本系统经火灾报警控制模块实现与风机、防火阀等通风消防设备的连锁控制，并接收其反馈信号，以便及时发现火情，迅速处理。 5)工业电视系统 在车间生产过程中，为了保证产品质量、提高生产效率、确保设备和人身安全，在操作人员必须监视而又不易直接观察到的生产部位，设置工业电视系统。 此系统由摄像机、显示器、摄像机防护套、云台、冷却设施、图像处理器以及电源设备等组成。 本工程设置风冷工业电视摄像机15套，彩色监视器(21”液晶)12台。详见工业电视统计表5.4-2。 5.4.3 传输线路及管线敷设 本工程音频线路网采用全塑市话电缆，在车间调度室内设保安配线装置。全车间对外的电话线路和厂区电话网路在此保安配线装置上 - 84 - 进行交接。 指令对讲系统，工业电视系统，火灾自动报警系统的传输线路均为单独组网自成系统。 车间内各类传输线敷设方式以钢管或封闭式金属线槽明敷为主，部分建筑物内采用暗管敷设方式，车间外部配线以穿钢管埋地敷设方式为主。 5.4.4 接地及安全 本工程电信系统采用共用接地，接地电阻值不大于1欧姆。 5.4.5 维护人员 本工程不增加电信设施维护人员，上述系统划归公司现有电信设施维护管理部门统一管理。 5.4.6 附表 (1)电信设施用户表(表5.4-1) (2)工业电视统计表(表5.4-2) (3)主要设备表(表5.4-3) - 85 - 表5.4-1 电话及扩音通信用户表 通信种类/数量 序号 用户名称 行政管理电话 调度电话 扩音通信 1 CS1操作室 1 1 2 CS2操作室 1 1 1 3 CS3操作室 1 1 4 CS4操作室 1 1 5 CS5操作室 1 1 6 CS6操作室 1 1 7 车间调度室 1 1+1* 1+1* 8 值班室一 1 9 值班室二 1 10 成品管理室 1 1 11 成品发货室 1 1 12 轧辊间管理室 1 1 13 轧辊间办公室 1 14 炉前液压站、加热炉液压站 1 15 粗轧润滑站 1 16 中轧润滑站 1 17 预精轧润滑站、轧机液压站 1 18 减定径润滑站 1 19 减定径液压站 1 20 冷床区液压站 1 21 锯区液压站 2 - 86 - 22 收集区液压站 1 23 轧线操作点 10 24 循环水泵房控制室 1 1 25 1#主电室 1 26 2#主电室 9 3 27 加热炉仪表室 1 1 1 28 预留 1 1 合计 16 20+1* 29+1* 注:表中“*”代表系统主机。 - 87 - 表5.4-2 工业电视统计表 摄像机 监视器 序号 观察对象 数量 安装地点 数量 1 上料区 1 2 粗轧机入口 1 3 1#飞剪 1 CS2操作室 5 4 2#飞剪 1 5 3#飞剪 1 6 减定径入口 1 7 倍尺飞剪 1 8 冷床 1 9 冷剪 1 CS3操作室 3 10 定尺 1 11 砂轮锯一 1 12 砂轮锯二 1 通讯调度室 3 13 链式收集 1 14 落料一 1 15 落料二 1 CS1操作室 1 合计 15 12 表5.4-3 主要设备表 序 设备名称 型号或技术规格 单位 数量 号 程控调度电话总 1 64门 套 1 机(含配线设备) 2 自动电话机 按键双音频 台 36 3 扩音通信主机 80门 台 1 4 扩音通信端机 台 29 5 工业电视系统 风冷式 套 15 6 彩色监视器 21” 液晶，带吊架 台 12 - 88 - 包括火灾报警控制器、点式探测 7 火灾报警系统 器，缆式差定温探测器、手动报警套 1 按钮、联动模块、备用电源等 5.5 热力设施 XX公司新建一条年产100万吨棒材生产线。设计范围内热力设施包含车间的净化压缩空气供应及管道。 5.5.1 压缩空气供应 车间净化压缩空气消耗量见表5.5-1。 3本项目净化压缩空气综合平均消耗量为47.59 Nm/min。净化压缩空气由区域外线管网接入，接点在车间5m平台外1米处，接点压力0.8MPa，管径φ273?7。压缩空气的品质见表5.5-2。年额定工作时间为6500小时。 表5.5-1 车间净化压缩空气消耗量表 序平均用量 管径 送气 用途 压力 3号 m/min DN 方式 炉前区及加热炉区 1 加热炉气动机构用压缩空气 5 80 0.6 2 加热炉仪表用净化压缩空气 1 32 0.6 3 高压水除鳞泵站 0.1 15 0.4-0.6 4 升降挡板气缸用气 0.5 20 0.5-0.6 断续 5 测长辊冷热金属检测发射器 0.05 15 0.4 6 测长辊冷热金属检测接收器 0.05 15 0.4 7 冷坯上料台架气缸 2.5 50 0.5-0.6 - 89 - 序平均用量 管径 送气 用途 压力 3号 m/min DN 方式 8 冷坯台架冷热金属检测发射器 0.05 15 0.4 9 冷坯台架冷热金属检测接收器 0.05 15 0.4 10 热坯拨钢机热金属检测接收器 0.05 15 0.4 11 提升链热金属检测接收器 0.05 15 0.4 12 提升链热金属检测发射器 0.05 15 0.4 13 热坯拨钢机热金属检测发射器 0.05 15 0.4 14 热坯辊道热金属检测接收器 0.05 15 0.4 15 热坯辊道热金属检测发射器 0.05 15 0.4 16 高温计 15 轧机区 1 夹送辊气缸 1.5 32 0.5 2 溜槽气缸 1.5 32 0.5 3 前导槽，后导槽，溜槽气缸 2.5 40 0.5 4 活套 1.5 32 0.5 5 活套 1.5 32 0.5 6 气动抱闸，溜槽气缸 1.5 32 0.5 7 摄像头 0.15 15 0.3-0.5 8 高温计 0.15 15 0.3-0.5 9 摄像头 0.15 15 0.3-0.5 10 摄像头 0.15 15 0.3-0.5 冷床区 1 输入辊道制动板1, 0.13 32 ?0.4 2 输入辊道制动板2, 0.13 32 ?0.4 - 90 - 序平均用量 管径 送气 用途 压力 3号 m/min DN 方式 3 输入辊道制动板3, 0.13 32 ?0.4 4 输入辊道制动板4, 0.13 32 ?0.4 5 输入辊道制动板5, 0.13 32 ?0.4 6 制动板传动装置1, 0.0004 15 ?0.4 7 制动板传动装置2, 0.0004 15 ?0.4 8 制动板传动装置3, 0.0004 15 ?0.4 9 制动板传动装置4, 0.0004 15 ?0.4 10 制动板传动装置5, 0.0004 15 ?0.4 11 冷床传动装置气动制动器 0.0004 15 ?0.4 12 冷床传动装置气动制动器 0.0004 15 ?0.4 13 拨钢器气缸 0.0003 32 ?0.5 收集区 1 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 2 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 3 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 4 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 5 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 6 活动挡板气缸用气 0.048 15 0.5~0.6 7 3#制动装置气缸用气 0.003 32 0.5~0.6 8 3#制动装置气缸用气 0.003 32 0.5~0.6 9 3#制动装置气缸用气 0.003 32 0.5~0.6 10 3#制动装置气缸用气 0.003 32 0.5~0.6 11 气动缓冲装置气缸用气 0.036 32 0.5~0.6 - 91 - 序平均用量 管径 送气 用途 压力 3号 m/min DN 方式 12 气动缓冲装置气缸用气 0.036 32 0.5~0.6 13 气动缓冲装置气缸用气 0.036 32 0.5~0.6 14 测径仪用气 0.73 20 0.5~0.6 减定径水冷区 1 4#飞剪前热检 0.4 15 0.6 2 BRSM后水箱出口喷嘴 1.96 32 0.5 3 BRSM后水箱后高温计 0.4 15 0.5 4 BRSM后水箱前热检 0.4 15 0.5 5 BRSM后水箱入口喷嘴 1.96 32 0.5 6 BRSM前热检 0.4 15 0.5 7 BRSM前高温计 0.4 15 0.5 8 RSM机架锁紧 0.4 15 0.5 9 RSM前活套起套辊 0.73 20 0.5 10 RSM前卡断剪 0.4 15 0.5 11 RSM前活套扫描器 0.4 15 0.5 12 3#飞剪溜槽导板 0.73 20 0.5 13 3#飞剪废料箱选择 1.13 25 0.5 14 3#飞剪导板 0.73 20 0.5 15 3#飞剪取样槽 0.73 20 0.5 16 3#飞剪前转辙器(升/降) 0.73 