【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 換熱器、高速燒嘴，PLC 全自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)環(huán)形加熱爐、再加熱爐以及熱處理爐三大加熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，生產(chǎn)線采用全直流調(diào)速、鋼管自重滾動(dòng)替代電動(dòng)橫移鏈?zhǔn)揭苿?dòng)，為 200kW 空壓機(jī)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(dá)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(xiàng)目》可行性研究設(shè)計(jì)委托書；（2）常寶鋼管關(guān)于油井管生產(chǎn)線改造項(xiàng)目可行性研究的有關(guān)技術(shù)要求。（3） 《投資項(xiàng)目可行性研究報(bào)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告5（1）根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況合理組織，精心設(shè)計(jì)。（2）在滿足系統(tǒng)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求的前題下，力求節(jié)約資金，降低工程造價(jià)。（3）技術(shù)裝備水平先進(jìn)、適用、可靠，以求在保證生產(chǎn)線整體水平先進(jìn)的前提下，盡可能降低建設(shè)投資費(fèi)用。（4）研究與設(shè)計(jì)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(chǎng)變化能力強(qiáng)。配置齊全的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)手段，盡可能提高成材率，努力降低原材料消耗。（5）整個(gè)工程項(xiàng)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(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供有利條件。（6）高度重視環(huán)境保護(hù)，采取先進(jìn)的“三廢” 處理方法保持生態(tài)平衡，認(rèn)真貫徹三同時(shí)原則，使工程“三廢 ”達(dá)標(biāo)排放。（7）認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)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(hù)、勞動(dòng)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(jì)中考慮。 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度本改造項(xiàng)目改造周期預(yù)計(jì)為14個(gè)月。生產(chǎn)線建設(shè)進(jìn)度見表11。表11 項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度表20 年 2022 年時(shí)間工程內(nèi)容 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6項(xiàng)目調(diào)研、方案論證設(shè)備選型訂貨現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告6工人培訓(xùn)試生產(chǎn)、項(xiàng)目鑒定驗(yàn)收 ☆ 投資估算和財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 投資估算和資金籌措投資需求：本項(xiàng)目總投資為 4150 萬(wàn)元。資金籌措：本項(xiàng)目所用資金全部由鋼管股份有限公司自籌。 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)項(xiàng)目改造后，項(xiàng)目增量投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為 %，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值大于零，增量項(xiàng)目投資回收期 年。財(cái)務(wù)指標(biāo)表明，本項(xiàng)目在實(shí)現(xiàn)預(yù)期的情況下，在財(cái)務(wù)上可以接受。 研究結(jié)論 能源供應(yīng)該技改項(xiàng)目實(shí)施后所需要的能源種類與項(xiàng)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(dòng)力系統(tǒng)足夠支持該項(xiàng)目的實(shí)施。其中原煤采購(gòu)主要來(lái)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?xì)夤就ㄟ^管道進(jìn)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(xiàng)目改造后，生產(chǎn)線的總裝機(jī)容量沒有增加，因此原有的供電系統(tǒng)可以滿足該項(xiàng)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告7蒸汽全部由振華熱電廠供應(yīng)，項(xiàng)目實(shí)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(dāng)?shù)刈詠?lái)水公司提供，供應(yīng)可以得到保證。 項(xiàng)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(xiàng)目擬通過對(duì)穿孔機(jī)加工輥、頂管機(jī)大齒條優(yōu)化改造，由原來(lái)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(duì)頂管和張減機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)更新和優(yōu)化，提高鋼管長(zhǎng)度及壁厚的控制精度；對(duì)生產(chǎn)線中重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一的鋼管臺(tái)架進(jìn)行優(yōu)化改造，將鋼管電動(dòng)橫移鏈?zhǔn)揭苿?dòng)改為自重滾動(dòng)，減少電能消耗；通過淘汰精整線落后設(shè)備，采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的 140 六輥矯直機(jī)，使原來(lái)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(shí)間及刀片的損耗，提高矯直精度和成材率；通過采用先進(jìn)的合金排鋸機(jī)，由原來(lái)的 1 分 20 秒鋸切 4 根鋼管提高到同樣時(shí)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(xiàng)目擬對(duì)環(huán)形爐、再加熱爐進(jìn)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(jìn)的亞高速燒嘴、PLC全自動(dòng)控制，減少能源損耗；對(duì)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(qiáng)度，縮短加熱時(shí)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告8效率，使加熱爐系統(tǒng)能源消耗達(dá)到先進(jìn)水平。 