【文章內(nèi)容簡介】 換熱器、高速燒嘴，PLC 全自動控制技術(shù)，對環(huán)形加熱爐、再加熱爐以及熱處理爐三大加熱系統(tǒng)進行節(jié)能改造，生產(chǎn)線采用全直流調(diào)速、鋼管自重滾動替代電動橫移鏈式移動，為 200kW 空壓機增設(shè)IR5000 節(jié)電控制系統(tǒng)等一系列的節(jié)能改造措施，達到提高能源利用率、降低產(chǎn)品能耗的效果。 編制依據(jù)與原則 編制依據(jù)（1）鋼管股份有限公司《油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目》可行性研究設(shè)計委托書；（2）常寶鋼管關(guān)于油井管生產(chǎn)線改造項目可行性研究的有關(guān)技術(shù)要求。（3） 《投資項目可行性研究報告編制指南》 編制原則油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告5（1）根據(jù)項目的實際情況合理組織，精心設(shè)計。（2）在滿足系統(tǒng)工藝技術(shù)經(jīng)濟指標要求的前題下，力求節(jié)約資金，降低工程造價。（3）技術(shù)裝備水平先進、適用、可靠，以求在保證生產(chǎn)線整體水平先進的前提下，盡可能降低建設(shè)投資費用。（4）研究與設(shè)計中力求生產(chǎn)工藝布局緊湊合理，工序完備且銜接順暢，適應(yīng)市場變化能力強。配置齊全的產(chǎn)品質(zhì)量檢測手段，盡可能提高成材率，努力降低原材料消耗。（5）整個工程項目在保證正常生產(chǎn)的前提下，盡可能節(jié)省能源消耗，減少溫室氣體的排放，為實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展提供有利條件。（6）高度重視環(huán)境保護，采取先進的“三廢” 處理方法保持生態(tài)平衡，認真貫徹三同時原則，使工程“三廢 ”達標排放。（7）認真貫徹執(zhí)行國家和地區(qū)的有關(guān)政策、法規(guī)與規(guī)范。如能源利用、環(huán)境保護、勞動安全以及工業(yè)衛(wèi)生、消防等技術(shù)要求，均在總體設(shè)計中考慮。 項目建設(shè)進度本改造項目改造周期預(yù)計為14個月。生產(chǎn)線建設(shè)進度見表11。表11 項目建設(shè)進度表20 年 2022 年時間工程內(nèi)容 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6項目調(diào)研、方案論證設(shè)備選型訂貨現(xiàn)場施工設(shè)備安裝及調(diào)試油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告6工人培訓(xùn)試生產(chǎn)、項目鑒定驗收 ☆ 投資估算和財務(wù)評價 投資估算和資金籌措投資需求：本項目總投資為 4150 萬元。資金籌措：本項目所用資金全部由鋼管股份有限公司自籌。 財務(wù)評價項目改造后，項目增量投資財務(wù)內(nèi)部收益率為 %，財務(wù)凈現(xiàn)值大于零，增量項目投資回收期 年。財務(wù)指標表明，本項目在實現(xiàn)預(yù)期的情況下，在財務(wù)上可以接受。 研究結(jié)論 能源供應(yīng)該技改項目實施后所需要的能源種類與項目改造前沒有變化，只是數(shù)量上有所減少，原有的能源供應(yīng)和動力系統(tǒng)足夠支持該項目的實施。其中原煤采購主要來自山西晉城和河南焦作的煤礦，供應(yīng)可以得到保證。天然氣是由港華燃氣公司通過管道進行供應(yīng)，企業(yè)與供氣商簽有供氣合同，供應(yīng)量可以得到保證。電力仍采用該公司原有的供配電系統(tǒng)，項目改造后，生產(chǎn)線的總裝機容量沒有增加，因此原有的供電系統(tǒng)可以滿足該項目的電力供應(yīng)。油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告7蒸汽全部由振華熱電廠供應(yīng)，項目實施前后用量沒有明顯變化，供應(yīng)可以得到保證。生產(chǎn)用水由當?shù)刈詠硭咎峁?yīng)可以得到保證。 