20 0.5 17 3#飞剪前转辙器(横移) 0.73 20 0.5 18 3#飞剪前热检 0.4 15 0.5 19 RSM前2#水箱入口喷嘴 0.4 32 0.5 - 92 - 序平均用量 管径 送气 用途 压力 3号 m/min DN 方式 20 RSM前2#水箱出口喷嘴 0.4 32 0.5 21 RSM前水箱出口热检 0.4 15 0.5 22 RSM前水箱出口热检 0.4 15 0.5 23 RSM前2#水箱阀台用气 1.96 32 0.5 24 RSM前1#水箱出口喷嘴 1.96 32 0.5 25 RSM前1#水箱前热检 0.4 15 0.5 26 RSM前1#水箱前高温计 0.4 15 0.5 27 RSM前1#水箱入口喷嘴 1.96 32 0.5 28 RSM前1#水箱阀台用气 1.96 32 0.5 29 2#活套扫描器 0.4 15 0.5 30 1#活套扫描器 0.4 15 0.5 31 2#飞剪前热检 0.4 15 0.5 32 1#飞剪前热检 0.4 15 0.5 冷剪区 1 定尺机压缩空气接入点 0.73 20 0.6 合计 47.59 表5.5-2 车间净化压缩空气品质表 悬浮颗粒总量 悬浮颗粒直径 露点 含油量 3 3压缩空气种类 mg/Nmμm ? mg/Nm ? ? ? ? 干燥压缩空气 1 1 -20 1 5.5.2 压缩空气管道 - 93 - 3加热炉区设一个1 m储气罐。 车间内部热力管道为净化压缩空气管道。净化压缩空气管道一般采用架空敷设，局部支管可采用埋地敷设。 净化压缩空气管道采用经钝化处理的碳钢无缝钢管。 在车间入口处设流量测量装置。 根据车间内用户的分布情况，沿厂房各柱列分别设置净化压缩空气主管。主管沿墙、沿柱架空敷设，局部支管、小管可采用埋地或地沟等敷设方式。 5.6 燃气设施 XX金属制品有限公司新建一条年产80万吨中型棒材生产线。设计范围内燃气设施包含氧气一种介质。 5.6.1 燃气设施主要设计内容 —— 氧气供应 本工程使用的氧气由全厂管网系统供应，工程界区接点均设在车间101#柱外1米处。 棒材车间氧气管道的流量总测量，送往车间管理中心。 5.6.2 氧气供应 棒材车间氧气采用一路供应，总管选用DN25，车间接点压力2.2,2.4MPa。从,和G列线之间101#柱附近平台接自外线，然后进入车间主厂房，分为多路支管将氧气送至各用户点。 氧气总管在车间入口均设置阻火器，压力和流量测量及切断装置等设施。 车间事故及临时切割用户点共13个，每个用户点处设有切断装置及氧气安全接头箱。 - 94 - 棒材车间氧气管道平面布置图见330.40A10106Q001-6; 棒材车间氧气管道系统图见330.40A10106Q001-8。 5.6.3 灭火设施 车间设有操作室、变压器室、电气室、配电室、控制室及工艺小房子等设施，按照国家标准GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》规定，以上设施均属于严重或中危险级E类、A类火灾场所，需配置灭火设施。本设计依据工艺要求采用干粉(磷酸铵盐)手提式或推车式灭火器设施进行灭火。 5.7 给排水设施 5.7.1 概述 XX公司拟建年产100万吨棒材车间。本设计根据上述生产规模和工艺设备用水的水量、水质的要求，同时遵照节约用水，节省占地，减少环境污染，提高生产水的重复利用率的原则进行设计。 本设计仅包括拟建棒材车间区域内给排水设施，生活水、生产消防水均由建设单位提供，排水排入厂区排水管道由建设单位汇总后排入附近水体。 设计需要的给排水量: 3生产总用水量2741m/h; 3循环水量 2733m/h; 3生产新水量65m/h; 消防水量共35l/s ，水压为0.3MPa; 3生活用水量5m/h; 3生产排水量约为15m/h; 3生活污水排水量平均为4m/h。 - 95 - 5.7.2 设计技术条件 车间用水消耗量见表5.7-1。 循环水水质要求见表5.7-2。 生产补充水水质分析见表5.7-3。 表5.7-1 车间用水消耗量表 序耗量水压 水温 用户名称 水质 用水制度 3号 (m/h) (MPa) (?) 一 直接冷却水 1 出炉辊道冷却 10 0.55 35 浊环水 连续 2 粗轧机辊冷却 250 0.55 35 浊环水 连续 3 中轧机辊冷却 240 0.55 35 浊环水 连续 4 精轧机辊冷却 210 0.55 35 浊环水 连续 5 砂轮锯 30 0.55 35 浊环水 连续 6 活套冷却 14 0.55 35 浊环水 连续 7 高压水除鳞 50 0.55 35 浊环水 连续 8 水封槽用水 50 0.55 35 浊环水 连续 9 国外区设备冷却 52 0.55 35 浊环水 连续 10 国外区1#水箱 246 0.55 35 浊环水 连续 11 国外区2#水箱 100 0.55 35 浊环水 连续 12 国外区3#水箱 275 0.55 35 浊环水 连续 13 国外区轧机辊环冷却 120 0.55 35 浊环水 连续 13 其它 100 0.55 35 浊环水 连续 14 冲氧化铁皮水 250 0.40 35 浊环水 连续 小计 1997 - 96 - 序耗量水压 水温 用户名称 水质 用水制度 3号 (m/h) (MPa) (?) 二 间接冷却水 8:dH 1 加热炉 120 0.4 35 净环水 连续 2 高压水除鳞 15 0.4 35 净环水 连续 3 炉前辊道 40 0.4 35 净环水 连续 4 砂轮锯 8 0.4 35 净环水 连续 5 飞剪 3 0.4 35 净环水 连续 6 液压系统 170 0.4 35 净环水 连续 7 润滑系统 300 0.4 35 净环水 连续 8 轧机电机冷却 40 0.4 35 净环水 连续 9 其它 40 0.4 35 净环水 连续 小计 736 表5.7-2 工艺用水水质要求表 序号 项 目 单位 净环水 浊环水 1 PH值 7~9 7~9 2 悬浮物含量 mg/L < 25~30 < 30 3 悬浮物粒度 μm < 100 < 200 4 总硬度 mg/L(CaCO) 30,100 50,300 3 -5 氯化物 mg/L(CL) < 100 < 150~300 2-6 硫化物 mg/L(SO) < 250 < 150~300 4 7 含铁量 mg/L(Fe) 0.2~1 0.3~1 8 油脂含量 mg/L 8 10~15 - 97 - 表5.7-3 生产补充水水质分析表 序号 项目 单位 指标 备注 1 PH值 6.5-7.5 2 浊度 1-5 3 总硬度 mg/L 15 -40 (以CaCO计) 34 氯离子 mg/L 1-3 5.7.3 设计的给排水系统 1)净循环水系统 3净循环水系统冷却水量Q=736m/h。 本系统主要供给加热炉、轧机润滑系统及液压系统等设备冷却用水。各用水户用水要求详见表8.2-1及流程图AE330.40A01.1-B01。 上述用户均为间接用水，经设备使用后的水仅水温升高，水质未受污染，带余压的回水可直接送至逆流式机力通风冷却塔，回水自流至回水井，经水泵加压后分别供用户使用。 由于净循环水在冷却塔中受到大气粉尘等污染，为改善水质，在净循环水中设自清洗管道过滤器，对循环水进行过滤处理。 为了保证循环水水质的稳定需投加水质稳定药剂并进行定期排 3污，排污水作为浊环系统的补充水Q=3m/h。 净循环水的补充水来自厂区生产给水，该系统补充水量为 3Q=12m/h。 2)浊循环水系统 3浊循环水系统冷却水量Q=1997m/h。 本系统主要供给加热炉水封槽、轧机轧辊冷却等设备冷却水及冲氧化铁皮用水，各用水户用水要求详见表8.2-1及流程图AE330.40A01.1-B02、B03。 - 98 - 上述用水户均为直接冷却水。经使用后的回水含少量油和氧化铁皮。设计采用了旋流沉淀池、稀土磁盘机及冷却塔降温的处理流程，使处理后的水满足用水户的要求。 本系统各用户回水均流入车间铁皮沟内，自流至旋流沉淀池，经过初次沉淀并除油后的水，一部分经水泵加压送至车间冲氧化铁皮，另一部分由水泵加压送至稀土磁盘机进一步处理，稀土磁盘机工作原料是以在水中投加化学药剂，经混合反应后使轧钢废水中的铁磁性物质微粒及通过药磁絮凝吸附于其上的非磁性物质微粒和乳化油，可克服流体阻力和微粒重力等机械外力，产生快速定向运动，吸附在稀土磁盘表面，从而将废水中的悬浮物和油吸附分离出来，从而达到净化水质的目的。出水经水泵加压后送至逆流式机力通风冷却塔，冷却后由泵组加压分别供用户使用。 旋流沉淀池、稀土磁盘机均设有铁皮脱水池，使用抓斗吊车将池内沉渣抓至脱水池，脱水后的铁皮定期用汽车外运。 3该系统补充水量为Q=53m/h , 系统补充生产新水量为 33Q=50m/h，净环水系统排污水为Q=3m/h。 3)生产、生活及消防给水系统 供给循环水系统的补充水、车间洒水等生产用水的新水用水量 3Q=65m/h。 