空壓機(jī)變頻改造為一臺(tái) 200kW 空壓機(jī)增設(shè) IR5000 節(jié)電系統(tǒng)。 節(jié)能本項(xiàng)目實(shí)施后，改造后比改造前預(yù)計(jì)每年可節(jié)約原煤 噸、電力 萬(wàn)千瓦時(shí)、天然氣 萬(wàn)立方米，折 噸標(biāo)煤。產(chǎn)品單耗由 千克標(biāo)煤/噸管下降到 千克標(biāo)煤/ 噸管。 環(huán)保本項(xiàng)目中對(duì)加熱爐進(jìn)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(duì)大氣的二氧化碳排放和煙氣污染。 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)本項(xiàng)目從投資財(cái)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告9 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo)值 備注1 項(xiàng)目總投資 萬(wàn)元 4150 設(shè)備投資 萬(wàn)元 3550 設(shè)備安裝費(fèi) 萬(wàn)元 450 土建費(fèi) 萬(wàn)元 50 其他費(fèi)用 萬(wàn)元 1002 生產(chǎn)規(guī)模 改造前油井管產(chǎn)量 萬(wàn)噸 改造后油井管產(chǎn)量 萬(wàn)噸 3 年運(yùn)行時(shí)間 小時(shí) 72004 主要用能量 改造前原煤 噸 49507電力 萬(wàn)千瓦時(shí) 天然氣 萬(wàn)立方米 蒸汽 噸 31176 改造后原煤 噸 電力 萬(wàn)千瓦時(shí) 天然氣 萬(wàn)立方米 蒸汽 噸 311765 綜合能耗節(jié)約量 噸標(biāo)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(wàn)元 3024 新增利潤(rùn)總額 萬(wàn)元 24839 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 增量項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 增量項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬(wàn)元 9211 增量項(xiàng)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告10第 2 章 市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析 產(chǎn)品市場(chǎng)分析本項(xiàng)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(xiàng)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(duì)本項(xiàng)目的產(chǎn)品市場(chǎng)分析簡(jiǎn)略。 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力分析本項(xiàng)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(xiàng)目改造前基本一致，競(jìng)爭(zhēng)力分析簡(jiǎn)略。 價(jià)格預(yù)測(cè)本項(xiàng)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(gòu)價(jià)，原煤按 1100 元/噸、電力按 元/千瓦時(shí)、天然氣按 元/立方米、圓鋼管坯按 2022 元/噸計(jì)。 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)根據(jù)目前的市場(chǎng)狀況，近期國(guó)內(nèi)外能源緊張，鋼管股份有限公司針對(duì)生產(chǎn)線及加熱系統(tǒng)的綜合節(jié)能改造項(xiàng)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(jià)格日益上漲的時(shí)期，為該公司的發(fā)展帶來(lái)了蓬勃生機(jī)，不存在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。油井管生產(chǎn)線工藝及加熱系統(tǒng)節(jié)能綜合改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告11第 3 章 工程技術(shù)方案 項(xiàng)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(xiàng)目由三個(gè)主要部分組成，第一部分是對(duì)環(huán)形爐和再加熱爐兩大加熱系統(tǒng)進(jìn)行綜合改造，第二部分是對(duì)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(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全直流調(diào)速改造和空壓機(jī)變頻調(diào)速改造，所以本項(xiàng)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(yùn)轉(zhuǎn)率高；工藝流程先進(jìn)、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(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 原有生產(chǎn)工藝流程項(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告12管坯準(zhǔn)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(yùn)檢驗(yàn)性能試驗(yàn)1車絲1螺紋檢查管擰水壓2車絲保護(hù)環(huán)擰接測(cè)長(zhǎng)、稱重、打印、噴標(biāo)、涂色環(huán)、涂油 干燥 收集入庫(kù)入庫(kù)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(xiàng)目可行性研究報(bào)告13工藝流程說明：管坯經(jīng)表面處理后人工檢查，對(duì)影響后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷進(jìn)行清除，合格的管坯進(jìn)入生產(chǎn)流程。