項目工程技術(shù)方案 工藝流程優(yōu)化及設(shè)備節(jié)能改造本項目擬通過對穿孔機加工輥、頂管機大齒條優(yōu)化改造，由原來的高壓交流軋制改為直流調(diào)速軋制，使軋制精度得到有效控制；對頂管和張減機組的自動控制系統(tǒng)更新和優(yōu)化，提高鋼管長度及壁厚的控制精度；對生產(chǎn)線中重點環(huán)節(jié)之一的鋼管臺架進行優(yōu)化改造，將鋼管電動橫移鏈式移動改為自重滾動，減少電能消耗；通過淘汰精整線落后設(shè)備，采用國內(nèi)先進的 140 六輥矯直機，使原來的單倍尺管矯直鋸切 5 刀變?yōu)殡p倍尺管矯直鋸切 3 刀，減少 2 刀切頭工序，降低鋸切時間及刀片的損耗，提高矯直精度和成材率；通過采用先進的合金排鋸機，由原來的 1 分 20 秒鋸切 4 根鋼管提高到同樣時間內(nèi)鋸切 10 根鋼管，可大大提高鋸切效率；通過以上工藝流程的優(yōu)化改造，綜合成材率從 86%提高到 89%， 加熱爐綜合改造，提高加熱效率本項目擬對環(huán)形爐、再加熱爐進行綜合改造，優(yōu)化爐體結(jié)構(gòu)，采用高效換熱器、提高空氣預(yù)熱溫度，采用先進的亞高速燒嘴、PLC全自動控制，減少能源損耗；對熱處理爐加裝天然氣節(jié)氣裝置，減少天然氣消耗。通過改造，可提高加熱強度，縮短加熱時間，提高燃燒油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告8效率，使加熱爐系統(tǒng)能源消耗達到先進水平。 空壓機變頻改造為一臺 200kW 空壓機增設(shè) IR5000 節(jié)電系統(tǒng)。 節(jié)能本項目實施后，改造后比改造前預(yù)計每年可節(jié)約原煤 噸、電力 萬千瓦時、天然氣 萬立方米，折 噸標煤。產(chǎn)品單耗由 千克標煤/噸管下降到 千克標煤/ 噸管。 環(huán)保本項目中對加熱爐進行綜合改造后，燃煤效率得到較大提高，可減少大量的原煤消耗，有效的減少了對大氣的二氧化碳排放和煙氣污染。 經(jīng)濟評價本項目從投資財務(wù)角度分析是可行的。油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告9 主要經(jīng)濟指標表序號 指標名稱 單位 指標值 備注1 項目總投資 萬元 4150 設(shè)備投資 萬元 3550 設(shè)備安裝費 萬元 450 土建費 萬元 50 其他費用 萬元 1002 生產(chǎn)規(guī)模 改造前油井管產(chǎn)量 萬噸 改造后油井管產(chǎn)量 萬噸 3 年運行時間 小時 72004 主要用能量 改造前原煤 噸 49507電力 萬千瓦時 天然氣 萬立方米 蒸汽 噸 31176 改造后原煤 噸 電力 萬千瓦時 天然氣 萬立方米 蒸汽 噸 311765 綜合能耗節(jié)約量 噸標煤 6 原材料節(jié)約量圓鋼管坯消耗節(jié)約量 噸 85447 建設(shè)期 年 18 盈利能力 節(jié)能和綜合利用年收入 萬元 3024 新增利潤總額 萬元 24839 財務(wù)評價指標 增量項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率 % 增量項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 9211 增量項目投資回收期 年 油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告10第 2 章 市場預(yù)測分析 產(chǎn)品市場分析本項目是立足于原有油井管生產(chǎn)線上的綜合節(jié)能改造工程，不直接形成產(chǎn)品，產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售渠道與項目改造前基本一致，只是形成原煤、電力、天然氣和原材料圓鋼管坯的節(jié)約量，因此對本項目的產(chǎn)品市場分析簡略。 產(chǎn)品的競爭力分析本項目只產(chǎn)生能源和原材料的節(jié)約量，產(chǎn)品的產(chǎn)量及銷售渠道與項目改造前基本一致，競爭力分析簡略。 價格預(yù)測本項目產(chǎn)生能源和原材料的節(jié)約量，參照改造前該公司能源采購價，原煤按 1100 元/噸、電力按 元/千瓦時、天然氣按 元/立方米、圓鋼管坯按 2022 元/噸計。 