模具坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统可行性研究报告.doc
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1、核准通过,归 档资料。 未经允许,请 勿外传! 唐山梦牌瓷业有限公司 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报告可行性研究报告 9JWKffwvG#tYM*Jg即通过信息化组织建立了公司营销网络,通过实行电子商 务,公司实现了产品网上销售,原材料、包装物等实施网上采购,每年可 节约成本 2000 万元以上。二是信息化与产品设计的有效融合 ;即公司产 品的研发与设计通过技术及信息化系统有效结合,使产品开发到成 型由原来的 60 天缩短到 25 天,提高了产品的研发效率,降低了研发成 本,每年可节约研发成本 50
2、0 万元以上。三是信息化与业务管理的有效 融合 ;即财务、采购、销售、库存在 1999 年就已投资 200 万元启用了 用友软件、2002 年公司又和用友共同研发了劳资软件,提高了管理效益, 增强了公司内部审批的透明度。四是信息化与制造技术的有效融合 ;即 公司目前拟投资 2550 万元与意大利萨克米集团公司合作开发研制信息数 字化控制技术,实现了生产环节成型、烧成工序的数字自动化控制,实现 了信息化带动工业化的有效融合。劳动效率的提高,能源的节省,为公司 创造了直接效益。 综上所述,唐山梦牌瓷业有限公司 模具、坯体干燥数字化控制系统 及余热平衡利用数字化控制系统 工程的实施,符合国家 两化融
3、合的要求, 符合节能降耗、资源合理利用的政策,具有较好的社会效益和经济效益, 提高企业市场竞争力和企业效益,为企业的发展和壮大起到重要作用,促 进企业发展,同时将在同行业起到很大的示范和带动作用。 因此,项目的建设是必要的。 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 17 第三章 建设规模与产品方案 3.13.1 建设规模建设规模 通过数字化智能电子信息控制来实现坯体和模具由混合烘干变为单独 烘干,由高温自由烘干变为设定合理的温湿度曲线,从而达到窑炉余热的 100%利用。数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干燥、模具干燥运行 管理与监控系统;窑炉燃烧器火焰控制
4、、窑炉余热平衡状态调整与监控系 统以节省燃料。通过对公司三个分厂进行两化融合改造,以降低能源消耗、 提高热效率。项目改造完成后年减少能源消耗 11062.32tce,使产品单 耗由 0.622tce/吨瓷减低到 0.522tce/吨瓷。 3.23.2 产品方案产品方案 本身不涉及产品产量变化,且对项目承办单位原产品 方案构成和产 品质量不产生任何影响,仍维持原有产品方案。 产品方案为:年产卫生陶瓷 550 万件(110000 吨) 。 目前,国内卫生陶瓷行业普遍采用坯体与模具混合烘干且人力控制温 度的办法,既浪费能源又不利产品质量稳定,该项目的成功必将带动行业 的革命性变革。全国年产卫生陶瓷规
5、模近 2 亿件,其应用前景可想而知。 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 18 第四章 项目选址与建设条件 4.14.1 建设地址建设地址 本改造项目均位于唐山梦牌瓷业有限公司 现有三个厂区内,利用已 有车间和配套设施,进行 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利 用数字化控制系统建设,在满足本项目节能工艺要求的前提下,因地制 宜,布局合理,达到投资合理的目的。项目选址符合城市总体规划要求, 该厂区配套基础设施齐全,地势平坦,交通便捷,通讯畅通,适宜本项目 的建设。 详见唐山梦牌瓷业有限公司区域位置图。 4.24.2 建设条件建设条件 4.2.14.2
6、.1 自然条件自然条件 4 4. .2 2. .1 1. .1 1 地地形形地地貌貌 该区域地势北高南低,由东向西倾斜,北部以低山为主,海拔高度在 200m 左右;中部是几条东西走向的山丘,海拔约 70m;南部以冲积平原 为主,海拔约 40m;全区共分北部丘陵区、中部洪沟冲积扇山前平原,南 部冲积平原和塌陷低洼地四种地貌类型。 4 4. .2 2. .1 1. .2 2 气气候候 该区域的气候气象为暖温带半湿润大陆性季风气候区,年平均气温 11.2,年平均降雨量 648.1mm,集中于 78 月,年平均风速 2.1m/s,盛行西风,年频率 11%,年静风频率 6%。 4 4. .2 2. .1