厂区消防为低压消防管网。消防总水量35L/s,室内消火栓用水量15L/s，室外消火栓用水量20L/s。 3供给本区域的生活水量为Q=5m/h，主要供应厂区卫生间等的生活用水。 4)生产、雨水排水系统 3生产排水量约为15m/h，排水水质符合国家排放标准。 雨水经汇总后排入现有排水管道。 - 99 - 5)生活污水排水系统 3生活污水排水量平均为4m/h，经化粪池处理后达到排放标准排入现有排水管道。 5.7.4 安全用水 为确保加热炉的用水安全要求，设有柴油机事故供水泵，供加热炉事故时，一定时间的安全用水。另外水处理系统动力配电用双路独立电源供电。 5.7.5 水质稳定措施 为提高循环水的重复利用率节约新水用量，防止冷却水在生产运行中对设备管道的腐蚀、结垢，对循环水投加水质稳定剂和杀菌灭藻剂，药剂的种类和投加量应由厂方委托有关部门进行水质稳定试验，确定并承担系统清洗预膜和生产运行水质监控指导工作。 5.7.6 控制水平 各水处理设施主要用电设备均采用PLC自动控制，并设有CRT显示器和打印机，可以通过触屏和键盘集中操作和打印各种报表。为便于操作运行管理，设备主要运行、事故报警信号均进行检测监视。系统水量、压力、水温和水质等主要检测项目均传至操作室监视。 5.7.7水处理主要构筑物 1)旋流沉淀池及泵站 旋流沉淀池为钢筋混凝土结构, 旋流沉淀池上方设一台5t桥式起重机及铁皮脱水池，用抓斗可将沉淀池内氧化铁皮沉渣抓至脱水池，脱水后再抓入翻斗车运走利用。泵站设有以下泵组: (1)冲氧化铁皮供水泵: - 100 - 3自控自吸泵 Q=240,350,420 m /h，H=30~28~25 m，一用一备。 (2)上稀土磁盘机提升泵组: 3自控自吸泵 Q=775~850~970 m/h，H=30~28~25 m，二用一备。采用变频控制。 详见附图AE330.40A01.1-B04、B05。 2)稀土磁盘机及加压泵站 稀土磁盘机及加压泵站包括构筑物有调节池、加压泵站的吸水井及铁皮脱水池，为钢筋混凝土结构。 稀土磁盘机及加压泵站设于室外，两台稀土磁盘机，每台处理水 3量为900 m/h。稀土磁盘配套的磁力压榨脱水机，处理从稀土磁盘送来的污泥。 泵站设有以下泵组: 热水加压上塔泵组: 3自控自吸泵 Q=800-900-1000m/h，H=20-12-8m，二用一备。采用变频控制。 详见附图AE330.40A01.1-B06、B07。 3)循环水泵房及冷却塔 构筑物有吸水井、冷却塔、泵房及电气控制室、变压器室等。 泵房为地上式构筑物，泵房内设有4 组水泵，各组水泵均为自灌启动。水泵吸水管上装有手动阀门，出水管上装有止回阀和手动阀门。 主要泵组如下: (1)净环旁滤供水泵组 3离心泵:流量:Q=70-100-120m/h，扬程:H=36.5-32-24m，一用一备。 - 101 - (2)轧机净环供水泵组 3离心泵:流量:Q=168-280-351m/h，扬程:H=73-64-51m，二用 一备。采用变频控制。 (3)加热炉净环供水泵组 3离心泵:流量:Q=88-147-182m/h，扬程:H=75-66-60m，一用 一备。采用变频控制。 (4)浊环供水泵组 3离心泵:流量:Q=408-679-815m/h，扬程:H=73-69-63m，三用 一备。采用变频控制。 详见附图AE330.40A01.1-B08、B09。 5.7.8 劳动定员 给排水设施四班三运转，总定员11人，详见下表5.7-4。 表5.7-4 给排水设施劳动定员表 工 人 合 计 序号 工段或岗位名称 白班 中班 夜班 倒班 1 循环水泵站 2 2 2 2 8 2 作业长 1 1 3 维修工 2 2 合 计 5 2 2 2 11 5.7.9 主要技术经济指标 棒材年产量 80万t 3生产总用水量 2741m/h 3循环水量 2733m/h 生产水重复利用率 97.4% - 102 - 3生产新水量 65m/h 3生活用水量 5m/h 3吨钢新水用水量 0.6m/t 5.8 通风空调除尘设施 5.8.1 概述 设计范围:棒材生产线以及配套的电气室、水处理等辅助设施的 采暖通风空调除尘设施。 设计依据: 《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003 《钢铁企业设计节能技术规定》 YB9051-1998 《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002 《冶金企业安全卫生设计规定》 冶生[1996]204号 《工业金属管道设计规范》 GB50316-2000 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 《工业企业噪声控制设计规范》 GBJ87-1985 5.8.2 气象资料 1) 冬季通风室外计算温度 5? 2) 夏季通风室外计算温度 33? 3) 冬季空调室外计算温度 -2? 4) 夏季空调室外计算温度 35.8? 5) 冬季风速 3m/s 6) 夏季风速 2.5m/s 7) 最冷月平均室外相对湿度 78, 8) 最热月平均室外相对湿度 76, - 103 - 9) 大气压力 冬季 1017.1 hPa 夏季 997.9hPa 5.8.3 通风、空调 本工程主要通风、空调设施如下。 1)主车间热操作区通风 为了改善工作环境，在车间热操作区上设置岗位通风装置，用于操作岗位的通风降温。通风设备采用移动式轴流风机，通风装置的设置位置根据工艺的要求确定。 2)车间小房子(操作室、办公室等)空调 由于各操作室、办公室等处于生产线附近，受到高温热辐射的作用，以及室内设备的散热造成房间温度较高。为改善工作环境，保证仪器仪表正常工作，房间采用风冷柜式空调或风冷壁挂型空调机夏季除热降温，以满足生产工艺要求。 3)电气室通风、空调 为保证电气室内的电器设备正常运行，消除电气设备散发的热量，对于电气室、传动配电室等房间采用风冷柜式空调进行夏季除热降温，以满足生产工艺要求。 电气室电缆夹层内电缆散发大量余热，为消除这部分余热，采用风机送、排风的通风方式，以满足生产工艺要求。 根据防火要求，通风设备、通风空调管道穿越防火分区的防火分隔物(墙、楼板处)配备防火阀，一旦发生火灾其烟感报警装置即时发出信号关闭风机和防火阀。 4)水处理设施通风、空调 水处理设施内设备工作时产生大量的余热，为消除这部分余热，采用轴流风机机械通风的方式进行通风散热。水处理设施控制室采用 - 104 - 风冷柜式空调进行散热降温。 5.9 土建工程 5.9.1 建筑工程 1)设计依据 (1)轧钢、水、风、电等专业设计委托任务书。 (2)中国现行的有关法规、标准、规范及要求。 2)气象、地质资料 (1)年平均大气压:101.3kpa (2)年平均相对湿度:80 (3)平均海拔高度:240米 3)地震数据 根据《中国地震烈度区划图》，该场地位于地震基本烈度VI度区。 4)建筑设计 棒材轧制生产线工程由原料跨、轧辊间、主轧跨、加热炉跨、成品跨和辅助生产建筑物(操作室、电气室等)组成。厂房柱采用混凝土双肢柱;由于基本柱距为12m，且局部柱距为18m、24m，吊车梁采用钢结构，屋架采用钢结构。以上各跨其外墙?1.000m以下设砖砌矮墙，?1.000m至?4.000m用塑钢窗采光通风，?4.000m以上墙面用0.6mm厚浅海灰色压型墙板(单板)35波高。?14.500m以上墙面设1.500m高透明压型玻璃钢采光板(单板)35波高，局部设上旋窗以满足安全走道板以上生产环境通风要求。屋面用0.8mm厚海蓝色压型屋面板(单板)114波高，每柱距间屋面设置二条600宽的双层10mm厚阳光板采光带，1/15坡度有组织排水。屋面不设天窗，厂房设置上屋面检修钢梯。厂房大门用电动提升彩色钢板卷帘门，地面用300mm厚人工级配砂石垫层，200mm厚钢筋混凝土地面。 - 105 - 主厂房建筑跨间的名称、长度、跨度、檐高、面积见表5.9-1: 表5.9-1 主厂房建筑参数 轨面序跨间 跨度 长度 檐高 厂房占地 起重量(t) 标高2号 名称 (m) (m) (m) 面积(m) (m) 1 原料跨 33 70.6 17 2329.8 2x20t 13 2 加热炉跨 9 24 17 216 10t 15 10t、20/5t、3 主轧跨 27 408 17.6 11016 15 32/5t 4 成品跨 30 288 18.8 8640 3x(12.5+12.5)t 15 5 轧辊间 18.5 72 17.6 1332 10t、32/5t 10 插入距 2 53.1 106.2 合计 23640 2主厂房建筑物轴线总面积:23640m。 辅助生产建筑的跨度、高度相对小些，采用钢筋混凝土排架或框架结构。优质蒸压灰砂砖墙体，内、外墙粉刷，屋面设保温层。露天建筑采用卷材防水(设保温层)，塑钢门窗，地面为混凝土地面，水泥沙浆抹面或铺地砖，中级装修。 