市場風險預(yù)測根據(jù)目前的市場狀況，近期國內(nèi)外能源緊張，鋼管股份有限公司針對生產(chǎn)線及加熱系統(tǒng)的綜合節(jié)能改造項目，既為企業(yè)節(jié)約了能源消耗，又減少了煙氣排放，在目前能源價格日益上漲的時期，為該公司的發(fā)展帶來了蓬勃生機，不存在市場風險。油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告11第 3 章 工程技術(shù)方案 項目組成本次鋼管股份有限公司油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目由三個主要部分組成，第一部分是對環(huán)形爐和再加熱爐兩大加熱系統(tǒng)進行綜合改造，第二部分是對油井管生產(chǎn)線的工藝流程的優(yōu)化和專用設(shè)備的節(jié)能改造，第三部分是對生產(chǎn)線進行全直流調(diào)速改造和空壓機變頻調(diào)速改造，所以本項目生產(chǎn)工藝的分析主要為這三部分的技術(shù)分析。 工藝技術(shù)方案的選擇 選擇工藝技術(shù)方案的原則工藝成熟、技術(shù)可靠、裝置的運轉(zhuǎn)率高；工藝流程先進、能量綜合利用合理；控制優(yōu)化、操作方便；控制污染，三廢排放符合國家規(guī)定的標準。 原有生產(chǎn)工藝流程項目實施前工藝流程圖如下：油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告12管坯準備 加熱 穿孔 縮口 穿芯棒鋼管上料頂管 松棒 再加熱張減冷床矯直 鋸切精整脫棒高壓除鱗打捆、調(diào)撥轉(zhuǎn)運檢驗性能試驗1車絲1螺紋檢查管擰水壓2車絲保護環(huán)擰接測長、稱重、打印、噴標、涂色環(huán)、涂油 干燥 收集入庫入庫1管端縮口1＃噴沙2管端縮口2螺紋檢查2＃噴沙熱處理加厚芯棒加熱油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告13工藝流程說明：管坯經(jīng)表面處理后人工檢查，對影響后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷進行清除，合格的管坯進入生產(chǎn)流程。按生產(chǎn)作業(yè)計劃對管坯進行長度分段投料，將投料的管坯送加熱爐進行加熱，按工藝規(guī)程加熱到規(guī)定溫度后出爐。出爐的管坯進行端部定心，定心后的管坯進入穿孔機制成毛管。將芯棒插入毛管后進行端部縮口，縮口后的毛管連同芯棒進入頂管機進行軋制，軋制后的荒管經(jīng)松棒機后，在脫棒機進行脫棒處理。芯棒進入循環(huán)使用，荒管進行杯底切除?；墓苓M入再加熱爐加熱后，經(jīng)高壓水除表面氧化鐵皮后進行張減軋制成合格的成品長管，在冷床冷卻后，進行管體矯直，按要求將長管進行長度分段，再經(jīng)無損檢測和人工表面檢查和尺寸檢驗，對合格的管體進行標識，再將其打捆入庫。在進行管材的深加工時，需從庫中統(tǒng)一取出半成品上料，合格熱軋無縫鋼管經(jīng)通徑檢驗，合格鋼管管端部經(jīng)液壓鐓粗成型，進入熱處理爐，經(jīng)性能測試合格后，鋼管一端經(jīng)縮口后進行車絲，接著管道螺紋檢測，合格產(chǎn)品經(jīng)噴丸機噴沙后進行管擰接，再進行水壓實驗，合格鋼管的另一端要經(jīng)過縮口、車絲、螺紋檢測和噴沙等工藝，再擰接內(nèi)、外保護環(huán)，最后對鋼管進行測長、稱重、標識、干燥，打捆包裝成品入庫。 原工藝流程及設(shè)備中存在的問題環(huán)形加熱爐、再加熱爐以及熱處理爐三大加熱系統(tǒng)較為陳舊，加熱效率仍處于 90 年代的水平，存在很大的節(jié)能空間。其中環(huán)形加熱爐每噸鋼管約耗煤 154 千克原煤；再熱爐每噸鋼管約耗煤 41 千克原煤；熱處理爐每噸鋼管約消耗天然氣 立方米。油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告14穿孔機、頂管和張減機組的控制系統(tǒng)較為落后，使得在軋制過程中無法有效控制鋼管長度及壁厚的精度，影響了鋼管的合格率。前半個工序中，從“矯直 ”往后，到“鋼管上料”之間的精整線設(shè)備較為落后，工序過程較長，不僅影響了生產(chǎn)效率，還降低了成材率。