7、 1. .3 3 河河流流 该区域主要河流由石榴河、沙河。石榴河河水主要为附近煤矿的矿井 水和城市污水,污染较重,主要功能为农业灌溉。沙河属季节性河流,河 水主要靠降水补给,冬春两季河水较少,主要功能为农业灌溉。 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 19 4 4. .2 2. .1 1. .4 4 地地质质与与水水文文地地质质概概况况 由于从地下水采掘了大量的煤炭和矸石,使得局部地层变空,受上部 岩层重力的影响,地表相应部分自然沉降,形成该地区特有的人工地貌 塌陷低洼地,对波及地区的地下水、耕作方式和灌溉带来一定影响。 地下水一部分是第四纪深层、浅层水,
8、一部分是奥陶系石灰岩熔岩裂 隙水。第四季覆盖物厚度为 30m200m,连通性好,储水量大, -800 以 上的地下水非常丰富。奥陶系溶岩、裂缝水物理性质好,属地矿化、微硬 度水。 4 4. .2 2. .2 2 城城市市概概况况 唐山市位于河北省东部,东经 11 731-11 919 ,北纬 38 55-4028 ,东隔滦河与秦皇岛市相望,西与天津市毗邻,南临渤海, 北依燕山隔长城与承德市相望,东西长约 130 公里,南北宽约 150 公里, 总面积为 13472 平方公里。市区位于唐山市中部,东、北与唐山交界, 南与丰南县接壤,西与丰润县毗邻。东至秦皇岛 125 公里,南距渤海 40 公里,
9、西南至天津 108 公里,至省会石家庄 366 公里,西北至北京 154 公里。 2009 年全市地区生产总值达到 3781 亿元,同比增长 11.3%,比震前 增长 34.1 倍,人均 GDP7427 美元;全部财政收入 413.3 亿元,其中一般 预算收入 169.7 亿元,增长 15.8%。全市地区生产总值和全部财政收入分 别占河北省的 22%和 20.5%,均居河北省首位。全市三次产业比重为 9.5:55.9:34.6。 农业农村经济全面发展,全市农业形成了乳业、瘦 肉型猪、果菜、板栗、花生、水产品六大龙型经济和肉羊、甘薯、花卉、 食用菌、林产品加工五大新兴产业,建成北部山区绿色干鲜果
10、品特色产业 带,中部平原高效种养特色产业带和南部沿海水产养殖捕捞特色产业带。 全市农业产业化经营率达到 63%。工业起步较早,基础雄厚,被誉为 “中国近代工业的摇篮 ” 。目前,已形成煤炭、钢铁、电力、建材、机械、 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 20 化工等优势产业,正在加速打造精品钢材、装备制造、化工、现代农业、 现代服务业、高新技术和环保产业七大主导产业链。 2009 年,全市共有 规模以上工业企业 1682 家,全部工业增加值完成 1931.44 亿元,占全市 GDP 的 55.9%。其中规模以上工业增加值 1610.42 亿元,在全国 48
11、 个中 心城市中排名第 12 位。现有开滦、唐钢、冀东水泥、三友集团等一大批 大型骨干优势企业。 1988 年,唐山市被国务院批准为沿海对外开放地区, 初步形成了全方位、多层次、宽领域开放格局。到 2009 年底,全市累计 实际利用外资 61.45 亿美元,年均增长 18.8%。2009 年全市完成进出口 总额 60.96 亿美元,比 1994 年增长 34 倍,其中出口额 19.19 亿美元, 增长 15.6 倍。在经济发展的同时,精神文明建设和各项社会事业全面发 展。先后获得全国卫生城、全国双拥模范城、全国园林绿化先进城市、全 国社会治安综合治理工作优秀城市等国家级荣誉称号, 1999 年
12、、2002 年、2005 年、2008 年先后四次被评为创建全国文明城市工作先进市、并 于 2008 年首次进入全国文明城市候选城市行列, 2008 年被评为“中国 最具幸福感城市” 。人民生活持续改善, 2009 年全市城镇居民人均可支 配收入和农民人均纯收入分别达到 18053 元和 7420 元。 4 4. .2 2. .3 3 外外部部配配套套条条件件 4 4. .2 2. .3 3. .1 1 交交通通运运输输 唐山是京、津的重要门户,处于连结华北与东北广大地区的枢纽地带, 形成了以铁路为骨干、海运为外延,公路为脉络的交通运输网络,密度高 于全国沿海城市平均水平。唐山境内有京哈、通坨