主厂房内平台上的小型建筑(操作室、卫生间、更衣间、车间工段办公室)，采用轻钢结构，中级装修。要求高的小型建筑(操作室、调度室、办公室)的外墙面采用3mm厚铝塑板或彩色钢板，铝合金门窗夹胶玻璃，防静电活动地板。 电气室:地面为混凝土，楼面为钢筋混凝土，面层铺地砖或防静电活动地板。屋面为钢筋混凝土屋面，设保温层，卷材防水。顶棚为18mm厚石膏板吊顶。墙面为机砖墙体，白灰水泥砂浆抹面。门窗为 - 106 - 塑钢门窗和防火门。钢筋混凝土基础。钢筋混凝土框架结构。机砖墙体。 操作室:地面为混凝土，楼面为钢筋混凝土，面层铺地砖或防静电活动地板。屋面用4mm厚钢板，顶棚为18mm厚石膏板吊顶，吊顶上铺120厚硬质矿棉隔热保温层。内外墙面用20mm厚防火石膏板，中间填充120厚硬质矿棉。墙外表面贴3mm厚铝塑板或彩色钢板。门窗为铝合金门窗12mm厚夹胶玻璃。基础和结构平台为钢筋混凝土，平台上为轻钢结构，轻钢结构主材为12&14槽钢。 循环水泵房:地面为混凝土，楼面为钢筋混凝土，水泥沙浆抹面。屋面为钢筋混凝土屋面，设保温层，卷材防水。顶棚为白灰水泥砂浆抹面。墙面为机砖墙体，白灰水泥砂浆抹面。门窗为塑钢门窗和防火门。钢筋混凝土基础。钢筋混凝土框架或排架结构。结构主材为钢筋混凝土，机砖墙体。 辅助生产建筑的名称、长度、跨度、层数、高度、面积见表5.9-2。 表5.9-2 辅助建筑物一览表 2序号 名称 长度(m) 跨度(m) 层数 高度(m) 面积(m) 棒材工程车间建筑 1 2#电气室 84 15 3 13.5 3060 2 1#电气室 21 11 1 5 231 3 旋流池配药间 3 13.5 1 6.1 41 4 循环水泵房 80 20 1 9 754 5 风机房 18 6 1 6 108 6 气化冷却泵站 17 12 3 14.5 450 7 CS1操作室 5 4 1 4 20 8 CS2操作室 9 4 2 5.2 72 - 107 - 9 CS3操作室 5.5 4 1 3.6 22 10 CS4操作室 4 6 1 4.1 24 11 CS5操作室 3 4 1 3.6 12 12 CS6操作室 3 4 1 3.6 12 13 通讯调度室 10 4 1 3.6 40 14 加热炉仪表室 7 4.5 1 3.3 32 15 工具间值班室 21.6 4 1 3.3 86 16 成品管理室 10 3 1 3.3 30 17 轧辊间小房子 4 17.2 1 3.3 69 合计 5063 2辅助生产建筑物轴线总面积:5063 m 。 5)厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积 根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)确定辅助设施的耐火等级和防火分区等。 5.9.2 混凝土结构设计 1)厂房与公辅建筑混凝土结构设计 因可行性研究阶段尚无地质勘探报告，根据以往建筑基础形式和甲方反馈信息,建筑物、构筑物基础考虑为桩基，待该工程的地质报告提供后，再根据实际地质情况调整地基处理方案，新的处理方案将对已提供的材料量及投资有所调整。 2)结构形式 (1)主厂房为桩基承台，承台底标高约-3.5m，厂房柱为混凝土双肢柱，屋面为钢屋面。 (2)轧线设备基础为高架式基础,高架平台采用梁板式，钢筋混凝土柱，桩基承台。基础埋深-2.500m，如基础为非桩基承台则要求 - 108 - 地基承载力特征值大于200kPa。 (3)电气室及二层以上建筑物采用现浇钢筋混凝土框架结构，框架柱基础为地下桩基承台。基础埋深-2.000m，如基础为非桩基承台要求地基承载力特征值大于180kPa。 (4)旋流沉淀池深约21m，钢筋混凝土水池结构，本次报价未考虑旋流池及冲渣沟基坑支护费用 (5)一些小房子等采用钢筋混凝土带型基础，砖混结构。基础埋深-1.000~-1.500m，要求地基承载力特征值大于120kPa。 (6)各种设备基础采用钢筋混凝土结构。 (7)管廊和电缆隧道均为钢筋混凝土结构。管道支架采用钢结构，基础为钢筋混凝土独立基础。 5.9.3 钢结构设计 1)屋面系统 (1)屋面采用屋架结构，与混凝土柱顶通过小钢柱连接，屋架与柱在厂房横向形成排架体系。为了保证屋盖系统在安装和使用过程中的整体稳定性，提高结构的空间作用，传递山墙风荷载，减少屋架杆件在平面外的计算长度，厂房的每一个温度区段均设置独立完整的支撑体系。屋盖的横向及纵向水平支撑布置在屋架上弦，并相应设置系杆及屋面檩条，组成封闭的支撑体系，增强厂房的整体刚度。屋架下弦平面外的长细比可借隅撑保证。 (2)采用上承式横向天窗时，屋架采用下承式。 (3)屋架上下弦杆和腹杆截面采用双角钢截面。 (4)檩条跨度为12、18m，檩距3m左右，采用独立的型钢檩条，为减少檩条的跨度，可考虑隅撑作为檩条的竖向弹性支点。 2)吊车梁系统 - 109 - 吊车梁采用实腹式焊接I字型截面，吊车梁与制动板、辅助桁架及下部水平支撑形成稳定的结构体系。 吊车梁为简支，支座为突缘式，断部及伸缩缝处采用平板式，减小下部钢柱的偏心。 制动结构采用制动板型式，制动板与吊车梁上翼缘采用摩擦型高强螺栓连接，制动板与辅助桁架，一般采用现场焊接连接。制动板兼做安全走道板。 为了稳定吊车梁的下翼缘或辅助桁架下弦，在辅助桁架和吊车梁之间，或吊车梁之间设置下部水平支撑。 为了使吊车运行平稳，减小吊车车轮对吊车梁的冲击，钢轨采用焊接长轨。钢轨与吊车梁的固定采用焊接型压轨器联接。 3)墙皮系统 墙皮系统采用全钢结构，自成系统。纵墙墙架柱支承在吊车梁辅助桁架上，山墙墙架柱落地。上端与屋盖结构或天沟以弹簧片相连来传递水平力，这样既可以适应墙架竖向变形的需要，又可使墙架柱断面更经济。 墙架柱采用轧制H型钢或焊接H型钢，墙面檩条均采用冷弯薄壁C型钢檩条，檩条与墙架柱采用螺栓连接。 4)钢材及连接材料 吊车梁采用Q235C或者Q345C，屋架，托架，辅助桁架，柱间支撑，屋面支撑等采用Q235B。次要构件，如梯子、栏杆等采用Q235-A。厚板另附加补充要求:吊车梁板厚t>40mm，应符合国标GB5313-85规定的Z15级别要求。有关钢材性能应符合《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-2008)、《碳素结构钢》(GB/T700-2006)的要求。 根据不同钢号钢材，匹配相应焊接材料(焊丝和焊剂)，有关焊 - 110 - 接材料均应符合《低合金钢焊条》(GB/T5118-1995)、《碳钢焊条》(GB/T5117-1995)、《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》(GB/T5293-1999)等的规定。如采用气体保护焊则应符合《气体保护电弧焊用低碳钢低合金钢焊丝》(GB/T8110-1995)的规定。 普通螺栓采用C级六角头螺栓、C级1型螺母、C级平垫圈，应符合《六角头螺栓,C级》(GB/T5780-2000)、《1型六角螺母,C级》(GB/T41-2000)、《平垫圈-C级》(GB/T95-2002)的规定。 摩擦型高强度螺栓采用10.9级扭剪型高强度螺栓，应符合《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB/T3632-1995)、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》(GB/T3633-1995)的规定。如采用高强度大六角头螺栓连接副，则应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T1228-1991)、《钢结构用高强度大六角螺母》(GB/T1229-1991)、《钢结构用高强度垫圈》(GB/T1230-1991)、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T1231-1991)的规定。 5)参观走台 参观走道宽度不小于1500mm，也可根据工艺要求尺寸设置，跨度大于18m时设置桁架支撑平台。 6)栏杆 栏杆高度不得低于1050mm(平台标高大于18m时，栏杆高度为1200m)，横杆上下构件间的距离不得大于380mm，下部应设100mm高的挡板。 7)梯子 梯宽一般不小于700mm，梯高大于4m时必须设梯间休息平台，梯子坡度一般宜为45?。 5.9.4 主要建筑材料数量 - 111 - 3砼:20000m 水泥:8000t 钢材:5480t 3成材:400m - 112 - 6(能源利用与节能措施 6.1 能源利用 6.1.1工序能耗 各生产工序能耗满足《钢铁企业设计节能技术规定》YB9051,98中规定的能耗标准值，符合国家的相关规定，见表5-1。 