在用的兩臺車絲機陳舊老化，不僅生產(chǎn)效率低下，而且也影響了產(chǎn)品的合格率，已漸漸無法跟上現(xiàn)在的品質(zhì)與產(chǎn)量需求。目前該公司有 4 臺 40m3 螺桿空壓機，其型號為 ML2002SW/C，運行功率為 200kW，在運行時負荷會經(jīng)常發(fā)生變化，在低負荷或卸荷運行時，空轉(zhuǎn)電流仍然很大，其中大部分電流不是用來做有用功，而是機械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗，造成了電能的浪費。 改造方案A、對于將原煤做為燃料的環(huán)形加熱爐和再加熱爐，為了能夠精確控制爐溫曲線，提高燃燒效率，本項目將淘汰加熱系統(tǒng)中現(xiàn)有的普通燒嘴和兩行程的換熱器，更新為亞高速燒嘴和四行程的換熱器，換熱器的材質(zhì)由普通鋼變?yōu)椴讳P鋼，這樣不僅可以提高燒嘴的燃燒速度，還可增大換熱器的熱交換面積，并提高其熱傳導(dǎo)率，由此可整體提高加熱爐的燃燒效率；為了配合高效的燒嘴和換熱器，將更新加熱爐的自動控制系統(tǒng)，使其能更加精確的控制燃燒過程。經(jīng)過改造后，環(huán)形加熱爐系統(tǒng)的噸管煤耗可以降低 36 千克/噸管，再加熱爐系統(tǒng)的噸管煤耗可以降低 10 千克/噸管。B、對于將天然氣做為燃料的熱處理爐，本項目將采用 EMK5GAS 型多級磁王燃料節(jié)能器做為熱處理爐的節(jié)氣裝置。該裝置是高油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告15科技鈷鎳合金永久磁鐵產(chǎn)品，一根磁棒擁有三根磁極，且磁通量為一根磁極之三倍，是專門針對油氣燃料機械所開發(fā)，利用多極磁場技術(shù)改變?nèi)剂现械臍湓咏Y(jié)構(gòu)，可將未完全燃燒之粒狀物質(zhì)、碳氫物(HC)、氮氧化物(NO)及一氧化碳(CO)再度燃燒，達到完全燃燒，以提升燃燒效率，并降低排氣污染。安裝該裝置后，熱處理爐的節(jié)氣率可達10%15%。C、對穿孔機加工輥、頂管機大齒條進行優(yōu)化改造，由原來的高壓交流軋制改為直流調(diào)速軋制，使軋制精度得到有效控制；對頂管和張減機組的自動控制系統(tǒng)進行更新和優(yōu)化，加強對鋼管長度及壁厚的控制精度。該項可使生產(chǎn)線噸管電耗下降 千瓦時/噸管。D、變更工序，縮短工藝流程，省略調(diào)撥運轉(zhuǎn)、精整、檢驗、入庫、鋼管上料等中間環(huán)節(jié)，精整線上采用國內(nèi)先進的 140 六輥節(jié)能高效矯直機，淘汰落后設(shè)備，由原來的單倍尺管矯直鋸切 5 刀變?yōu)槿缃竦碾p倍尺管矯直鋸切 3 刀，減少切頭工序，降低鋸切時間及刀片的損耗，提高矯直精度和成材率；采用先進的合金排鋸機，增加同時鋸切的管數(shù)，提高鋸切效率，對生產(chǎn)線中重點環(huán)節(jié)之一的鋼管臺架進行優(yōu)化改造，將鋼管電動橫移鏈式移動改為自重滾動，減少電能消耗；。E、采用國外進口的新型高效車絲機（型號：TCN142TZ） ，提高車絲效率及車絲精度，每根鋼管車絲時間相比之前節(jié)約 10 秒鐘，可較大程度上提高油井管整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，同時也能提高產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量，車絲效率可提高 16%，合格率提高 %。經(jīng)過D、E 兩項生產(chǎn)工藝方面的節(jié)能改造，整條生產(chǎn)線綜合成材率可由改油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項目可行性研究報告16造前的 86%提高至 89%，產(chǎn)品合格率由 85%提高到 95%，使生產(chǎn)線噸管電耗下降 21 千瓦時/噸管。F、為其中一臺空壓機增設(shè) IR5000 控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)含變頻器，使變頻器能夠根據(jù)儲氣罐壓力自動調(diào)節(jié)運行頻率，可最大程度的節(jié)約空壓機電能。增設(shè)該控制系統(tǒng)后可節(jié)約空壓機