13、、 京秦、大秦四条铁 路干线横贯全市,境内铁路总长度 677 公里,是全国铁路密度最高的地 区之一。还有唐遵、坨港、汉南、卑水等多条地方铁路。市中心区有以客 运 为主的唐山站和以货运为主的唐山南站。 以京沈、唐津、唐港、西 外环四条高速公路和三条国道为骨干的公路网络密度高于 全国沿海城市 平均水平,总里程达到 7366 公里,实现了乡乡通油路。京沈、唐津、 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 21 唐港三条高速公路在唐山市内立交互通,构成壮观的 “0+X”型高速公 路网。 随着京唐港 1993 年 7 月正式对国际通航,唐山的海运从无到有, 现已开通黄浦
14、、上海、深圳、宁波以及韩国、日本、希腊、俄罗斯等60 多个国内外口岸。 4 4. .2 2. .3 3. .2 2 其其他他资资源源 丰富的自然资源,为唐山的经济发展奠定了雄厚的物质基础 这里依 山傍海,地貌多样,土质肥沃,全市拥有耕地面积 58 万公顷。盛产玉米、 小麦、水稻、花生、棉花、蔬菜等农副产品,素有 “冀东粮仓”之称。 有 6 个县(市)成为全国粮食生产基地, 7 个县(市)成为全国瘦肉型 猪生产基地。全年粮食总产量 350 多万吨,油料 210 多万吨。唐山还是 干鲜果品的主要产区之一,盛产干鲜果品近百万吨,其中 “京东板栗” 在国内外久享盛誉。这里还是渤海湾的主要渔场,常见水产
15、品有100 多 种,海淡水产品产量 20 万多吨,鱼类资源占全省的 56%,海淡水养殖面 积 8 万公顷,滩涂和浅海开发潜力很大,是著名的 “京东宝地” 。唐山矿 产资源丰富,品种多,储量大,分布集中,质地优良,开采条件较好。煤 炭尽管开采 100 多处,储量 44 亿吨,矿体厚度大,埋藏浅,易采易选, 是全国三大铁矿产区之一;各种石灰岩储量相当丰富, 唐山市境内有大 小河流 80 多条,多数发源于北部丘陵、山地,流程较短,自成体系独自 入海。 4.34.3 厂址评述厂址评述 该厂区符合唐山市城市总体规划、项目布局和用地规划,地域开阔, 项目不需新增用地;地形条件良好, 不涉及拆迁;输水距离较
16、短,管线 敷设方便;排水距离较近。交通运输条件得天独厚,当地公路、铁路运输 均很发达。能源电力供应充足,依托条件优越。因此,该厂区是理想的工 程项目建设用地,有利于本项目的实施。 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 22 第五章 技术、设备及工程方案 5.15.1 设计原则设计原则 5.1.15.1.1 项目要充分利用得天独厚的地理位置和环境条件,坚持高起点、高 标准、高品位的进行建设构思,在现有生产线的基础上进行技术改造,达 到节约能源、提高企业经济效益和社会效益的目的。 5.1.25.1.2 本项目的基本指导思想是科学性与发展观的有机结合、当前利益与
17、 长远利益的有机结合、经济效益与社会效益的有机结合、企业效益与环境 效益的有机结合,特别注重资源的合理利用和节能效果。 5.1.35.1.3 坚持成套制造的原则。 除引进先进技术外, 实施改造的设备、检 测仪表及控制系统与设备的采购招投标,既要满足生产的要求,又节省投 资,有利于按期顺利投产。设计指标力求先进、可靠,自动化水平要讲究 安全、高效、节能和适用的效果 5.1.45.1.4 依据建设的经济技术条件,综合确定各项合理的设备标准,使之既 能满足当前的实际需要,又具有一定的前瞻性和科学合理性。 5.1.55.1.5 体现科技进步的原则,积极采用新技术、新产品、新工艺、新材料, 依靠科技进步
18、,推进规划、设计、施工水平的提高。 5.25.2 技术方案技术方案 5.2.15.2.1 节能改造必要性节能改造必要性 唐山梦牌瓷业有限公司现有 主要生产设备 5 条隧道窑、5 座梭式窑 生产线,分布在三个分厂内。 为了减少刚脱模坯体的开裂和变形,传统 的干燥工艺大都在成型车间 “原位”进行,现在卫生陶瓷工厂一般对该 工艺进行了完善和改进,在成形车间装有温、湿度调节和自控设备,特别 在工人上班之时,既要照顾到刚脱模的坯体对温度和湿度的要求,同时也 尽可能的适合于工人劳动的需要。随着干燥工艺进一步的发展,为了使坯 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 23