表5-1 轧钢工序能耗计算表 吨钢消耗 折算标煤系数 折合标煤 序号 能源名称 单位 指标 单位 数值 kgce/t 1 电力 kWh 82.50 kgce/kwh 0.1229 10.1 2 燃料 GJ 1.15 kgce/t 34.00 39.1 3 新水 t 0.62 kgce/t 0.11 0.1 4 环水用电 kwh 12.36 kgce/kWh 0.12 1.5 335 氧气 Nm 0.01 kgce/Nm 0.30 0.003 336 焦炉煤气 Nm 0.002 kgce/Nm 34.0 0.1 337 压缩空气 Nm 23.40 kgce/Nm 0.036 0.8 工序能耗 51.7 6.1.2项目能源总需求量 本项目总体规划实施完成后，工艺设计当中尽可能的采取了先进、成熟、可靠的节能技术措施，使本工序的能耗尽可能的降低。 每年各种能源介质总需要量为4.139万t标准煤，主要需求能源为燃料、电等，分别占总能源需求量的75.6%、19.6%。项目每年能源消耗总量详见表5-2。 表5-2 项目能源介质总需求量 序能源名称 能源介质能耗 折算标煤系数 总能耗 - 113 - 号 单位 实物量 单位 数值 万tce 1 电力 万kwh 6600.00 kgce/kwh 0.1229 0.81 2 燃料 万GJ 92.00 kgce/t 34.00 3.13 3 新水 万t 49.60 kgce/t 0.11 0.01 4 环水用电 万kWh 988.80 kgce/kWh 0.12 0.12 335 氧气 万Nm 0.80 kgce/Nm 0.30 0.00 336 焦炉煤气 万Nm 0.16 kgce/Nm 34.0 0.01 337 压缩空气 万Nm 1872.00 kgce/Nm 0.036 0.07 总能耗 4.139 6.1.3项目能源的回收利用量 本项目建设完成后，可回收汽化冷却烟罩和烟道产生的余热蒸汽。 6.2主要节能技术措施 6.2.1主车间节能措施 (1)车间采用连铸坯直接热送热装技术，简化生产工序，缩短了生产周期，减少了钢坯库存量，达到了节能和降低生产成本的目标。 (2)本车间采用了先进的工艺技术，选用了全连续无扭轧机，轧机利用系数高; (3)加热炉采用步进梁式加热炉，通过采用合理的热工制度使燃料合理燃烧，强化辐射传热，减少炉内钢坯氧化烧损，降低消耗。由于氧化铁皮生成少，选择的设备和工艺可最大限度地缩短切头尾量，降低废品率，既可降低吨钢消耗又提高了经济效益; (4)轧线采用了国内具有先进水平的生产工艺，大大缩短了轧制周期，减少了轧件温降，节约了工序能耗; - 114 - (5)轧线采用细晶粒钢筋控轧控冷技术，提高了钢材的强度，改善了成品的组织和性能，节省了钢材在建筑中的使用量，降低了成本，部分产品可以取消后步热处理工序，节约了能耗; (6)轧线采用了生产事故少、高效的轧制设备，电气传动采用全数字调速系统控制，从而可节约电能; 此外，车间用水大量采用循环水，生产用水循环率达到97%，从而减少了水量消耗。 6.2.2节水措施 ?. 提高循环水浓缩倍数，减少系统补充水量。 ?. 串级排污，净环强制排污水排入浊环水系统。 ?. 提高循环水重复利用率，减少外排水量，过滤器反洗水排至 浊环水系统 ?. 水泵采用机械密封、冷却塔选用节水型，减少漏水、飘水量。 - 115 - 7(环境保护与综合利用 7.1 建设项目所在地环境现状 7.1.1 地理位置 XX公司位于XX省，拟建棒材轧制生产线工程位于现有厂区内西侧，北侧为中厚板厂，西侧与炼钢厂2#连铸机相连，南侧为高速线材厂。 7.1.2 气候特征 平均海拔高度240m，属亚热带湿润季风气候区，有四季分明、冬夏长春秋短、光温充足、降水丰沛但季节分配不均的气候特征。年平均大气压101.3kpa，常年平均气温17.3?，1月平均气温4.5-5.4?，7月平均气温27.6-29.2?，年平均相对湿度80%。无霜期251-261天。每年3-6月为多雨期，多年平均年降水量为1700mm。夏季多暴雨、大暴雨、冰雹、雷雨大风等灾害天气。全年风向沿江平原地区为东北风和东北偏东风，山区地形复杂，风向变化较大。 7.1.3 环境质量现状 根据省环保厅 市环境空气质量日报结果统计，该地区二级及以上天数为344天，占总统计天数349天的98.6%，该地区环境空气质量较好。 7.2 工程概况 7.2.1 生产规模及组成 本工程为 XX公司棒材生产线项目，设计生产规模100万t/a，产品规格为,10,50mm光面圆钢，生产钢种包括优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、易切钢。 - 116 - 冷 坯 热 坯 减定径 辊道热送 吊运、上料 水 冷 热坯横移提升 测径 辊道测长 切头/分段 反向剔出 加热炉加热 冷床冷却 高压水除鳞 切定尺 粗 轧 短尺收集 台架横移 切头(尾) 收集打捆 中 轧 主要工艺设施包括:炉前区设备、加热炉、出炉辊道、粗轧机组、 称 重 中轧机组、预精轧机组、预水冷、飞剪、减定径机组、水冷、冷床、切头(尾) 冷剪、砂轮锯、收集系统等。辅助生产设施主要有水处理设施、液压挂牌 预精轧 /润滑系统等。 入库 水 冷 主要生产工艺流程见图7.1-1。 发 货 切头(尾) 图7.1-1棒材轧制生产线工艺流程图 7.2.2 主要生产工序采用的清洁生产技术 1)清洁生产工艺 加热炉采用蓄热式加热炉，通过采用合理的热工制度使燃料合理 燃烧，强化辐射传热，减少炉内钢坯氧化烧损，降低消耗; 加热炉设有汽化冷却装置，回收烟气余热，节能降耗; 轧线采用热送热装技术，实现节能降耗; 轧机选用国内具有先进水平的连续无扭轧机，轧机利用系数高， 大大缩短轧制周期，减少轧件温降，节约工序能耗; 轧线采用在线控温和轧后控冷技术，改善成品的组织和性能，部 分产品可以取消后步热处理工序，节约能耗; 轧线采用先进的减定径技术，提高产品的精度; 选择的设备和工艺可最大限度地缩短切头尾量，降低废品率，既 可降低吨钢消耗又提高了经济效益。 2)清洁燃料 加热炉燃用HS含量较低的高炉煤气，减少SO排放量。 22 - 117 - 3)节水措施 车间生产用水采用以新补净、以净补浊，一水多用，生产用水循 环率达到97.4%，减少水量消耗。 7.3 主要污染防治方案 7.3.1主要污染源及主要污染物 1)废气 蓄热式加热炉燃高炉煤气产生含少量尘、SO烟气; 2轧机高速轧制时产生含氧化铁粉尘; 砂轮锯生产过程中产生含氧化铁粉尘。 2)废水 高压水除鳞、轧辊冷却及冲氧化铁皮等产生含氧化铁皮及油废 水; 煤气管道排水器排出少量含酚氰煤气冷凝水; 车间生活设施产生少量生活污水。 3)固体废物 加热炉生产过程中产生氧化铁皮、炉渣，修砌产生废耐火材料; 轧制过程中产生切头、切尾、轧废及氧化铁皮; 生产线润滑站、液压站定期更换废润滑油和液压油; 除尘系统收集的含氧化铁粉尘。 4)噪声 - 118 - 加热炉助燃风机运行、汽化冷却装置排汽时产生放散噪声; 轧线设备产生噪声; 钢坯在上料、转运等过程产生噪声; 各类泵运行产生噪声。 7.3.2 污染防治方案 1)废气治理 蓄热式加热炉燃高炉煤气产生的含少量尘和SO烟气，经高25m2 烟囱排放，外排烟气含尘、SO浓度低于《工业炉窑大气污染物排放2 33标准》中二级标准(尘?200mg/Nm、SO?850mg/Nm)的要求。 2 轧制过程产生的含氧化铁粉尘被封闭在安全罩内，不外逸并最终由冷却水冲走。 砂轮锯生产过程中产生的含氧化铁粉尘，经由砂轮锯自带的集气罩捕集、袋式除尘器净化后由高26m烟囱排放，外排烟气含尘浓度符合《大气污染物综合排放标准》中二级标准限值(颗粒物? 3120mg/Nm)的要求。 2)废水治理 33本工程生产总用水量2741m/h，补充新水量65m/h，水的重复利用率约为97.6%。 加热炉、轧机液压/润滑系统等设备冷却水，使用后仅水温升高，水质未受污染，经冷却后供设备循环使用，为保持水质稳定，有少量排水作为浊环系统补充水串级使用。 加热炉水封槽、轧机轧辊等设备冷却及高压水除鳞及冲氧化铁皮 - 119 - 用水使用后含少量氧化铁皮和油，进入旋流沉淀池沉淀，沉淀后部分水返回冲氧化铁皮，其余全部进入稀土磁盘机沉淀、除油，冷却塔冷却后循环使用。 煤气管道排水器排出的少量煤气冷凝水，先收集在专用的集水坑内，定期送到焦化废水处理系统处理。 3本工程生产废水排放量约为15m/h，排入厂区现有排水系统，经公司污水处理厂统一处理后回用。 3本工程生活污水排放量约5m/h，经化粪池处理后排入现有排水管道，经公司污水处理厂统一处理后回用。 3)固体废物处置及综合利用 加热炉及轧线产生的氧化铁皮，经收集后送烧结作为配料使用。 轧线收集的切头、切尾、轧废等，送炼钢回收利用。 加热炉维修时产生的废耐火材料，回收其中可用部分外，其余送耐火材料厂作为骨料使用或用于填坑、铺路。 液压、润滑站定期更换下来的废液压油、润滑油以及磨辊间轴承清洗产生废油均外送有危险废物处置资质单位处理。 