按生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃對(duì)管坯進(jìn)行長(zhǎng)度分段投料，將投料的管坯送加熱爐進(jìn)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(jìn)行端部定心，定心后的管坯進(jìn)入穿孔機(jī)制成毛管。將芯棒插入毛管后進(jìn)行端部縮口，縮口后的毛管連同芯棒進(jìn)入頂管機(jī)進(jìn)行軋制，軋制后的荒管經(jīng)松棒機(jī)后，在脫棒機(jī)進(jìn)行脫棒處理。芯棒進(jìn)入循環(huán)使用，荒管進(jìn)行杯底切除?；墓苓M(jìn)入再加熱爐加熱后，經(jīng)高壓水除表面氧化鐵皮后進(jìn)行張減軋制成合格的成品長(zhǎng)管，在冷床冷卻后，進(jìn)行管體矯直，按要求將長(zhǎng)管進(jìn)行長(zhǎng)度分段，再經(jīng)無(wú)損檢測(cè)和人工表面檢查和尺寸檢驗(yàn)，對(duì)合格的管體進(jìn)行標(biāo)識(shí)，再將其打捆入庫(kù)。在進(jìn)行管材的深加工時(shí)，需從庫(kù)中統(tǒng)一取出半成品上料，合格熱軋無(wú)縫鋼管經(jīng)通徑檢驗(yàn)，合格鋼管管端部經(jīng)液壓鐓粗成型，進(jìn)入熱處理爐，經(jīng)性能測(cè)試合格后，鋼管一端經(jīng)縮口后進(jìn)行車絲，接著管道螺紋檢測(cè)，合格產(chǎn)品經(jīng)噴丸機(jī)噴沙后進(jìn)行管擰接，再進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)，合格鋼管的另一端要經(jīng)過縮口、車絲、螺紋檢測(cè)和噴沙等工藝，再擰接內(nèi)、外保護(hù)環(huán)，最后對(duì)鋼管進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)、稱重、標(biāo)識(shí)、干燥，打捆包裝成品入庫(kù)。 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(xiàng)目可行性研究報(bào)告14穿孔機(jī)、頂管和張減機(jī)組的控制系統(tǒng)較為落后，使得在軋制過程中無(wú)法有效控制鋼管長(zhǎng)度及壁厚的精度，影響了鋼管的合格率。前半個(gè)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(zhǎng)，不僅影響了生產(chǎn)效率，還降低了成材率。在用的兩臺(tái)車絲機(jī)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(wú)法跟上現(xiàn)在的品質(zhì)與產(chǎn)量需求。目前該公司有 4 臺(tái) 40m3 螺桿空壓機(jī)，其型號(hào)為 ML2002SW/C，運(yùn)行功率為 200kW，在運(yùn)行時(shí)負(fù)荷會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化，在低負(fù)荷或卸荷運(yùn)行時(shí)，空轉(zhuǎn)電流仍然很大，其中大部分電流不是用來(lái)做有用功，而是機(jī)械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗，造成了電能的浪費(fèi)。 改造方案A、對(duì)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(xiàng)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(dòng)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(duì)于將天然氣做為燃料的熱處理爐，本項(xiàng)目將采用 EMK5GAS 型多級(jí)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(xiàng)目可行性研究報(bào)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(duì)油氣燃料機(jī)械所開發(fā)，利用多極磁場(chǎng)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?xì)湮?HC)、氮氧化物(NO)及一氧化碳(CO)再度燃燒，達(dá)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(dá)10%15%。C、對(duì)穿孔機(jī)加工輥、頂管機(jī)大齒條進(jìn)行優(yōu)化改造，由原來(lái)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(duì)頂管和張減機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行更新和優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)鋼管長(zhǎng)度及壁厚的控制精度。該項(xiàng)可使生產(chǎn)線噸管電耗下降 千瓦時(shí)/噸管。D、變更工序，縮短工藝流程，省略調(diào)撥運(yùn)轉(zhuǎn)、精整、檢驗(yàn)、入庫(kù)、鋼管上料等中間環(huán)節(jié)，精整線上采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的 140 六輥節(jié)能高效矯直機(jī)，淘汰落后設(shè)備，由原來(lái)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(shí)間及刀片的損耗，提高矯直精度和成材率；采用先進(jìn)的合金排鋸機(jī)，增加同時(shí)鋸切的管數(shù)，提高鋸切效率，對(duì)生產(chǎn)線中重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一的鋼管臺(tái)架進(jìn)行優(yōu)化改造，將鋼管電動(dòng)橫移鏈?zhǔn)揭苿?dòng)改為自重滾動(dòng)，減少電能消耗；。E、采用國(guó)外進(jìn)口的新型高效車絲機(jī)（型號(hào)：TCN142TZ） ，提高車絲效率及車絲精度，每根鋼管車絲時(shí)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(shí)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(xiàng)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(xiàng)目可行性研究報(bào)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(shí)/噸管。F、為其中一臺(tái)空壓機(jī)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(chǔ)氣罐壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，可最大程度的節(jié)約空壓機(jī)電能。增設(shè)該控制系統(tǒng)后可節(jié)約空壓機(jī)