19、体和模具分开干燥,逐步采用专门的青坯干燥设备,将当天刚脱模的或第 二、三天经过“原位”干燥的坯体“移位”到专门的干燥室内,按照特 定的干燥制度烘干,最后达到合格青坯的水份要求。 如前所述,由于受成形车间条件的限制,车间温度低,排湿和升温有 矛盾,因此,干燥速度总是在缓慢的进行,有些大件甚至还需在工位上存 放 3-4 天。 如果采用了专门的青坯干燥室,湿度和温度都能根据干燥工艺的要求, 进行予先设定,使干燥速度大大加快,有些工厂的干燥室的干燥周期已能 缩短到 12 小时以内。 间歇式干燥室比较典型的为带旋转风机的通道式,该设备的工作完全 适应于手工注浆和组合注浆的要求,白天装坯,一般傍晚开始工作
20、,到第 二天白班上班时出坯,运输一般都采用人工手推干燥车。 由于低压快排水和高压注浆工艺的出现,成形一天多次出坯甚至二十 四小时连续出坯。这就要求干燥室采用通道轮换式,甚至采用连续转动的 干燥器。 在产生热气流的方式上,也逐步的由高压蒸汽、过热水、电热等发展 到充分地利用窑炉的余热。例如,德国的许多工厂就在大件产品注浆线的 存坯架上装有远红外的干燥灯,以加速原坯体内部的水分向外迁移。 公司现有辅助设备中设有 15 台燃气热风炉。其中,一厂用于坯体烘 干的热风炉为 4 台,用于模具烘干的 1 台。二厂用于坯体烘干的热风炉 为 3 台,用于模具烘干的 1 台。三厂用于坯体烘干的热风炉为 5 台,用
21、 于模具烘干的 1 台。生产的热风在非采暖期仅用于半成品及模具干燥 , 采暖期除半成品及模具干燥 使用以外还用于厂区采暖。 5.2.1.15.2.1.1 公司生产过程中存在以下缺陷:公司生产过程中存在以下缺陷: 5.2.1.15.2.1.1 成型车间的坯体和模具是混合烘干的成型车间的坯体和模具是混合烘干的 成型车间的坯体和模具是混合烘干的,而且是人为手工控制温度,控 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 24 制的粗放使热能造成浪费;虽然公司此前也对窑炉余热进行利用,但是控 制方法比较低级,部分余热还是被浪费掉了。为了进一步实现节能减排, 公司技术部与意大
22、利萨克米公司共同研究,打破多年的传统工艺,重新编 排和设置了合理的工艺方式,率先在行业内实行坯体和模具由混合烘干改 为单独烘干,由高温自由烘干改为设定合理的温湿度曲线,由传统的人工 控制改完数字化智能控制。通过项目的实施,窑炉余热可实现100%利用。 5.2.1.25.2.1.2 温、湿度不能完全自动控制温、湿度不能完全自动控制 为了适应压力注浆二十四小时注浆出坯的需要,要求后续的干燥工序 能够连续、快速,湿、温度完全自控。该干燥器主要用于与高压注浆相配 套。据介绍,该干燥器的结构为多条类似于辊道窑的保温通道,通道的下 部装有自动循环传送的链板式传送带,链板上面铺有托板,高压注浆后的 坯体经过
23、修坯后可用人工或机械手放在托板上,然后通过自动分配系统送 入各条通道。 根据以上综述,对梦牌耗能的重点在两处:一是坯体和模具烘干, 二是烧成窑炉。成型车间的坯体和模具是混合烘干的,而且是人为手工控 制温度,控制的粗放使热能造成浪费;虽然公司此前也对窑炉余热进行利 用,但是控制方法比较低级,部分余热还是被浪费掉了。为了进一步实现 节能减排,公司技术部与意大利萨克米公司共同研究,打破多年的传统工 艺,重新编排和设置了合理的工艺方式,率先在行业内实行坯体和模具由 混合烘干改为单独烘干,由高温自由烘干改为设定合理的温湿度曲线,由 传统的人工控制改完数字化智能控制。通过项目的实施,窑炉余热可实现 100
24、%利用。 创新点:1、通过数字化智能电子信息控制来实现坯体和模具由混合 烘干变为单独烘干,由高温自由烘干变为设定合理的温湿度曲线,从而达 到窑炉余热的 100%利用。 模具、坯体干燥数字化控制系统及余热平衡利用数字化控制系统 可行性研究报 告 25 2、本项技术应用在国内尚属空白。 公司投资 2550 万元建设数字化曲线控制替代人工控制系统即坯体干 燥、模具干燥运行管理与监控系统;窑炉燃烧器火焰控制、窑炉余热平衡 状态调整与监控系统。 改造既可以降低企业能耗,提高企业经济效益。 同时又可利用原放散的余热资源,以实现资源综合利用,产生良好的环境 效益。 5.2.25.2.2 节能改造的内容节能改
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