旋流沉淀池、稀土磁盘机的氧化铁皮沉渣，使用抓斗吊车抓至脱水池，脱水后的铁皮定期用汽车外运。 4)噪声控制 加热炉助燃风机置于风机房内，进风口设消声器。 轧线设备产生的噪声及钢坯在上料、转运等过程中产生的碰撞声，均利用车间厂房隔声降噪。 - 120 - 各类泵分别设在独立泵房内隔声。 采取上述控制措施并经距离衰减后，对公司厂界影响不大，公司厂界噪声可基本维持现状。 7.4 环保设施投资估算 本工程环保投资为1300万元，约占工程静态投资的4.43%。 7.5 建设项目环境影响简要分析 本工程在设计中严格执行国家、行业有关环境保护规定和标准，对可能产生污染的部位均采取了有效控制措施，使排放的废气、废水、噪声和固体废物均得到有效控制和综合利用，以尽可能减少污染物对环境造成的污染影响。 本工程建成投产后对周围环境的具体影响，有待于该工程环境影响评价作出结论。 附:环保设计的主要依据 编写本设计所依据的主要规定、规范和标准为: (1)《钢铁工业环境保护设计规范》(GB50406-2007); (2)《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996); (3)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996); (4)《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008); (5)《钢铁工业资源综合利用设计规范》(GB50405-2007)。 - 121 - 冷 坯 热 坯 减定径 辊道热送 吊运、上料 水 冷 热坯横移提升 测径 辊道测长 8(劳动安全卫生 切头/分段 反向剔出 加热炉加热 8.1 工程概况 冷床冷却 高压水除鳞 本工程为 XX公司棒材生产线项目，设计生产规模100万t/a，切定尺 粗 轧 产品规格为,10,50mm光面圆钢，生产钢种包括优质碳素结构钢、 短尺收集 台架横移 切头(尾) 合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、易切钢。 收集打捆 主要工艺设施包括:炉前区设备、加热炉、出炉辊道、粗轧机组、中 轧 中轧机组、预精轧机组、预水冷、飞剪、减定径机组、水冷、冷床、称 重 切头(尾) 冷剪、砂轮锯、收集系统等。辅助生产设施主要有水处理设施、液压 挂牌 预精轧 /润滑系统等。 入库 水 冷 主要生产工艺流程见图8.1-1。 发 货 切头(尾) 图8.1-1棒材轧制生产线工艺流程图 8.2 生产过程中职业危险、危害因素分析 8.2.1 生产过程中职业危险因素分析 本工程生产过程中主要职业危险因素如下: 电气设备、输配电线路过流或故障时可能引发火灾; 加热炉煤气管道泄漏、燃气系统操作不当或设备故障可能发生火 灾和爆炸; 加热炉冷却水中断供给可能造成设备损坏; 汽化冷却系统可能造成烫伤; 车间内裸露的机械传动设备在运行过程中可能造成人身机械伤 害; - 122 - 起重机检修平台等高空作业区以及地面暗井、坑、沟、池等可能造成人体坠落事故; 高大建筑物遭雷击造成人身伤害等。 8.2.2 生产过程中职业危害因素分析 本工程生产过程中主要职业危害因素如下: 加热炉燃高炉煤气产生含少量尘、SO烟气; 2 高速轧制时产生含氧化铁烟尘; 砂轮锯生产过程中产生含有氧化铁粉尘; 加热炉区煤气泄漏; 加热炉助燃风机、各类泵、轧线设备及钢坯在上料、转运等过程中产生噪声; 加热炉周围、进出炉辊道以及轧件在轧制过程中产生高温热辐射。 8.3 劳动安全卫生防范措施 8.3.1 劳动安全防范措施 1)防火 本工程各建、构筑物之间的防火间距，严格按照《建筑设计防火规范》和《钢铁企业总图运输设计规范》的规定进行设计。各建/构筑物的建筑耐火等级按不低于二级设计，其中变压器室耐火等级为一级。 根据生产运输及消防的要求，车间主厂房周围设有环行道路，可确保消防车辆畅通无阻。 - 123 - 根据《建筑设计防火规范要求》车间外部设有现状消防管网和消火栓，消防水量共35L/s，其中室外为15L/s，室内为20L/s。 根据工艺及消防规范要求，在车间调度室内设置1台火灾自动报警与消防联动控制器。在各电气室、控制室设置火灾报警点式感烟探测器，在2#主电室地下电缆室、2#主电室各油浸变压器室、循环水泵房各油浸变压器室设置差定温缆式感温探测器，并在各个防火分区设置手动报警按钮。当有火灾发生时，自动关闭相应部位的风机、防火阀、空调等通风设备，接收其反馈信号，与自动灭火系统联锁，并且启动火灾警报装置，加快人员疏散，减少损失。 车间电气室、变压器室、控制室、液压润滑站等处按《建筑灭火器配置设计规范》的要求，设置足够数量的可移动式灭火器材。 调度室内行政电话分机兼做消防电话使用。 本工程的火灾扑救工作由现有消防部门承担。 2)防爆 加热炉开炉、停炉时设氮气吹扫放散系统，防止煤气管道中形成爆炸范围内浓度。 煤气管道设有流量、压力等安全检测仪表和低压报警装置，同时设有安全阀及必要的快速切断装置。 3)防雷、防静电 车间主厂房、烟囱等建/构筑物设置防雷接地系统。 所有易燃易爆介质流经的管道设有防静电接地。 4)电气安全及照明 - 124 - 主电室、各电气室、操作室的电气设备布置，均按规范留有足够的安全距离。 所有电气设备的正常不带电金属部分均可靠接地或接零，并与车间接地系统相接。 所有电气设备裸露的带电部分在人体可能接触的部位均设有防护网罩。 本工程照明按《建筑照明设计标准》进行设计，各设备工作区域设工作照明，并设有检修用安全照明;各电气室、操作室、控制室等重要作业场所设有应急照明。 5)安全供水及供电 为确保加热炉的用水安全要求，设有柴油机事故供水泵，供加热炉事故时，一定时间的安全用水。 水处理系统、供电系统动力配电用双路独立电源供电，当其中任何一路电源发生故障或检修时，另一路电源能保证全车间的正常生产;基础自动化控制系统采用UPS电源供电;检修电源电压采用24V以下安全电压;磁盘吊车设有断电保护装置，可在突然断电时自动切换并维持15,20min供电。 6)防设备事故、机械伤害 轧线设有必要的电气连锁及事故剪，防止误操作引起人身及设备事故，并在事故发生时防止其蔓延;回转部件、飞剪及活套设有安全罩或安全护网;所有与地面高差1m以上的平台及坑、沟、池、井等均设有梯子、围栏或盖板;对存在有危险因素的设备及工作区设置警示牌，车间内按有关规范要求涂刷安全色;主轧跨设置参观走台，主 - 125 - 要跨间设置安全走道，厂房山墙设置跨间通长走道，过跨电平车设有声光信号;起重机设有安全走道和检修平台;车间内可通行的铁皮沟上部为防止氧化铁皮下落砸坏沟内管道和伤害行人，设有拦渣板。 7)防烫伤、冻伤 加热炉汽化冷却系统的汽包、除氧器、蓄热器、分汽缸、汽化冷却烟道以及表面温度?50?的热力管道等采取保温隔热措施。 8.3.2 职业卫生防护措施 1)防有害气体及尘毒 设计对各主要污染源均采取了净化措施，详见“环境保护与综合利用”篇。 为防止加热炉区煤气外溢危害工人健康，在该区域设有必要的固定式和便携式CO浓度检测报警仪，实时自动检测环境空气中CO含量，超标报警;事故状态下放散的少量煤气以及氮气吹扫时排放的氮气，放散管接至室外安全地点排放，以避免人员中毒或窒息。 采取上述控制措施后，各生产岗位空气中尘、SO、CO浓度均2 可低于《工作场所有害因素职业接触限值 第一部分:化学有害因素》 333中相应限定值(尘,8mg/Nm，SO,5mg/Nm，CO,20mg/Nm)。 2 2)防噪声 设计时除尽量选用低噪声设备外，对产生较高噪声的设备还分别采取了必要的控制措施，详见“环境保护与综合利用”篇。 此外，为保障工人的身体健康，车间内还设有隔声操作室，生产人员在操作室操作可免受噪声危害，操作室内噪声控制在70dB(A)以下;对于少数必须暴露于高噪声环境中的巡视或检修人员配备耳罩或 - 126 - 耳塞。 3)防热辐射 加热炉炉顶和炉墙采用浇注料整体注成的带隔热层的复合结构，加强炉衬的密封性和隔热性，减少炉体散热。对热辐射强度大的高温作业区如加热炉区、轧线等处采用工业电视观察，避免高温辐射对人体的影响。轧线热辐射区设人体通风。 4)防暑降温 对主电室、电气室、控制室、操作室等设置空调，以保证电气设备的正常运行和操作人员有良好的工作环境。 8.4 辅助用室设置 本工程按照《工业企业设计卫生标准》规定设有必要的工人休息室、更衣室等辅助用室，其它辅助用室如食堂、浴室等由公司统一考虑。 8.5 劳动安全卫生投资 鉴于劳动安全卫生设施大多与环保设施及生产设施有关，很难从功能上完全分开，因此本工程可分出的劳动安全卫生设施及消防投资约为454.575万元。 8.6 劳动安全卫生防范措施预期效果分析 本设计对生产过程中可能发生的火灾、爆炸、设备事故、机械伤害等职业危险因素均采取了有效的控制和防范措施，对于生产岗位的烟(粉)尘、有害气体、噪声、热辐射等职业危害因素也采取了相应的控制和防护措施，在严格执行操作规程和各种规章制度、正常操作情况下，可以保证安全正常生产和工人的身体健康。 - 127 - 附:劳动安全卫生设计主要依据 编写本设计所依据的主要规定、规范和标准为: (1)《冶金企业安全卫生设计规定》(冶生[1996]204号文颁发); (2)《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》(劳动部1996年 第3号令); (3)《生产过程安全卫生要求总则》(GB/T12801-2008); (4)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006); (5)《钢铁冶金企业设计防火规范》(GB50414-2007); (6)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992); (7)《工业企业煤气安全规程》(GB6222-2005); (8)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001，2008年版); (9)《构筑物抗震设计规范》(GB50191-1993); (10)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-1994，2000年版); (11)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004); (12)《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2001); (13)《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010); (14)《工作场所有害因素职业接触限值 第一部分:化学有害因 素》(GBZ2.1-2007); (15)《工作场所有害因素职业接触限值 第二部分:物理因素》 (GBZ2.2-2007); (16)《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-1985); - 128 - (17)《钢铁企业总图运输设计规范(试行)》(YBJ52-1988); (18)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003); (19)《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98，1999年版); (20)《工业企业煤气安全规程》(GB6222-2005); (21)《轧钢安全规程》(AQ2003-2004)。 - 129 - 9(投资概算 9.1 工程概况 本投资估算是根据XX棒线材品种生产线升级改造项目可行性研究设计委托任务书的内容进行编制的。 本工程新建一条年产100万吨棒材轧制生产线。设计范围为棒材轧机生产线、水处理设施以及与棒材配套的生产辅助设施。产品方案:,10~50mm圆钢棒材，生产钢种:碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、冷镦钢、弹簧钢、易切钢。 投资估算包括:主车间、电气室、水处理设施、软件编制、工器具及生产家具购置费、工程建设其他费及预备费等。静态投资为29331.03万元。 9.2 静态投资构成 9.2.1 按项目划分 表9.2-1 按项目划分投资构成表 序号 工程项目名称 估算价值(万元) 占静态投资% 1 棒材主车间 18549.3 63.24 2 电气室 3603.46 12.29 3 水处理设施 1900 6.48 4 软件编制 120 0.41 5 工器具及生产家具购置费 85.36 0.29 6 一罐到底 2900 9.9 小计 27158.36 - 130 - 6 工程建设其他费用及预备费 2172.67 7.41 静态投资共计 29331.03 100.00 9.2.2 按费用划分 表9.2-2 按费用划分投资构成表 序号 工程费用名称 估算价值(万元) 占静态投资, 1 建筑工程 7399.60 25.23 2 安装工程 2602.23 8.87 3 设备 17156.53 58.49 4 其他 2172.67 7.41 静态投资共计 29331.03 100.00 9.3 编制依据 9.3.1.设备购置费 国内设备价格按照报价、询价或按类似工程设备价格估价，其中设备费含设备运杂费。 9.3.2建安费 建筑安装工程依据近期同类工程造价指标或以《冶金工业概算定额(指标)》为基础，按现行材料价格以综合单价形式进行编制。 9.3.3.工程建设其他费用及预备费 工程建设其他费用和预备费参照国家及冶金行业现行有关规定并结合本工程实际情况编制。 9.4 总估算表 - 131 - 北京京诚瑞信长材工程技术有限公司 XX金属制品有限公司中型棒材可研 表9.4-1 总 估 算 表 估算价值(万元) 其中含外汇 WBS编码 序号 工程及费用名称 建筑工程 安装工程 设 备 其 他 合 计 (万美元) 一 静态投资 330.40A101 1 棒材主车间及一罐到底 5977.90 2410.47 13061.17 21449.55 269.03 330.40A103 2 电气室 521.70 91.76 2990.00 3603.46 330.40A104 3 水处理设施 900.00 100.00 900.00 1900.00 330.40A108 4 软件编制 120.00 120.00 5 工器具及生产家具购置费 85.36 85.36 小计 7399.60 2602.23 17156.53 27158.36 269.03 6 工程建设其他费及预备费 2172.67 2172.67 10.76 静态投资合计 7399.60 2602.23 17156.53 2172.67 29331.03 279.79 - 132 - 10(技术经济分析 10.1 概述 XX公司拟新建一条年产100万吨棒材轧制生产线，设计选择先进、适用、经济、高效、安全的轧制工艺和设备。主要工艺设施:中型棒材轧机及其附属设施(给排水设施、检化验设施、供配电及三电控制设施)。 项目建设投资29331万元，铺底流动资金10560.7万元,建设期利息为522.7万元。生产期为20年。 经计算本项目经济效益较好，项目投资财务内部收益率(税后)为14.2%，投资回收期为8.4年。 10.2 评价原则 1)依照国家建设部颁布的《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)的规定，以国内经营评价模式对项目进行经济效益分析。经济效益评价按新建项目考虑。 2)分析计算执行国家的有关法规、现行会计制度和现行税制。 3)遵循费用与效益口径一致的原则，经济效益测算从连铸坯开始至生产出合格产品为止，以这一过程的效益作为本工程的投资效益。 4)本评价采用不含税价格体系，投入、产出物价格均以不含税价格计算。经济效益计算中，以投入、产出物的价格水平相对应一致为原则。 10.3 基础数据 10.3.1 产品方案 - 133 - 表10.3-1 棒材产品方案 单位:万t/a 各规格产品年产量 代表 产品 钢种 合计 比例% 钢号 Φ25~45 Φ48~60 Φ63~75 Φ85~90 1 优碳钢 20、45 9 7.5 5 2.5 24 30 40Cr 2 合结钢 13 12 8 7 40 50 20CrMnTi 3 冷镦钢 ML15~35 8 8 10 4 弹簧钢 50CrVA 3.2 3.2 4 5 易切钢 Y20 1.5 1.5 0.9 0.9 4.8 6 合计 34.7 21 13.9 10.4 80 比例% 43.4 26.3 17.3 13 100 10.3.2 建设进度 本项目建设期为一年，达产期为两年，第一年达产80%，第二年达产100%。生产期按20年计算。 10.3.3 资金使用和资金筹措 1)资金使用 项目建设投资29331万元，其中40%，即11732.4万元由自有资金支付;其余60%，即17598.6万元由贷款解决。 全部流动资金35200.7万元中，其中30%，即10560.2万元为铺底流动资金由自有资金支付;其余70%，即24640.5万元由贷款解决。 建设期利息为522.7万元，由自有资金解决。 2)资金筹措 - 134 - (1)自有资金 企业自有资金为22815.8万元，其中:用于建设投资为11732.4万元，用于铺底流动资金为10560.7万元，用于建设期利息为522.7万元。 (2)贷款 项目贷款为42240.2万元，其中:用于固定资产静态投资贷款为17598.6万元，贷款年利率5.94%;用于流动资金为24641.5万元,年利率5.31%。 详见资金使用与资金筹措见表10.3-2。 表10.3-2 资金使用和资金筹措表 金额单位:万元 序号 项 目 合 计 1 2 3 1 投资总额 65055.9 29853.7 28579.1 6623.1 1.1 固定资产投资 29331.0 29331.0 1.2 建设期利息 522.7 522.7 1.3 流动资金 35202.2 28579.1 6623.1 2 资金筹措 65055.9 29853.7 28579.1 6623.1 2.1 资本金 22815.8 12255.1 8573.7 1986.9 2.1.1 固定资产投资 11732.4 11732.4 2.1.2 建设期利息 522.7 522.7 2.1.3 铺底流动资金 10560.7 8573.7 1986.9 2.2 借 款 42240.2 17598.6 20005.4 4636.2 2.2.1 人民币贷款 17598.6 17598.6 2.2.2 贷款流动资金 24641.5 20005.4 4636.2 按国务院规定，计算资本金的总投资为40414.4万元，其中含 - 135 - 建设投资29331万元，铺底流动资金为10560.7万元，建设期利息为522.7万元。资本金为22815.8万元，资本金比例为56.5%，符合国家对冶金行业资本金比例大于40%的要求。 10.4. 财务评价 10.4.1 营业收入 产品销售价格是参照近期当地市场行情、结合设计产品方案、考虑评价期内价格波动因素确定预测价格。产品较为保守的加权平均不含税价为3923.9元/吨，正常年不含税营业收入为314632.0万元。详见表10.4-1。 表10.4-1 营业收入估算表 序号 钢种 单位 产量(万t) 单价 销售收入 1 优碳钢 t 24.0 3810.0 91440 2 合结钢 t 40.0 4007.0 160280 3 冷镦钢 t 8.0 3850.0 30800 4 弹簧钢 t 3.2 4230.0 13536 5 易切钢 t 4.8 3870.0 18576 合计 80.0 314632 10.4.2 成本费用估算 成本估算中，原材料，辅助材料、燃料动力等的消耗指标均以工艺专业的设计指标为依据。生产所用的主要原燃料及动力价格是按照近期实际价格及市场行情确定。 经计算，棒材制造成本为3630.8元/吨。详见表10.4-2及财务分析表1。 - 136 - 表10.4-2 棒材成本估算表 单 价 单 耗 单位成本 序号 成本项目 单 位 (元/单位) (单位/t) (元/吨) 一、 原材料 3415.37 1 钢坯 t 3354.00 1.042 3494.87 2 减:回收 kg 2650.00 -0.030 -79.50 二、 辅助材料 22.26 1 轧辊 kg 30.00 0.257 7.71 2 耐火材料 kg 5.00 0.30 1.50 3 液压润滑油 kg 5.50 0.20 1.10 4 导卫备件及消耗件 kg 6.50 0.30 1.95 5 其他 10.00 三、 动力及能源 130.71 1 电 Kwh 0.70 80.00 56.00 32 压缩空气 Nm 0.10 20.00 2.00 33 循环水 m 1.10 22.20 24.42 34 补充新水 m 5.35 0.60 3.21 5 燃料 GJ 35.00 1.00 35.00 36 氧气 Nm 0.65 0.01 0.01 37 液化石油气 m 2.30 0.03 0.07 8 其他 10.00 四、 工资及附加费 5.00 281.00 17.56 五、 制造费用 44.90 1 折旧 23.63 2 维修费 14.18 - 137 - 单 价 单 耗 单位成本 序号 成本项目 单 位 (元/单位) (单位/t) (元/吨) 3 其他费 7.09 制造成本 3630.80 正常年总成本费用为305609.2万元。 10.4.3 税金及利润计算 增值税税率为17%，城市建设维护税及教育费附加分别按增值税的7%及4%缴纳，经计算，生产正常年进项税为47910.7万元，销项税为53487.4万元，增值税为5576.7万元，城市建设维护税及教育费附加为613.4万元。 年利润总额为8409.4万元(第10年)。 所得税税率按25%计算，经计算，年所得税为2102.3万元(第10年)。 年税后利润(净利润)为6307万元(第10年)。 企业盈余公积金为税后利润的10%。 利税计算见财务分析表2。 计算项目投资现金流量时，应剔除所有利息因素的影响，剔除利息因素的调整所得税为2429.5万元(第10年)。 10.4.4 现金流量分析 本项目生产期按20年计算。项目投资现金流量及项目资本金现金流量分析，其计算结果如下: 项目投资财务内部收益率(税后)(FIRR):14.2%(详见财务分析表3) - 138 - 财务净现值(i=10%)(税后)(FNPV):7791.9万元 项目投资回收期(税后):8.4年(含建设期一年) 项目资本金财务内部收益率(税后)(FIRR):24.1% (详见财务分析表4) 10.4.5 清偿能力分析 偿债能力分析中采用等额还本，利息照付的还款方式，等额还本期为6年。 1)利息备付率与偿债备付率 经计算，项目偿债能力指标:利息备付率(ICI)与偿债备付率(DSCR)见表10.4-3。 表10.4-3 偿债指标表 年份: 偿债期综合 2 3 4 5 6 7 利息备付率 3.7 1.3 3.5 3.8 4.3 4.9 5.6 偿债备付率 1.9 0.9 1.8 1.9 2.1 2.2 2.3 从表10.4-3可见，从投产第一年(计算期第2年)起的偿还期内各年的利息备付率均大于1，偿债备付率从投产第二年(计算期第3年)开始均大于1，说明项目的偿债能力较强。 2)资产负债率(LOAR)(第九年) 第9年总负债为48430.4万元，总资产为81918.4万元。详见财务分析表6。 总负债 LOAR = ???????????????100% 总资产 - 139 - 48430.4 = ?????????????100% 81918.4 = 59.1% 10.4.6 财务生存能力分析 项目计算期内各年的净现金流量及累计盈余资金均为正值，各年均有足够的净现金流量维持项目的正常运营，可保证项目财务的可持续性。 10.4.7 不确定性分析 1)盈亏平衡分析 (第10年为例) 年固定费用 盈亏平衡点产量 = ————————————————— 年销售收入,年税金,年可变费用 15062 = —————————————?100% 314632.0,613.4,290547.1 = 64.2% 由上面计算可以看出，当产量超过设计产量的64.2% 时，项目可盈利。 2)敏感性分析 项目存在不确定性，当项目投资、销售量、成本及产品售价变化时，对项目收益率的影响见表10.4-4。 表10.4-4 敏感性分析表 - 140 - 变化率 产品产量 产品售价 基建投资 成本 -10% 15.2% 59.7% -5% 14.7% 35.6% -3% 5.4% 1.2% 14.5% 26.7% 0% 14.2% 14.2% 14.2% 14.2% 3% 22.5% 26.7% 13.9% 1.7% 5% 35.1% 35.4% 13.7% 10% 34.8% 58.3% 13.2% 由上述计算结果可知，各因素的变化都不同程度地影响财务内部收益率，其中产品的销售价格提高或降低最为敏感，当有项目产品售价上升+3%时，项目投资财务内部收益率将为26.7%，其次为成本费用;基本建设投资、实际产品产量的增加或减少对财务内部收益率的影响相对要小一些。 在实际的生产运作当中，往往是几个因素同时产生变化，当产品销售价格变化时经常伴随着原燃料价格的变化，因此，同时作用的结果小于单一因素的变化。 10.5. 结论 评价指标汇总见表10.5-1。 表10.5-1 评价指标汇总表 项目 单位 指标数据 1.固定资产投资 万元 29331.0 2.流动资金 万元 35202.2 3.建设期利息 万元 522.7 4.年销售收入 万元 314632.0 - 141 - 5.年销售附加税 万元 613.4 6.年总成本及费用 万元 305609.2 7.年利润总额 万元 8409.4 8.年所得税 万元 2102.3 9.年税后利润 万元 6307.0 10.全部投资内部收益率 % 14.2 11.投资回收期 年 8.4 12.自有资金内部收益率 % 24.1 以上分析计算表明，项目建设投资为29331万元，流动资金为35202.2万元，建设期利息为522.7万元。项目建成投产后年产中型棒材80万吨，项目年营业收入314632.0万元，还款后正常年净利润6307万元。项目投资财务内部收益率(税后)为14.2%。综上所述，本项目经济效益较好，财务上是可行的。 - 142 - 核准通过， 归档资料。 未经允许， 请勿外传～ 143